基于单片机的病房无线呼叫系统设计
钱浩;姜麟;李丽侦;光文华
【摘要】To solve the problem existed in the traditional ward calling system including cabling wiring intricately,easy to out of order,in-convenient maintaining,adding new beds information on the basis of existing beds and other issues,put forward the design of wireless calling system. With STC89C52 series single-chip microcomputer as the master control chip,nRF905 as the core of the wireless trans-ceiver chip,and matched with the corresponding LCD display,sound and light alarm,then design the wireless ward calling system. Results show that the system reliable transmission distance reaches 90 meters,having a certain anti-interference performance,and conveniently and temporarily increasing beds display information,which can satisfy the hospital actual demand temporarily. The system has stable per-formance,easy to operation,can effectively replace traditional wired calling system.%为解决传统病房有线呼叫系统存在的布线复杂、易出故障、维修不便、不能在现有床位基础上及时增加新床位信息等问题,提出了无线呼叫系统设计。采用STC89C52系列单片机作为主控芯片,nRF905作为无线收发的核心芯片,并配以相应的LCD显示屏和声光报警器,设计出了无线病房呼叫系统。结果表明,该系统可靠传输距离达90 m以上,具有一定的抗干扰性,且可以临时方便增加床位显示信息,能够满足医院的临时实际需求。该系统性能稳定,操作简便,可以有效代替传统有线呼叫系统。
【期刊名称】《计算机技术与发展》
【年(卷),期】2014(000)003
【总页数】5页(P210-213,217)
【关键词】无线呼叫;nRF905;射频通信
【作者】钱浩;姜麟;李丽侦;光文华
【作者单位】昆明理工大学理学院，云南昆明 650500;昆明理工大学理学院，云南昆明 650500;昆明理工大学理学院，云南昆明 650500;昆明理工大学理学院，云南昆明 650500
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
当今电子技术的飞跃发展，采用单片机控制的小型电子系统已广泛应用，并逐渐走向社会的各个领域。由于医疗体制改革的不断深化和医疗事业的飞速发展，人们逐渐感觉到医院各种医疗服务的方便与实用显得很重要。病房呼叫系统是病人与医护工作者进行远程通话的工具，它可以增强病人与医护工作者间的联系，可以提高护理水平。它还能使病人及时得到医护工作者的看护和医治，同时为医护人员的医护管理带来极大的方便。而且，采用无线传输，会节约布线和改造线路的资金，为医院节约成本[1]。
医院的病房无线呼叫系统是由呼叫主机和若干从机两大部分组成。在安装此系统时，需要将主机安装在医护工作者的值班室，从机则安装在医院病房病人的床头。从机的面板上设置有按键。当病人按下按键时，按键信息通过无线通信芯片发射出去，则主机就会搜索检测发出的呼叫信息，经过和主机匹配的从机标识码的判别，确认呼叫信号的合法性和所呼叫的功能类别。然后经过大屏幕来显示呼叫信息，并通过
语音播报。只有当呼叫主机按下确认键，呼叫从机上的LED灯才不会再闪烁，则
认为此次呼叫成功。如果在设置等待的时间内，没有收到呼叫主机传来的确认信号，则会在延迟时间内重新发送此信号，这样可以确保呼叫的可靠性[2]。系统的组成
如图1所示。
系统分为呼叫主机、呼叫从机和无线收发模块三个大部分。呼叫产生的编码用单片机检测、采集并完成。系统的核心电路即是单片机和无线收发芯片的连接电路。主机用来负责接收分机发来的信号，并进行显示和报警，在主机上设有键盘主要用于确认、翻查和删除呼叫信息。
2.1 单片机的控制电路
从电源供给及功耗等方面的考虑，STC89C52的单片机，它的加密性较强，抗干
扰能力也较强，它的电磁辐射较低，功耗超低，正常工作时的功耗大概为4～7 mA。
STC89C52单片机与无线收发芯片nRF905的连接如图2所示。图2中，
STC89C52的P2.0～P2.3作为SPI接口与nRF905的SPI接口连接,实现地址和数据的传输[3]。nRF905的CD、AM、DR、PWR_UP、TRX_CE和TXEN均与
STC90C54的I/O口相连，用于实现nRF905的状态检测和工作模式控制[4]。
2.2 呼叫主机设计
无线呼叫系统由单片机、键盘、时钟等几部分组成。无线通信模块、LCD显示模
块和语音模块等在呼叫主机的设计中，无线通信模块的连接成功与否关乎整个系统成败。呼叫主机的结构如图3所示。
2.2.1 nRF905的主要特性
nRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为1.9 V～3.6 V，32引脚PFN封装(5 mm×5 mm)，工作于433/868/915 MHz3个ISM频道[5](可以免费使用)。nRF905可以自动完成处理字头和CRC(循
环冗余码校验)的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编解码，使用SPI接口与
控制器通信，配置方便，功耗非常低，以-10 dBm的输出功率发射时电流只有11 mA，在接收模式时电流为12.5 mA。nRF905单片收发器[6]由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体振荡器和一个调节器组成。
2.2.2 nRF905的内部结构图
nRF905的内部结构图如图4所示。
从图4中也可以看出nRF905芯片是由电源管理模块、频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器、低噪声放大器、功率放大器、调制器、内部寄存器和SPI总线接口等模块组成。
2.2.3 nRF905的工作模式
nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式是：ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM发送模式。两种节能模式是：掉电模式和待机模式[7-8]。两种节能模式是由PWR_UP、TRX_CE和TX_EN三个引脚决定，见表1。
这几种模式由外界CPU通过控制nRF905的3个引脚PWR_UP、TRX_CE和
TX_EN的高低电平来决定，外界MCU通过SPI总线配置nRF905的内部寄存器，读写数据时必须把其置为待机或掉电模式，nRF905在待机模式时功耗为40 μA，在掉电模式时功耗为2.5 μA。通过设置TRX_CE高，TX_EN低来选择ShockBurst模式，650 μs以后，nRF905监测空中的信息。当应用MCU有遥控数据节点时，接收节点的地址TX-address和有效数据TX-payload通过SPI接口传送给nRF905应用协议或MCU设置接口速度，无线系统自动上电[9]。
2.3 呼叫从机设计
呼叫从机是由单片机、无线通信模块和按键模块组成的。连接和主机相同。
2.4 LCD显示屏的设计
该显示装置与单片机和无线通信模块相连。单片机与液晶显示模块接口的通信采用间接访问方式。分别把WR和RD的信号反过来(WR=1，RD=0)，那么写信号就
会被变成读信号。读信号下，主控芯片需要去读DB0～DB15的值，而LCD控制
芯片就会去设置DB0～DB15的值，从而完成读数据的时序。读寄存器的时序麻
烦一点。第一步，先要将WR和RD都置低，主控芯片通过DB0～DB15传入寄
存器地址。第二步就和前面读数据一样，将WR置高，RD置低，读出DB0～
DB15的值即可。在这整个的过程中，RS一直为低。这样读写时序都会自动完成。当要写寄存器的时候，需要RS，也就是A16置高。模块的V0端所接的电位器是作为液晶驱动电源的调节器，调节显示的对比度。
2.5 报警器的设计
报警器是由LED灯和蜂鸣器组成。当主机接收到呼叫从机上传来的呼叫信号，主
机上的单片机会发出呼叫指令传给报警器，报警器会自动地通过功放发出声音警报并且LED灯会不停的闪烁以此来显示光报警。
文中采用nRF905设计无线数据传输接口，需要考虑单片机如何控制数据的发送
和接收，这是最为关键的。
3.1 nRF905发送过程
(1)单片机由SPI接口向nRF905传送目标终端地址和待发送数据。
(2)单片机拉高TRX_CE和TX_EN，使nRF905进入发送模式[10]。nRF905做如
下处理：
①启动射频电路；
②为数据加上字头和计算出的CRC校验码，形成数据包；
③发送数据包；
④当数据发送完成，数据准备好引脚DR被置高；通知单片机nRF905可以接收新的数据。
(3)如果射频配置寄存器中AUTO_RETRAN配置为1，nRF905将不断重发数据包，直到TRX_CE被置低。
(4)当TRX_CE被置低，nRF905在当前数据包发送完成后，自动进入空闲模式[11]。发送流程如图5所示。
3.2 nRF905接收过程
(1)当RTX_CE为高、TX_EN为低时，nRF905进入接收模式。
(2)650 μs后，nRF905开始监测，等待接收数据。
(3)当接收到的数据包的地址部分与配置的本机地址相同，AM引脚被置高。
(4)当nRF905接收完数据后进行CRC校验，校验结果正确，则nRF905自动移去字头、地址和CRC检验位，然后把DR引脚置高。如果CRC校验有误，则DR引脚保持低电平，而且将AM引脚复位置低。
(5)单片机把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式。
(6)单片机通过SPI口把数据从接收缓冲区读回。当数据缓冲区中的数据被读空时，nRF905把DR引脚和AM引脚置低。此时nRF905可以进入接收模式、发送模式或关机模式。当nRF905正在接收一个数据包时，如果改变芯片的工作模式会造
成数据丢失。CD引脚作为载波检测的输出，为nRF905提供了简易的冲突检测功能。当芯片处于接收模式时，如果在芯片所配置的射频工作频段内，能够检测到载波信号，则说明有设备处于发送状态，此时载波检测(CD)引脚变高[12]。为了避免冲突，造成双方数据发射失败，单片机在发送数据前，要先将芯片置为接收模式，检查CD引脚状态，为低电平时才可发送数据。
接收流程如图6所示。
文中利用单片机和无线收发核心芯片nRF905，比较容易实现尺寸小、稳定性高的无线传输系统，程序简单，容易实现，比一般的无线通信系统更有易扩展等优点。其数据传输速率较快、可靠性高、可移植性较强，也可广泛应用在各类无线数据通
信中。
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目录 引言 (1) 1 51系列单片机的简介 (1) 1.1 单片机的发展介绍 (1) 1.2 单片机的结构特点 (2) 1.3 单片机的实际应用 (2) 1.4 控制器AT89C51 (3) 2 接口技术 (4) 2.1 键盘接口 (4) 2.2 显示器接口 (5) 3 程序设计语言 (9) 3.1 机器语言 (9) 3.2 汇编语言 (9) 3.3 高级语言 (9) 4 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 (10) 4.1 系统总体设计 (10) 4.2 系统硬件设计 (11) 4.3 系统软件设计 (15) 4.4 系统的调试与结果 (19) 结论 (20) 致谢 (20) 参考文献 (21) 附录 (22) 附录A：原理图 (22) 附录B：源程序 (22)
引言 病床呼叫系统是一种应用于医院病房、养老院等地方，用来联系沟通医护人员和病员的专用呼叫系统，是提高医院水平的必备设备之一。病床呼叫系统的优劣直接影响到病员的安危，历来受到各大医院的普遍重视。它要求及时、准确可靠、简便可行、利于推广[1]。 目前市场上存在着许多种型号不一功能各异的医院病房呼叫系统，主要为两大类：有线式和无线式[2]。无线式病房呼叫系统不存在铺设线路的问题，但是可靠性差，而且无线电波会干扰其他医疗仪器设备[3]。本文设计的是有线式的，适合较小的医院病房使用，具有成本低，易于操作、安装和维护，而且具有可靠稳定，对其他医疗设备不会产生干扰的特点；但受到布线较多，影响美观，故不适宜较大的医院。 病床呼叫管理系统便于病员快捷的呼叫护士，缩短人工呼叫的时间。当今病房呼叫系统正在逐步地向智能化发展，它可以和录像机一起使用，当病人按下开关时，在护士值班室的大屏幕能够观察病人的需要。并且可以配备对讲机等设备，能够使病员及时快捷地与医护人员进行沟通。 1 51系列单片机的简介 1.1 单片机的发展介绍 单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”和“嵌入式微控制器”，单片机一词最初源于“Single Chip Microcomputer”，简称SCM。随着单片机在技术和体系结构上的进步，其控制功能不断扩展，国际上逐渐采用“MCU”（Micro Controller Unit,微控制器）来代替SCM。单片机的发展历史大致分为4个阶段。 第一阶段：单片机的探索阶段。这一阶段主要是探索如何把计算机的主要部件集成在芯片上。 第二阶段：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48的基础上推出了完善的、典型的MCS-51单片机系列。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构： ①设置了经典、完善的8位单片机的并行总线结构； ②外围功能单元由CPU集中管理的模式； ③体现控制特性的地址空间和位操作方式； ④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。
基于51单片机的病房呼叫系统（软件） 段露露 摘要：病房呼叫系统是一种常见的、必备的医疗设备。传统的病房呼叫系统[10]由单片机、蜂鸣器、数码管以及矩阵键盘构成，这种病房呼叫器存在多方面的缺陷：（1）传统的病房呼叫系统，病人按键后值班室有相应显示而病房里没有反馈信息，使得对于患者及家属而言，并不知道医护人员是否得知消息；（2）它只用一个数码管显示，当多人同时按键时，数码管只能显示最先按键的病房号，后面的号码依次排队。针对上述缺陷本设计开展的工作包括：（1）增加了医护人员获得病人呼叫后的反馈信息，这个反馈信息以病房中LED灯点亮的形式，反馈给病人医护人员是否得知信息，便于病人家属采取相应措施；（2）把一个数码管显示改为多个LED灯显示，所有按键的病房对应的LED灯同时点亮。该系统在原来的基础上实现了新的提升，大大增加了病房呼叫系统的时效性和实用性。 关键词：病房呼叫系统；单片机；反馈；同时显示 在时代科技迅猛发展的同时，电子信息技术已经深入到我们的生活当中，身边的电子产品随处可见。单片机[2][7]作为世界上数量最多的计算机，其在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、汽车设备领域等方面的应用已十分广泛。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为衡量一个国家工业发展水平的标志之一。病房呼叫系统[5][6]就是单片机在医用设备领域中的一个普通而重要的应用，是各个医院里的一项必须的设备。该系统是住院患者和医护人员之间的一种既方便又快捷的沟通方式，主要通过病人按键和值班室亮灯、蜂鸣器发声达到传达信息的目的。本设计是基于51单片机的病房呼叫系统，以AT89C52为主控核心，在LED灯、蜂鸣器以及矩阵键盘的组合下，完成了对传统病房呼叫系统缺陷的改善和进一步升级。 1 系统程序设计 1.1 主程序设计 流程图如图1所示，主函数[1]是一个完整的程序入口函数，即void main()。该设计的主函数是4*4矩阵键盘[4][5]、LED灯显示、蜂鸣器电路、按键应答和反馈电路5个子程序组。主要是通过对4*4矩阵键盘的初始化检测键盘是否有键值的输入，即判断是否有键按下。通过对键盘的扫描将键值进行处理，并送缓冲区，随之LED灯变亮，蜂鸣器发声，当应答部分的有键值的输入（即护士按键响应），护士站的LED灯灭，程序结束。同时，通过延时判断是否有应答，当无应答时则会反馈给病房，病房的LED灯点亮
基于单片机的病床呼叫系统设计 随着科技的发展，社会的进步，越来越多的设施都趋向于科技化。当前，人类对健康的关注越来越多，医疗行业正快速膨胀，患者也希望能得到最佳的护理和服务，传统的继电器控制门铃式呼叫系统，由于外观粗糙、噪声大、功能单一，在医院达标定级中已不能适应现代医院的要求 系统是基于51系列的单片机设计的病床呼叫系统。该系统以AT89C51单片机为核心辅以独立式按键、LCD显示电路和部分简单模拟和数字电路组成的能够实现病人和医护人员之间信息的传递。在该设计中每个病房都有一个按键，当患者有需要时，按下按键，此时值班室的显示屏可显示此患者的床位号，多人使用时可实现同时显示，医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。此系统能够为医院提供一个成本低、效率高、操作方便和易于安装维护的快捷系统。 关键词：51单片机独立式按键 LCD显示电路呼叫系统
目录 1.绪论 (3) 1.1课题设计的背景及意义 (3) 1.2设计要求及预期目标 (3) 1.3设计可行性 (4) 1.4设计方案及步骤 (4) 1.4.1 键盘采集方案选择 (5) 1.4.2设计芯片的选择 (6) 2.系统硬件设计 (6) 2.1系统原理框图 (6) 2.2芯片简介 (7) 2.3硬件模块设计 (10) 2.3.1 按键电路模块 (10) 2.3.2 液晶显示模块 (11) 2.3.3 声音报警模块 (11) 2.3.4 应答电路 (12) 3.系统软件设计 (12) 3.1主函数程序设计 (13) 3.2中断程序设计 (14) 3.3显示模块设计 (15) 4. 系统的调试与结果 (17) 4.1调试界面显示 (17) 4.2结果分析 (20) 结束语 (20) 附录 (21) 附录一：P ROTEL原理图 (21) 附录二：PCB电路图 (22) 附录三：实物图 (23) 附录四：C语言源程序 (24)
单片机病房呼叫系统设计 摘要：一般来说，病房呼叫系统是方便于病人患者与医护人员灵活沟通的一种呼叫系统，是解决医护人员与病人患者之间信息反馈的一种手段。病床呼叫系统的好坏直接关系到病人患者的生命安危，像今年的新冠型肺炎，没有一个灵活可靠的医疗系统真的不行。 本课题的任务是设计出基于STM32单片机的病床呼叫系统以及对它的各项功能进行控制的控制系统。系统设计包括矩阵键盘，LCD12864液晶显示器显示电路，在该设计中每个病房都有一个按键，当患者有需要时，按下按键，此时值班室的显示屏可显示此患者的床位号，多人使用时可实现循环显示，医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。值班室与病房终端利用zigbee无线通信技术进行信息传输。值班人员可以从LCD12864显示器显示病床的信息，护士站可以快速掌握消息。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。 关键词：STM32，病床呼叫系统，zigbee，LCD12864
目录 第1章绪论 (1) 1.1课题研究背景 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3课题设计内容 (3) 第2章系统的总体设计 (4) 2.1系统核心硬件的选择 (4) 2.1.1主控芯片的选择 (4) 2.1.2显示模块的选择 (4) 2.1.3无线模块的选择 (5) 2.1.4按键模块的选择 (6) 2.2系统总体方案 (6) 第3章硬件电路设计 (8) 3.1单片机STM32及最小系统 (8) 3.2LCD12864液晶显示模块 (9) 3.2.1LCD12864液晶显示屏的介绍 (9) 3.2.2LCD12864的显示原理 (10) 3.3zigbee模块设计 (11) 3.4矩阵键盘的设计 (12) 3.5电源电路的设计 (12) 3.6报警模块电路设计 (13) 第4章系统软件的设计 (15) 4.1软件和工作分析 (15) 4.2主程序设计 (15) 4.3无线zigbee的连接程序设计 (16) 4.4显示电路流程图 (17) 第5章系统调试 (19) 5.1硬件的焊接 (19) 5.2系统硬件调试 (20) 5.3实物测试 (21) 附录 (23)
基于单片机的病房呼叫系统设计 作者：沈凯, 吴青萍 来源：《现代电子技术》2011年第01期 摘要：利用单片机设计了病房呼叫系统，分析了硬件电路与软件设计。该系统采用电源 载波技术，利用系统的两芯电源线，实现语音信号和呼叫信号的交换。系统主机由MCS8051 单片机实现，呼叫分机选用PIC12C508单片机，显示主控芯片选择51类的AT89C2051单片机，通信方式采用串行异步半双工通信方式。系统具有可靠性高、成本低、功能强大、安装方便等优点，具有较强的实用价值。 关键词：病房呼叫系统；单片机；语音信号；数据通信 中图分类号：TN911-34文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)01-0141-02 Design of the Ward Calling System Based on Single Chip Microcomputer SHEN Kai, WU Qing-ping (Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China) Abstract： The ward calling system is designed by using single chip microcomputer，and the hardware circuit and software design are analyzed. The system realizes the exchange between voice signal and calling signal by power-carrier communication technique. The MCS8051 SCM is used to control the system host machine, and the PIC12C508 SCM is used to control the calling slave machine. The display chip adopts AT89C2051 SCM, the data communication adopts serial asynchronous half-duplex communication. This system has many merits such as low price, high reliability, powerful function, and is easy to install. Keywords： ward calling system; SCM; voice signal; data communication 0 引言 病房呼叫系统是一种应用于医院病房、养老院等地方，用来联系沟通医护人员和病员的专用呼叫系统，是提高医院护理水平的必备设备之一。病房呼叫系统的优劣直接关系到病员的安危，历来受到各大医院的普遍重视。它要求及时、准确可靠、简便可行、利于推广［1］。 目前市场上存在着许多种型号不一功能各异的医院病房呼叫系统，主要为两大类：有线式和无线式。传统的有线式病房呼叫系统往往采用集中式结构，电源线、数据通信线、语音通信线分开传输，具有铺设线路较多、成本高、安装调试困难、实时性差、故障率较高等缺点
基于51单片机的无线病房呼叫系统设计-毕业设计苏州大学本科生毕业设计(论文) 基于51单片机的无线病房呼叫系统设计 苏州大学应用技术学院 10电子,1016405030, ,殷成, 目录 前言 ........................................................ 2 第一章理论分析及总体方案 ..................................... 3 第1.1节设计要求和目标....................................... 3 第1.2节设计可行性验证....................................... 3 第1.3节设计方案及步骤....................................... 3 第二章系统硬件设 计 ......................................... 4 第2.1节系统的原理框图....................................... 4 第2.2节 STC89C51单片机芯片介绍 ............................... 4 第2.3节硬件模块设 计 ........................................ 7 第三章系统软件设 计 ........................................ 12 第3.1节设计的软件环境...................................... 12 第3.2节主函数程序设计...................................... 13 第3.3节初始化程序设计...................................... 14 第3.4节延时子程序设计...................................... 17 第3.5节液晶显示子程序设 计 .................................. 17 第四章系统测试与分 析 ....................................... 19 第4.1节无线模块测 试 ....................................... 19 第4.2节系统的调 试 ......................................... 20 结
基于单片机的病房呼叫控制系统设计 目录 摘要............................................................................................................................ I ABSTRACT................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1) 1.1设计目的及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (2) 1.3设计意义 (2) 第2章设计方案概述 (4) 2.1设计原理 (4) 2.2设计总体概述 (4) 2.3模块器件选型 (5) 第3章系统的硬件电路 (6) 3.1系统主电路图 (6) 3.2单片机AT89C51 (6) 3.2.1单片机AT89C51简介 (6) 3.2.2单片机AT89C51的主要功能和特性 (7) 3.2.3单片机复位电路 (8) 3.2.4单片机时钟电路 (9) 3.3功能模块电路 (9) 3.3.1无线发射模块电路 (10) 3.3.2无线接收模块电路 (12) 3.3.3数码管显示电路 (15) 3.3.4报警电路 (16) 第4章系统的软件设计 (18) 4.1程序流程图 (18) 4.1.1主程序流程图 (18) 4.1.2定时中断服务流程图 (19) 4.1.3跳出中断服务流程图 (19) 4.2程序设定 (20)
基于单片机的病床呼叫系统设计 摘要 病房呼叫系统是传送临床信息的重要手段,可将病人的请求快速传送给值班医生或护士,它主要用于协助医院病员在病床上方便地呼叫医务人员，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。让患者需要服务时，只要按一下随身携带的呼叫器，信息立马就能传至护工处.避免没有看护人在时,病人急需服务却无法通知医生的情况.它要求及时、准确、可靠、简便可行。 本设计的呼叫系统由按键检测，数据处理，信息显示三部分组成。由C51单片机作为主要控制器，利用液晶显示器作为显示部分，使用3X8矩阵开关分别模拟医院病房与病床位数。病人按下按键时，C51立即获取病人的病房号和病床号，同时采集此时的时间并一起显示在液晶显示器上，当护士看到显示器上病人的信息，并按下清零键后，液晶显示器恢复到初始状态。本系统对键盘的检测采用中断的方式，能够提高系统的立即性和高效性。当同时有数个病床呼叫时，本系统还可以循环呼叫记录显示。 关键词：病房呼叫单片机中断液晶显示 Design of hospital bed call system based on single chip microcomputer Summary Ward call system is an important means to transfer the clinical information, the patient's request can be quickly transmitted to the doctor or nurse on duty, it is mainly used to assist the hospital easily call the medical staff in a hospital bed, is one of the necessary equipment to improve the level of nursing and hospital ward. Let the patient need service, just click the thecarry pager information can
基于MCS-51单片机的无线病房呼叫系统设计 病房内的病人在需要帮助时，往往需要召唤护士或医生过来。传统的病房呼叫系统需要患者按下固定的按钮来发出呼叫信号，然后护士或医生再前往病房提供帮助。但是，这种传统的病房呼叫系统存在一些问题：按钮的位置不便于患者使用、传统的线控呼叫系统线缆松动、损坏问题较为复杂，有时甚至需要拆开地面进行维修。为了解决这些问题，我们设计了一种基于MCS-51单片机的无线病房呼叫系统。 本系统主要由三个部分组成：患者端、医生端和中央处理器。 患者端：在病床旁边安装一个小型的无线呼叫按钮，当患者需要呼叫护士或医生时，只需按下按钮即可。在按钮上，通过一个十六进制LED呈现当前的呼叫状态，同时，患者也可以手 动关闭呼叫功能。该按钮通过RF433MHz无线传输模块将信 息发送给中央处理器。 医生端：当患者端发出呼叫信号时，医生端接收到此信号，并同时提醒医生的LED灯在医生工作站上闪烁。医生可以查看 文本消息，以便了解患者的要求，并根据需求有效的响应。医生端通过RF433MHz无线传输模块接收来自中央处理器的信息，并在医生工作站上显示其它重要的数据和信息。 中央处理器：中央处理器是本系统的核心，它接收到患者端的呼叫信号，然后再将该信号分析、处理，并通过RF433MHz 无线传输模块发送给医生端。中央处理器还能够管理整个系统，包括呼叫按钮、医生端的工作站及相关的传感器等。
该系统可以有效的改进病人在病房内的治疗质量，该系统的主要优点是： 1. 无需线缆就能够实现呼叫系统，系统简单易操作。 2. 该系统采用RF433MHz无线传输模块，具有长距离传输信号、传输可靠、干扰少的特点。 3. 该系统集成多种传感器，例如温湿度、氧气含量等，能够及时检测病人的身体情况。 4. 整个系统的运行状态和信息都可以通过医生端的显示屏实时查看。 综上所述，该无线病房呼叫系统采用了MCS-51单片机控制方案，由于其采用了RF433MHz无线传输模块，大大的提高了 传输的可靠性和传输的效率，方便病人在病房内使用，并为医生提供有效的管理和监控手段。该病房呼叫系统提供了一个健壮、可靠、方便的无线解决方案，有助于提高病人的护理水平，减少医护人员工作压力，有着非常重要的应用价值。
无线病床系统呼叫系统的总体设计方案 一、总体方案 当有患者通过从机发出呼叫请求时，放在值班室的主机能及时地收到患者的信息，并伴有声音、灯光警示。医生能够根据显示信息快速地定位患者的位置，从而做出有效的反应和措施。总体结构如图1所示。 图1 总体结构图 二、各个单元模块选择 1．控制模块 方案一: 采用 SPCE061A 单片机来实现，此单片机I/O 接口比较多，虽然易于扩展外围电路，但不方便位寻址，且没有总线。开发板集成了语音播报的硬件，通过软件编程即可以用于语音采集和播报。 但内部开发函数不是很了然，且占用内存太大， 且模组比较贵，不经济，性价比比较高。 方案二：采用现在比较通用的 51 系列单片机。51 系列单片机的发展已经有比较长的时间，应用比较广泛，各种技术都比较成熟，虽然处理速度不是很快，但资料丰富，系列之52单片机，内部集成8kflash 空间，256BRAM 区，足以实现设计程序，不需要外扩，而且其最小系统板已经设计好，不需要附加太多的外围电路，可以方便可靠的使用。本设计需要网络控制，需要多块控制板，单价也要考虑在内，51系列单片机造价低，不会耗费太大开销。 综合考虑我们选用方案二。 从 机 1 STC89C52 按 键 NRF2401 从 机 2 STC89C52 按 键 NRF2401 主 机 STC89C52 NRF2401 蜂鸣器 LED 灯 按 键 LCD 屏
2．通信模块 3．显示模块 方案一：LCD12864，带中文字库的128X64 是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体 中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192 个16*16 点汉字，和128 个16*8 点ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点 阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶 显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。 方案二：LCD1602也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM ，显示效果也不好）。 4．按键模块 系统不需要频繁输入，键盘按键只需要4个独立按键即可。 5．声音模块 6．灯光模块 2.2 蓝牙电子密码锁的整体框图 图2-1 系统框图 本设计采用手机蓝牙键盘作为输入，STC89C52单片机作为主机， 发光二极管模拟锁具的开关。根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块:手机蓝牙输入模块、掉电储存、运算主机、模拟门锁等。系统整体框图如图。 掉电储 存器 手机蓝牙输入 STC89C52 LCD 显示 发光二极管模拟门锁的开关
基于51单片机的无线病房呼叫助手的设计 一、研究背景 许多医院里，为了能及时为患者服务，每张病床的床头都有一个按钮，需要时病人按下床头的按钮，护理站即通过声光报警的方式显示哪一个床位的病人在呼叫，这就是所谓的病房呼叫系统。病房呼叫系统可以用有线连接的方式实现，缺点是布线复杂，维修麻烦。而病房无线呼叫系统则具有安装方便，无需布线等优点，其应用也越来越广。它有以下几个明显的特点： (1) 应用编译码器专用集成电路及单片机进行控制操作，可以实现多点的无线呼叫。 (2) 呼叫者按动按钮后，系统在显示呼叫者病床号的同时电路发出报警。 (3) 如果有多处呼叫同时进行，先呼叫的信号优先锁存显示，保证系统能够有续的进行。 (4) 无线呼叫更方便需要看护的病人进行小范围的活动，可以随时请求帮助。 二、硬件设计 1、设计框图 本研究设计多路无线病房呼叫器，包括发射机(从机)部分和接收主机部分。从机框图如图1所示。
图1 从机框图 病房中每个床位都设置一个不同编号的按钮，该按钮通过PT2262地址编码，然后经过发射电路进行发射。在发射部分，系统利用拨码开关或跳线来控制地址位和数据位（二进制）信息的设置，再通过编码电路进行编码和并串转换把地址位和数据位信息变换成一串脉冲信号，最后由无线发射电路发射出去。 如图2所示为接收显示主机工作原理框图。从天线中接收到的信号会直接进入解码电路，解码电路会先把接收到信号中的地址位与本地的地址位进行比较，如果地址位比较正确，就会把接收到数据信息传送给由单片机，单片机电路则会根据接收到的数据进行一系列动作：把数据在液晶屏上显示出来并触发音乐报警电路。如果在地址位的比较中出现误差，解码电路不会送出任何信息，单片机电路也不会有任何响应。 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。 315MHz 射频发射 PT2262编码 呼叫按键 315MH z 接收 PT2272 编码 8952 单 片机系统 LCD 床号显示 音乐报警
基于单片机的病房呼叫系统 摘要： 本文基于单片机技术研发了一种病房呼叫系统。该系统采用计费器、LED显示屏、呼叫按钮等构成。在病人需要帮助的时候，只需按下呼叫按钮，系统将通过LED显示屏提示护士前来处理。同时，系统还记录了每一次呼叫的时间和次数，方便医院管理相关工作。 关键词：单片机，病房呼叫系统，计费器，LED显示屏，呼叫按钮 引言： 随着人民生活水平的提高，更加关注医疗卫生领域的发展，医院作为人们日常接触最多的医疗机构之一，一直很重视医疗服务的质量和效率。为了满足病人的需求，病房呼叫系统已经成为了医院设备中的一项重要内容。本文将介绍一种基于单片机技术的病房呼叫系统。 系统设计： 系统由计费器、LED显示屏、呼叫按钮、单片机等部件构成。其中，计费器可以追踪每一次呼叫的时间和次数，LED显示屏会显示呼叫信息，方便护士了解病人的情况，呼叫按钮用于病人呼叫时使用，单片机则处理系统的各种逻辑问题。 硬件设计： 系统主要由以下硬件模块构成： 1、单片机模块：该模块相当于系统的“大脑”，用于控制系统的各种操作，包括计时、呼叫提示、信息显示等。 2、按键模块：该模块是病人呼叫护士的操作界面，主要由呼叫键和取消键等两个按键构成。 3、LED显示模块：该模块主要用于显示呼叫信息，包括呼叫时间和房间号码等内容。 4、计时模块：该模块用于计算每一次呼叫的时间和次数。 软件设计：
系统的软件主要由以下几个模块构成： 1、时钟模块：用于系统时间的计算和显示。 2、呼叫处理模块：用于处理病人的呼叫请求，包括呼叫时间的 记录以及信息的提示等。 3、计时处理模块：用于记录每一次呼叫的时间和次数。 4、数据处理模块：用于处理计费器中的数据，方便医院管理人 员查看和分析。 系统实现： 系统的功能是通过单片机控制的，涵盖了呼叫、显示、计时、记 录等多种功能。当病人按下呼叫按钮，系统会立即记录时间、并将呼 叫信息显示在LED屏幕上，以提示医护人员前来处理。同时，系统还 记录了每一次呼叫的时间和次数，方便医院管理人员统计和分析相应 的数据。 系统测试： 经过测试，该病房呼叫系统能够即时响应病人的呼叫请求，并且 显示呼叫相关的信息。同时，系统能够对每一次呼叫进行记录和统计，并且可以在计费器中查看和分析相应的数据。测试结果表明，该系统 可以有效提高医院病人服务的质量和效率。 结论： 本论文研发了一种基于单片机的病房呼叫系统，该系统集呼叫、 显示、计时、记录等多种功能于一身，能够方便病人呼叫护士、同时 也方便医护人员了解病房情况和提高服务效率。通过测试来看，系统 设计和实现的效果非常令人满意，并且在实用中取得了显著的效果。 未来还可以进一步优化病房呼叫系统的设计，让其更加高效、更加智能，以满足更多的医疗需求。
基于单片机的病床无线呼叫系统作者：张瑞刘宇航陈非 来源：《科学导报·学术》2020年第43期
摘 ;要：此文当中，分析了以单片机为基础的病床无线呼叫系统，当患者感到不适，可通过按键的方式向护士台发出求救信号，护士台收到信号后，单片机会发出指令，令液晶显示出求救患者的编号，同时也会控制蜂鸣器鸣叫，提醒护士处理;患者收到护士台的响应后发出声光提示。病床呼叫一般是患者向医护人员发出呼叫信号的一种设备，减少了时间成本，为患者本身和医护人员治疗都提供了诸多便利。 关键词：信无线病床呼叫;STC89C51单片机 一、系统设计方案 通过以上每个模块的介绍，我们最终选择STC89C51作为本课题的主控制芯片，通过LCD1602显示实时获取信息，系统采用八个按键模拟八位病房的呼叫按键，当有按下数据从NRF24L01无线模块传输到接收端中，接收端接收到有人呼叫（重复按如果前面的呼叫未被处理则本次呼叫无效）时蜂鸣器和LED灯会声光提示有人呼叫，当多人进行呼叫时，液晶会按
呼叫顺序依次将变化显示出来，当护士接收到呼叫时进行处理完成后按下“应答”键则可清除第一位呼叫的编号，后面的编号往前显示。 本设计的具体的系统方案如下图1-1所示。 二、硬件系统中主要模块的设计 （一）STC89C51单片机系统介绍 STC89C51采用PDIP（40pin）和PLCC（44pin）封装。在设计中，使用了直接插入式DIP40封装。焊接时，可将IC插座先进行焊接，然后将芯片插入焊接完成后的IC插座。这样操作的目的是，更换芯片会更方便，同时也避免了芯片的损坏。STC89C51共有40个针脚，可以控制的32个引脚为P0，P1，P2和P3，这些引脚可以单独控制或在特定位的IO端口上同时进行控制，且不必定义输入和输出，为I0赋值时，IO端口将自动转换为输出，当读取IO端口时，IO端口将自动转换为输入。 （二）LCD1602液晶显示模块介绍 LCD1602共有11条指令，可发送至LCD1602由单片机完成一些特定的屏幕清洁，开关显示等功能。显示屏也可使用自己的字库进行显示，当然，如果字库中没有字符，也能够按照需求，对字符进行自定义，编写CGROM，自定义字符，具备的分辨率为5*8字符，不过自定义字符，对应的数量有限，应当对其进行合理分配，上限为8个，对字符字体进行自定义，输入CGROMLCD后，能够根据需要进行调用，调用方式，类似于正常显示字符。只需LCD1602能够实现状态的读取，指令的写入，数据的读取和写入就可以。具体的操作对应的引脚电平如表2-1所示。 在上表中，E代表使能端;RS代表寄存器选择。RS=H情况下，选取数据寄存器，RS=L条件下，指令选择寄存器;R/W为信号线R/W=H条件下，实现读取，R/W=L条件下，实现写入。 （三）NRF24L01芯片介绍 NRF24L01属于无线通讯芯片，通过NORDIC公司对FSK调制进行利用，同时集成了ShortBurst协议，实现了内部增强，能够适应点对点，或者满足1对6无线通讯。无线通讯速度能够实现2M（BPS）。嵌入式工程师只要能够对MCU系统留有5个GPIO，以及1个中断输入引脚，就能够完成无线通讯，有利于单片机实现无线通讯功能，具体特点如下以下。 它在2.4GHz国际通用ISM频段，其传输功率高达0dBm。它支持六个通道的无许可证数据接收。
武汉大学学士学位论文（设计）开题报告 学生姓名李阳 所在 院系 武汉大学 所在 班级 0503 指导 教师 吴迪 学生学号05170351 专业 方向 信息工程 开题 时间 2009.2.26 导师 职称 讲师 论文 题目 基于单片机的医院病床呼叫系统设计 文献综述： [1]李全虎，仲兆楠.单片机控制的双向呼叫系统[J] .电子技术.2001年 10期 利用89C51单片机控制完成的双向呼叫系统，主机和从机之间可以实现全双工工作方式。该双向呼叫系统由89C51单片机构成的主机控制器、分机译码器及电话机组成。主机与分机采取四总线传输、编译码选通的方式。主机呼叫器将主机发出的分机呼叫号，进行调整编码，并通过总线发出，供分机译码器译码选通，同时主机提供译码器所需的电源及通信的馈电、铃流等必要的条件。分机由译码器和呼叫主机电路组成，译码器的左右是分机地址选通。此系统电路简单、结构模块化、分机扩展方便、操作容易等特点，适合医院病房和护士办公室之间的通信。 [2] 赵曙关，李增烈. 具有记忆功能的病房呼叫系统[J]. 电子科技. 1998年 02期 介绍一种利用8031单片机实现的病房呼叫装置，该机除具有普通呼叫仪的主要功能外，还能记忆10次内各次呼叫的床号、呼叫时间、护士响应时间等多项数据，并可以随时进行打印，集服务管理和记录等多功能于一体。 [3] 陈新岗，赵阳阳等. 基于单片机的无线病房呼叫器[J]. 重庆工学院学报. 2008年10期 在传统的呼叫系统基础上，以80C51系列单片机为核心，设计了一种基于单片机的无线病房呼叫器，介绍了电路设计及软件实现方法，该呼叫系统使用了专用的高集成度射频无线收发芯片进行传输，不仅避免了传统的有限呼叫系统布线复杂和改建麻烦的问题，而且是整个系统性能简洁、性能稳定。 [4] 李长俊. 新型病床呼叫系统的研制[J]. 仪器仪表学报. 2004年 04期增刊 介绍了基于单总线技术平台构成的一种病床呼叫系统，阐述了系统的硬件组成和软件的设计方法，系统采用单总线器件DS2401和AT89C51构成，这种技术特别适合低速测控领域，测控对向越多，其优越性越明显，主机通过查询各床终端呼叫器中DS2401芯片的序列号来判断是否有病人发出请求信号，无请求信号时，系统中所以DS2401芯片都对地线断开，主机查询不到其序列号，系统处于复原状态；有信号请求时，主机通过查询DS2401芯片序列号，经单片机运算处理后，查找出具体病床号并显示。 [5]罗伏力. 8031控制的病房呼叫系统[J]. 衡阳市机电工程学校. 2002年06期 该系统采用分布式控制系统，主机和呼叫器的应答通过一根三芯导线（内含电源线、信号线、地线）来完成，各呼叫器并行挂接，主机循环向各呼叫器查询。主要显示主要的病号所在的病房号，病房号，声音报警提醒值班人员，若有多个病床同时呼叫，则循环显示病房的代号，确保信号不丢失等待值班人员处理。此系统造价低廉，能确保呼叫信息不丢失。 [6] 黄宇飞，秦旭. 单片机单总线技术[J].单片机与嵌入式系统应用. 2001年 01期 美国Dallas公司今年来推出的单总线技术及相应的集成芯片。用单片机可组建
基于单片机的病房呼叫系统设计在现代医院中，为了更好地提供医疗服务和关爱病患，病房呼叫系统成为了必备设备之一。本文将介绍一种基于单片机的病房呼叫系统设计方案。 一、系统概述 基于单片机的病房呼叫系统是一种方便快捷的呼叫护士的设备，患者只需按下系统上的按钮即可向护士发送求助信号。系统通过单片机控制信号的接收和处理，并通过显示屏或者无线传输等方式将求助信号传送给护士站，方便护士及时回应。 二、系统组成 该系统主要由呼叫终端、接收终端和中央处理单元组成。 1. 呼叫终端 呼叫终端为患者使用的手持设备，包括一个呼叫按钮和一个小型显示屏。患者按下呼叫按钮即可向护士发送求助信号，同时显示屏上会有相应的提示信息。 2. 接收终端 接收终端位于护士站，主要由一个接收装置和一个显示屏组成。接收装置用于接收呼叫信号，并将其传送给中央处理单元进行处理。显示屏用于显示患者信息和呼叫类型，方便护士进行响应。 3. 中央处理单元
中央处理单元是系统的核心部分，主要由单片机控制，其功能包括信号接收与处理、呼叫信息管理和呼叫响应控制等。单片机通过与接收终端和呼叫终端的通信，实现对呼叫信号的处理和管理。 三、系统功能 1. 呼叫功能 患者按下呼叫终端上的按钮后，系统会立即发送呼叫信号给接收终端。接收终端上的显示屏会显示患者的信息和呼叫类型，以便护士快速了解。 2. 信息管理功能 中央处理单元能够对呼叫信号进行管理，包括呼叫的时间、呼叫的患者信息等。通过信息管理功能，医护人员可以及时获取患者的求助信息，进而做出相应的安排。 3. 呼叫响应控制功能 中央处理单元根据接收到的呼叫信号，可以对不同的呼叫类型进行优先级控制，并将相应的呼叫信息传送给护士站的显示屏。护士可以根据显示屏上的信息，有针对性地进行响应和处理。 四、系统设计原则 在设计基于单片机的病房呼叫系统时，应考虑以下原则： 1. 系统可靠性
基于单片机的病床呼叫系统 作者qiqi 指导教师wangwang 摘要系统是基于51系列的单片机设计的病床呼叫系统。该系统以A T89C51单片机为核心辅以矩阵键盘、LED点阵显示电路和部分简单模拟和数字电路组成的能够实现病人和医护人员之间信息的传递。在该设计中每个病房都有一个按键，当患者有需要时，按下按键，此时值班室的显示屏可显示此患者的床位号，多人使用时可实现循环显示，医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。此系统能够为医院提供一个成本低、效率高、操作方便和易于安装维护的快捷系统。 关键词：单片机;矩阵键盘;点阵;LED显示;呼叫系统
目录 引言..................................................................................... 错误！未定义书签。 1 51系列单片机的简介..................................................... 错误！未定义书签。 1.1 单片机的发展介绍 ......................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 单片机的结构特点 ......................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 单片机的实际应用 ......................................................................... 错误！未定义书签。 1.4 控制器AT89C51 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2 接口技术......................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 键盘接口 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 显示器接口 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 3 程序设计语言................................................................. 错误！未定义书签。 3.1 机器语言 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 汇编语言 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 高级语言 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 4 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 (1) 4.1 系统总体设计 (1) 4.2 系统硬件设计 (2) 4.3 系统软件设计 ................................................................................. 错误！未定义书签。 4.4 系统的调试与结果 ......................................................................... 错误！未定义书签。结论.. (8) 致谢 (9) 参考文献............................................................................. 错误！未定义书签。附录..................................................................................... 错误！未定义书签。附录A：原理图 .................................................................................... 错误！未定义书签。附录B：源程序 .. (10)