医院病床呼叫系统.docx
- 文档编号:8685493
- 上传时间:2023-02-01
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:172.97KB
医院病床呼叫系统.docx
《医院病床呼叫系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《医院病床呼叫系统.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
医院病床呼叫系统
中国矿业大学计算机学院科技文化节
设计说明书
设计题目:
医院病床呼叫系统
学院:
计算机学院
专业:
电子信息与科学技术
参赛学生:
陈文进翟磊袁槊(信息安全10级)
2010年11月28日
目录:
摘要------------------------------------------------------------------------3
一方案论证-------------------------------------------------------------4
控制器模块选型-------------------------------------------------------------------------4
液晶模块选择----------------------------------------------------------------------------4
键盘矩阵模块选择----------------------------------------------------------------------4
应答模块----------------------------------------------------------------------------------4
二详细硬件电路设计-------------------------------------------------4
主控模块设计---------------------------------------------------------------------------5
液晶显示设计---------------------------------------------------------------------------6
键盘矩阵设计---------------------------------------------------------------------------7
电源电路设计---------------------------------------------------------------------------7
应答模块选择----------------------------------------------------------------------------7
三系统设计-------------------------------------------------------------7
系统流程图-------------------------------------------------------------------------------8
四系统调试-------------------------------------------------------------8
五操作说明-------------------------------------------------------------9
六结论-------------------------------------------------------------------11
七硬件清单-------------------------------------------------------------11
八参考文献-------------------------------------------------------------12
摘要
此系统以ATMEGA16为核心处理器进行全局控制,此外加上按键、1602、矩阵键盘等外围设备实现病床的呼叫和显示功能。
本系统采用按键扫描作为控制信号,当有按键按下时,进入相应的功能,并把扫描出的按键号用1602输出,并且用1602显示优先级最高的两个按键数。
关键词:
Atmega161602矩阵键盘
一.方案论证
根据竞赛试题要求,我们对医院病床呼叫系统所需方案的各个方案进行设计论证如下
1.控制器模块选型
方案一:
系统采用AT89S51单片机为主控制芯片,32个可编程的I/O口线,为用户提供了丰富的I/O口资源。
6个中断,2个16位定时、计数器,128*8字节内部RAM,全双工串行UART通道,4~5.5V的工作电压范围,1000次可重复擦写周期。
方案二:
系统采用ATmega16单片机为主控制芯片,有非常丰富的资源:
4个8位并行I/O接口,其中三个有中断功能;8位的ADC;强大的定时器和精密的比较器;超的RAM和ROM,能存储大容量的程序。
四个八位的并行I/O接口具有更强的驱动能力。
具有JTAG接口。
内部具有时钟。
基于上述分析,我们选择方案二。
2.液晶模块选择
方案一:
采用LED数码管显示器。
LED数码管亮度高,醒目,但是
电路复杂,占用资源较多,显示信息量较少。
方案二:
采用LCD1602。
不仅有LCD共同的优点:
微
功耗、显示信息量较大、字迹清晰、美观、视觉舒适;
综上所述,LCD1602液晶显示模块能满足本题目的要求,所以选用1602作为此系统的显示模块。
3.键盘矩阵模块选择
方案一:
采用独立键盘,需要16个I/0端口,输入输出简单,容易判断。
方案二:
采用4*4矩阵键盘,需要8位I/O端口,键盘扫描逻辑性强,准确判断按键,而且可以消除按键同时按下出现的问题。
综上所述,采用矩阵键盘。
4.应答模块
方案一:
蜂鸣器和发光二极管采用可以直接驱动,端口输出值固定,简单方便。
而且应答键采用中断方式省去了判断按键是否被按下的程序。
二、详细硬件电路设计
根据题目要求和本系统的设计思想,系统主要包括下图所示模块。
系统结构框图
●主控制模块
产品特性
•高性能、低功耗的8位AVR®微处理器
•先进的RISC结构
•非易失性程序和数据存储器
•JTAG接口(与IEEE1149.1标准兼容)
•I/O和封装
•速度等级
–0-8MHzATmega16L
–0-16MHzATmega16
•ATmega16L在1MHz,3V,25°C时的功耗
–正常模式:
1.1mA
–空闲模式:
0.35mA
–掉电模式:
<1μA
引脚配置:
●液晶显示设计
本系统中选用LCD1602液晶显示屏显示运动过程中的状态,方便且直观。
其对应接口如下表所示。
表2LCD1602引脚功能说明
1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表10-13所示:
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
数据
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
数据
4
RS
数据/命令选择
12
D5
数据
5
R/W
读/写选择
13
D6
数据
6
E
使能信号
14
D7
数据
7
D0
数据
15
BLA
背光源正极
8
D1
数据
16
BLK
背光源源负极
PB5~PB7
PD0~PD7
●
PD0~PD7
PB5~PB7
矩阵键盘扫描模块
●电源模块的设计
本系统中采用双压电源供电的模式。
由电压为12V的电池组供电,见LM7805连线图和1117稳压电路图。
由于电机的存在,在设计时具体为:
U2(7805)将适配器输出的12V电压转换成5V(MVCC5.0)给电机驱动供电,再通过AMS1117-3.3将5V电压稳压成3.3V给msp430f149供电。
三、系统软件设计
本系统通过扫描键盘获得病人的相应床号,将得到的床号存入相应的数组,然后进入取优函数进行相应的处理,得到最先服务的病人床号以及下一位需要服务的病人床号,并做相应的提示显示。
具体系统流程图如下:
四、系统调试
调试方法:
采用以硬件实物调试为主,软件调试相结合的测试方法。
调试内容:
序号
测试项目
测试目的
测试结果
1
测试显示模块
测试液晶显示屏硬件是否好完好和液晶显示程序是否正确
能正常显示
2
测试键盘模块
测试键盘模块各按键是否正常工作
能正常工作并得到相应的数值
3
应答模块
测试有病人请求时蜂鸣器和LED是否有提示信息;当基于应答后能否更新显示信息。
有请求时有声、光提示(硬件测试失败);应答后显示信息有所更新。
4
综合模块测试
所有功能综合起来是否可以进行相应操作并得到预期结果。
测试顺利
五、操作说明
该病床呼叫系统的请求控制键是一个4x4的矩阵键盘,编号为从1到16,可实现病人发出请求的功能;医生应答按键1个,用于实现对病人请求的应答。
按键布置:
注:
1-16键为病床号对应数值;应答键:
医生应答按键。
操作步骤:
1.打开电源液晶屏初始化并预显示,“firstNO”为最优需要服务的床号,“nextNO”为次优需要服务的床号,其中“00”表示没有病人请求。
显示界面如下图所示:
2.按1-16键后,进入病人请求阶段,并做出相应显示。
具体
示结果如下图所示:
5.2.1一个病人请求时
5.2.2多个病人请求时
(注:
07号床先请求,但优先级低于02号床。
)
3.按“应答键”后,进入医生应答阶段,医生最先给“最优病床号”
病人提供服务,即“firstNO”所对应的床号。
同时,屏幕显示信息同步更新,等待下次应答。
显示界面如下:
5.3.1一人请求时
(应答前)(应答后)
5.3.2多人请求时(以3人为例)
(应答前)(第一次应答后)
(第二次应答后)(第三次应答后)
六、结论
由于本次选择的题目涉及到显示和按键输入的问题,并且含有有优先编码的考虑,再加上在本次操作过程中,小组成员对于ATmega16的熟悉程度有所欠佳,使得在作品的制作过程中遇到了一些困难。
作品在软件仿真上顺利实现题目要求的基本功能,并根据题目要求对其功能进行了进一步的拓展。
在本次作品制作过程中,从软件仿真到硬件电路实现上出现了问题,曾因电路焊接错误导致未能实现预期的功能;经小组成员在调试过程中的仔细检查,针对硬件电路上的问题稍加修改,最终还是顺利达到预期的功能,本次制作过程中最困难的可以说是键盘扫描和中断处理,不过在不断尝试修改、不断调试,最终还是克服了遇到的问题,使得作品基本达到预期目的。
七、硬件清单:
ATmega161片按键17个
蜂鸣器1个发光二极管1个
LCD16021片外接电源1个
10K电位器1个10KΩ电阻1个
220Ω电阻2个
八、参考文献:
[1]《单片机应用入门——AT89S51和AVR》龙威林杨冠声胡山化学工业出版社
[2]《Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真》朱清慧张凤蕊翟天嵩王志奎清华大学出版社
[3]《C++程序设计》谭浩强清华大学出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 医院 病床 呼叫 系统