基于51单片机的无线病房呼叫助手的设计Word文档格式.docx

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LCD床号显示

音乐报警

图2接收显示主机框图

2、315MHz射频发送与接收模块

考虑到射频电路收发的稳定性，本设计使用射频收发模块实现，其中发送模块电路原理如图3所示，模块外型如图4所示。

图3发送模块电路图图4发送模块外形图

DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。

特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。

声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。

DF发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。

比如用PT2262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至DF数据模块的输入端即可。

接收模块使用315MHz超再生式接收模块，其电路原理如图5所示，外型如图6所示。

图5超再生式接收电路原理图

DF接收模块的工作电压为5伏，静态电流4毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为－105dbm，接收天线最好为25～30厘米的导线，最好能竖立起来。

接收模块本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。

其优点在于：

（1）天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线。

（2）输出端的波形相对比较干净，干扰信号为短暂的针状脉冲，所以抗干扰能力较强。

（3）DF模块自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。

（4）采用带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固，这与采用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。

可调电容调整精度较低，只有3/4圈的调整范围，而可调电感可以做到多圈调整。

可调电容调整完毕后无法封固，因为无论导体还是绝缘体，各种介质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化，进而影响接收频率。

另外未经封固的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移；

温度变化时热胀冷缩会使定片和动片间距离改变；

湿度变化因介质变化改变容量；

长期工作在潮湿环境中还会因定片和动片的氧化改变容量，这些都会严重影响接收频率的稳定性，而采用可调电感就可解决这些问题，因为电感可以在调整完毕后进行封固，绝缘体封固剂不会使电感量发生变化。

3、PT2262\2272编解码电路

数据编码采用编码芯片PT2262实现，解码采用PT2272芯片。

PT2262是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位的通用编解码电路，芯片内部带有振荡器、系统内部包含载波振荡、定时器、地址解码器、编码脉冲发生器和控制逻辑电路,外围电路简单,使用方便，其管脚如图7所示，内部逻辑如图8所示。

图7PT2262芯片引脚图8PT2262内部逻辑

PT2272解码器是对应的8位解码接收器，管脚排列如图9所示。

当PT2262发出的编码与PT2272预置的编码相同时，它的17脚就会输出高电平。

第14脚为输入端，第15脚、第16脚是振荡器，外接电阻值为几百千欧即可。

图9PT2272芯片引脚

4、电路原理图

（1）发射电路

图10发射电路图

发射电路由3V纽扣电池供电。

只有当发射按键K1按下时系统才会接通电源，因此功耗极低。

发射机地址A0—A7预置为全0，而数据线D0—D3通过跳线设定。

不同的数据D0—D3对应不同的发射机编号。

（2）接收电路

接收电路如图11所示。

通过超再生式接收模块接收的信号送入PT2272解码电路。

当PT2272的地址引脚A0—A7和信号中的地址相同时，VT端输出高电平，同时接收信号中的数据被送入数据引脚D0—D3上。

图11接收电路图

（3）单片机电路

本设计选用宏晶公司高性能单片机STC89C52，该芯片为52内核8位单片机，兼容Intel等52内核单片机，支持ISP下载，适用于常用检测控制电路。

由STC89C52组成的单片机系统原理图如图12所示。

图中P1.0—P1.3得到接收电路的数据D0—D3信号，P1.6接VT信号。

当VT有效，即有呼叫时，单片机从P1.0—P1.3引脚读出发射子机编号，再触发报警和显示电路。

图12单片机电路图

（4）显示电路

显示部分采用SMC1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：

表1液晶屏技术指标

接口信号说明如表2所示。

表2液晶屏接口信号说明

与单片机接口电路如图13所示。

图13LCD与单片机接口电路

（4）音乐报警电路

音乐报警电路采用16首曲目的门铃芯片TQ33A，该芯片内置音频驱动电路，可以直接连接扬声器播放音乐。

图14音乐报警电路

（5）供电及程序下载电路

本设计采用USB接口供电，电源电压5V。

同时，USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。

其电路原理如图15所示。

图15供电及程序下载电路

三、软件编程

1、软件流程图

本设计接收模块单片机软件主程序流程图如图16所示。

图16单片机主程序流程图

2、主程序

下面介绍main.c主程序编写，其他程序略。

（1）头文件和一些宏定义

#include<

reg52.h>

#include"

1602.h"

typedefunsignedcharU8;

/*definedforunsigned8-bitsintegervariable无符号8位整型*/

typedefsignedcharS8;

/*definedforsigned8-bitsintegervariable有符号8位整型*/

typedefunsignedintU16;

/*definedforunsigned16-bitsintegervariable无符号16位整型*/

typedefsignedintS16;

/*definedforsigned16-bitsintegervariable有符号16位整型*/

typedefunsignedlongU32;

/*definedforunsigned32-bitsintegervariable无符号32位整型*/

typedefsignedlongS32;

/*definedforsigned32-bitsintegervariable有符号32位整型*/

typedeffloatF32;

/*singleprecisionfloatingpointvariable（32bits）单精度浮点数*/

typedefdoubleF64;

/*doubleprecisionfloatingpointvariable（64bits）双精度浮点数*/

（2）常量、变量定义和函数声明

//定义无线接收信号

sbitFlagIn=P1^6;

sbitBell=P3^6;

//定义标识

volatilebitFlagCall=0;

//有呼叫信号

volatilebitFlagKeyPress=0;

//有键按下

//函数声明

voidData_Init（）;

voidTimer0_Init（）;

voidPort_Init（）;

voidADC_Init（）;

ucharGetADVal（）;

voidKeyProcess（uint）;

//------------------定义变量--------------------//

U16temp;

U16Counter;

U8din;

U8TotalCall,CallNumOld;

U8CallNum[16]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

U8index=0;

//------------------函数声明--------------------//

voidINT0_Init（void）;

voidTimer0_ISR（void）;

voidmain（）;

（3）各子程序

//数据初始化

voidData_Init（）

{

P1=0xff;

Counter=0;

din=0;

FlagIn=1;

Bell=0;

TotalCall=0;

index=0;

}

//定时器0初始化

voidTimer0_Init（）

ET0=1;

//允许定时器0中断

TMOD=1;

//定时器工作方式选择

TL0=0x06;

TH0=0xf8;

//定时器赋予初值

TR0=1;

//启动定时器

//定时器0中断

voidTimer0_ISR（void）interrupt1using0

U8i;

Counter++;

//显示呼叫号

if（Counter>

=500）

{

if（TotalCall>

5）

for（i=0;

i<

5;

i++）

{

L1602_char（1,i*3+1,CallNum[i+index]/10+48）;

L1602_char（1,i*3+2,CallNum[i+index]%10+48）;

}

if（index<

（TotalCall-5））

index++;

else

index=0;

}

Counter=0;

//外部中断初始化函数

voidINT0_Init（void）

IT0=1;

//负边沿触发中断

EX0=1;

//允许外部中断0

//按键中断处理

voidINT0_ISR（void）interrupt0

//取消键按下，所有指示灯熄灭

L1602_string（1,1,"

"

）;

L1602_string（2,1,"

NoCall"

CallNumOld=255;

/********************************************************************

*名称:

Main（）

*功能:

主函数

***********************************************************************/

voidmain（）

U16i,j;

U8flag;

EA=0;

Timer0_Init（）;

//定时器0初始化

INT0_Init（）;

//外部中断初始化

Data_Init（）;

EA=1;

L1602_init（）;

Welcometo"

WirelessCalling!

"

//延时

500;

for（j=0;

j<

j++）

{;

//清屏

while

（1）

//检测是否有无线接收信号

if（FlagIn==1）

10000;

i++）;

//延时，以保证一个VT脉冲只计一次

if（FlagIn==1）

{

Bell=1;

//播放音乐

din=P1&

0x0f;

//取出呼叫号

//和未处理的呼叫号比较，如果是新的则显示

flag=0;

for（i=0;

TotalCall;

{

if（CallNum[i]==din）flag=1;

//与已有呼叫号相同

}

if（flag==0）

if（TotalCall<

16）

{

CallNum[TotalCall]=din;

TotalCall++;

L1602_int（2,4,TotalCall）;

}

if（TotalCall<

=5）

L1602_char（1,（TotalCall-1）*3+1,CallNum[TotalCall-1]/10+48）;

L1602_char（1,（TotalCall-1）*3+2,CallNum[TotalCall-1]%10+48）;

//等待VT脚高电平变低

while（FlagIn）;

Bell=0;

//音乐播放信号归0