摘要
医院已经从人工管理模式向智能化方向发展。
“病床呼叫系统”可以实现对病房的智能化管理，可实现呼叫、求救警报、信息存储、显示等等功能。患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。病床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理的重要组成部分。
本系统以STC89C51单片机为核心辅以4个外接键盘、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。在该设计中模拟2个病房每个病房2个病床编号0101/0102和0201/0202，每个病床都有一个按键，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病房号和床位号，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;键盘;点阵;LED;病床呼叫系统
I
Abstract
Management model of hospital from artificial intelligent direction.
Bed call system can achieve the intelligent management of the ward; can realize the call, distress alert, information storage, display and more. Patients during hospitalization may at any time request the doctor or nurse for the diagnosis or nursing.Beds help call is an important means of transmission of clinical information, bed call system is a tool for patients issued an urgent call to the on duty doctor or nurse, you want to the patient's request quickly passed to the duty doctor or nurse, and left the nurses’ station monitoring center accurately the complete record is an important part to improve the care of hospitals and sick rooms.
STC89C51 single-chip at the core of the system combined with 4 external keyboard, LED dot-matrix display circuit and some simple consisting of analog and digital circuits, transmission of information between patients and health care personnel can be achieved Simulation in the design of two wards each ward two beds in 0101/0102 0201/0202,each hospital bed has a button, when the patients when necessary, press the button, the display of the duty room to display in this patient ward number and bed number,health care workers press the "response" to cancel the current call.This system can provide a low cost, high efficiency, easy operation and easy installation and maintenance system for the hospital.
Keywords：MCU;Keyboard;Dot matrix;LED display;Calling system
目录
1.绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2 病床呼叫系统发展概况 (1)
1.3 课题研究的目的和意义 (2)
2. 51系列单片机的简介 (3)
2.1 单片机的发展介绍 (3)
2.2 单片机的结构特点 (3)
2.3 单片机的实际应用 (3)
2.4 控制器STC89C51 (4)
2.5 单片机的发展趋势 (6)
2.6 病床呼叫系统发展 (7)
3. 接口技术和程序设计语言 (9)
3.1 键盘接口 (9)
3.2 显示器接口 (9)
3.2.1 液晶显示器 (9)
3.2.2 LED点阵显示屏 (9)
3.2.3 数码管显示原理 (10)
3.3 程序设计语言 (11)
3.3.1 单片机C语言的特点 (11)
3.3.2 单片机C语言使用的编程软件 (11)
4. 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 (13)
4.1 系统总体设计 (13)
4.1.1 功能要求 (13)
4.1.2 设计方案 (13)
4.1.3 总体结构框图 (13)
4.2 系统硬件设计 (13)
4.2.1 硬件构成示意图 (13)
4.2.2 外围电路设计 (14)
4.3 系统软件设计 (20)
4.3.1 设计的软件环境简介 (20)
4.4 系统的调试与结果 (22)
4.4.1 调试界面显示 (22)
4.4.2 程序开发及代码调试 (23)
结论 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
附录 (30)
1 绪论
1.1 课题背景
在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。
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。
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。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。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。
1.2 病床呼叫系统发展概况
呼叫系统发展到今天，从应用层面可以说已经进入到商业化运营阶段。
国内许多的呼叫中心其服务模式，已经从单纯的客户服务向服务与经营的混合型模式转变。这首先是呼叫市场需求的结果，也是呼叫技术及管理发展的必然结果。信息时代的医院管理已经从传统的人管模式，向智能化，电子化，信息化，网络化得高科技管理模式的方向迅速发展，“病房呼叫系统”可实现医院病房的智能化管理，可实现呼叫，报警，信息储存，显示等功能。为医院和患者都带来方便。
在中国，约在30，000 个医院中仅30 ％的医院拥有自己的信息管理系统；拥有前端电话接入系统的医院就更少了。
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。无线式病房呼叫系统可靠性差，而且无线电波会干扰其它医疗仪器设
备，目前大多数医院不采用无线呼叫系统。
1.3 课题研究的目的和意义
病床呼叫是传送病床信息的重要手段。
病床呼叫系统可将病人的请求快递传送给值班医生和护士。呼叫系统的优劣直接关系到病人的安危，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。单片机多机通信和计算机监控管理技术的具有呼叫、振铃、显示等功能的病床呼叫系统，基本满足了医院的病房护理要求。
本课题基于单片机的医院病床呼叫系统设计，系统维护简单，工作应用简单，有一定的实用价值。
2 51系列单片机的简介
2.1 单片机的发展介绍
单片机的发展经历了几个跨越阶段。
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。
第三阶段：向微控制器发展的阶段。这一阶段主要是为了满足测控系统要求的各种外围电路和接口电路，突出其职能化控制能力。
第四阶段：单片机的全面发展阶段。由于很多大半导体和电气厂商都开始参与单片机的研制和生产。随着单片机在各个领域全面深入的发展和应用，逐渐出现了高速、低功耗、大寻址范围、强运算能力的8位、16位、32位通用型单片机以及小型廉价的专
用型单片机，还有功能全面的片上单片机系统[1]。
2.2 单片机的结构特点
以下介绍了单片机的一些特点。
单片机是微型机的一个重要分支，它在结构上的最大特点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模的集成电路芯片上。
单片机内是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要有较强的抗干扰能力，较低的成本。
单片机由于这种结构，所以具有很多显著的特点。主要有控制能力强，抗干扰能力强、可靠性高，性能价格比高，低功耗、低电压，扩展了多种串行口和系统扩展容易等
特点。
2.3 单片机的实际应用
单片机在实际应用中占有重要地位。
单片机广泛应用于仪表仪器、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化
管理及过程控制等领域，大致可分为以下几个范畴：
（1）在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，广泛应用于仪器仪表中看，结合不同类型的传感器，可以实现诸如电压、功率、频率、温度、流量、速度、角度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化。且功能比采用电子和熟悉电路更加强大。
（2）在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
（3）在家用电器中的应用
可以这样说，现在的家电基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子称量设备，五花八门，无其不有，无所不在。
（4）在计算机网络和通信领域的应用
现在的单片机普遍具有通信接口，可以很方便的与计算机实现数据通信，为计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，可以的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线对讲机等。
（5）单片机在医用设备领域中的应用
单片机在易用设备领域中的应用相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声波诊断设备及病床呼叫系统等等。此外单片机在工商、金融、科研、教育、国防、
航空航天领域都有相当广泛的应用[2]。
2.4 控制器STC89C51
本设计采用了STC89C51单片机。
STC89C51是中国本土宏晶公司生产的低电压，高性能，超强抗干扰CMOS8位单片机，片上集成1280字节或512字节RAM，工作电压 5.5V~3.3V，工作频率范围0~40MHZ，实际工作频率可达48MHZ，片内有EEPROM功能，工作温度范围-40~+85℃。
数据存储器(SRAM)，器件采用宏晶公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大STC89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
主要特性：
①与MCS-51产品指令系统完全兼容
②4K字节可重擦写Flash闪速存储器
③1000次擦写周期
④全静态操作:0Hz-40MHz
⑤三级加密程序存储器
⑥128×8字节内部RAM
⑦32个可编程I/O口线
⑧2个16位定时/计数器
⑨2个中断源INTO/INT1
⑩通用异步通信口UART
STC89C51单片机采用40Pin封装的双列直插DIP结构，图1.1是它的引脚配置图。40个引脚中，正电源和地线两根；4组8位I/O口，共32个引脚；时钟电路引脚XTAL1和XTAL2；控制信号引脚包含：复位输入端RST，地址锁存允许输出/编程脉冲输入端ALE/PROG，片外程序存储器选通控制信号端PSEN，内外程序存储器选择/编程电源输入端EA/VPP，其结构如图2.1所示[3]。
图2.1 STC89C51单片机引脚图
2.5 单片机的发展趋势
单片机的发展越来越趋于智能化。
1946年电子数字计算机诞生，在此后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代，微处理器的出现，计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性等优势，迅速走出机房；基于高速数值计算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣。
当今单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。
纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：
?低功耗化CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
?微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
?主流与多品种共存
现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国TW的Winbond 系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精
简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国TW的HOLTEK公司近年的单片机产量与日
俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单
片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路[4]。
2.6 单片机技术的发展
单片机的技术发展日薪月异。
数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。
?内部结构的进步
单片机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D /A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等。有的单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN。例如，Infineon公司的C505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特别是在单片机C167CS-32FM中，内部还含有2个CAN。因此，这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制，系统较为复杂时，构成一个控制网络十分有用。
?功耗、封装及电源电压的进步
现在新的单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，空闲，节电等工作方式。Philips公司的单片机P87LPC762是一个很典型的例子，在空闲时，其功耗为1.5mA，而在节电方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人惊叹的是TI公司的单片机MSP430系列，它是一个16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三种。当电源为3V时，如果工作于LMP1方式，即使外围电路处于活动，由于CPU不活动，振荡器处于1～4MHz，这时功耗只有50mA。
?工艺上的进步
单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中。目前，把单片机嵌入式系统和Internet连接已是一种趋势。但是，Internet 一向是一种采用肥服务器，瘦用户机的技术。这种技术在互联上存储及访问大量数据是合适的，但对于控制嵌入式器件就成了"杀鸡用牛刀"了。要实现嵌入式设备和Internet 连接，就需要把传统的Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。为了使复杂的或
简单的嵌入式设备，例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁，能切实可行地和Internet 连接，就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可以和Internet 相连，并通过标准网络浏览器进行过程控制。
单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：①可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。②所集成的部件越来越多；NS（美国国家半导体）公司的单片机已把语音、图像部件也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能了；如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。③功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步，最终人们可能发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨认。
3 接口技术和程序设计语言
3.1 键盘接口
在单片机的应用系统中，通常都有“人—机”对话功能。
它包含人对系统的状态干预、数据的输入以及应用系统向人报告运行状态与运行结果等。键盘成为人—机联系的必要手段，此时需要配置适当的键盘输入设备[5]。
键盘中的每个按键都是一个常开的开关电路，当所设置的功能键或数字键按下时，则处于闭合状态。对于一组键或一个键盘，需要通过接口电路与单片机相连，以便将键的开关状态通知单片机。单片机可以采用查询或中断方式检查有无键的输入以及是哪个键被按下，并通过转移指令转入执行该键的功能程序，执行完再返回到原始状态。
独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一
根I/O口线，每根I/O口线的工作状态都不会影响其他I/O口线的工作状态[6]。
3.2 显示器接口
显示器主要是为了快速的反馈信息。
为了方便人们观察和监视单片机运行情况，通常需要利用显示器作为单片机的输出设备，以显示单片机的键输入值、中间信息以及运算结果等。
在单片机应用系统中，常用的显示器主要有LCD（液晶显示器）和LED（发光二极管显示器）。这两种显示器都具有耗电省，配置灵活，线路简单，安装方便，耐振动，
寿命长等优点。
3.2.1 液晶显示器
液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)是一种极低功耗的显示器。
由于其具有清晰度高，信息量大等特点，从而使得它越来越广泛地应用在小型仪器的显示中。把LCD与驱动器组装在仪器的部件的英文名称为LCD Module，简称LCM。
LCM一般分为三类，即段码型液晶模块、点阵字符液晶模块和点阵图形液晶模块。
3.2.2 LED点阵显示屏
LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。
一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。
目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社
会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快
等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。
而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点[7]。
3.2.3 数码管显示原理
本设计采用了八段数码管。
我们最常用的是七段式和八段式LED数码管，八段比七段多了一个小数点其他的基本相同。所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管，通过控制不同的LED 的亮灭来显示出不同的字形。数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一LED的一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起。其原理如图3.1和图3.2所示。
图3.1 八段LED数码管
图3.2 LED数码管原理图
单片机能执行的程序可以用很多种语言编写。从语言结构及其与单片机的关系两方
面可分为三大类：分别是机器语言、汇编语言和高级语言。
3.3 程序设计语言
单片机程序设计语言主要包括：机器语言、汇编语言和高级语言。
机器语言是一种用二进制代码“0”和“1”表示指令和数据的最原始的程序设计语言。由于计算机只能识别二进制代码，因此，这种语言与计算机的关系最为直接，计算机能够快速识别并立即执行，响应速度最快。但这种语言编写程序非常繁琐、费时，且不易看懂，不便记忆，容易出错。
汇编语言是一种用助记符来表示的面向机器的程序设计语言。不同的机器所使用的汇编语言一般是不同的。这种语言比机器语言更加直观、易懂、易用，且便于记忆。但是由于不同机器的汇编语言不同，这种语言有一定的局限性，移植性差。
高级语言是一种面向过程且独立于计算机硬件结构的通用计算机语言。目前在单片
机应用最广泛的是C语言[8]。
3.3.1 单片机C语言的特点
①对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对单片机的存储结构有初步的了解。
②寄存器的分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理。
③程序有规范的结构，可分为不同的函数，可使程序结构化。
④关键字及运算函数可用近似人的思维过程方式使用。
⑤编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率。
⑥提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力等。
3.3.2 单片机C语言使用的编程软件
?编程软件
编程软件主要运用了Keil C51。
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP、WIN7等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
?仿真软件
Proteus 是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于
Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
4 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现
4.1 系统总体设计
4.1.1 功能要求
本课题主攻方向是使系统实现以下目的：
①任一病房（共2个病房）呼叫，医护值班室马上能响应并显示病房号；
②显示病房床号（每个病房2个床位）；
③并在护士值班室发出警报提示音和警报提示灯显示
④处理完毕后清除记录；
⑤显示器不重复显示按一次以上的病床号
4.1.2 设计方案
本课题的设计方案主要思想为：
用89C51自身接口实现数码管静态显示和键盘扫描，使用89C51单片微机外加一块MAX232-CPE芯片可构成一个完整的最小微机电路。用P0口的八个端口作为LED 数码管的段选，用P1口的第四位的四个端口作为LED4*8数码管的位选，用P3口的高四位做4端子的键盘电路的接口，用P1口的6号端口（P1^5）作为报警蜂鸣器的电源接口，用P2口的八个端口作为LED报警信号灯的段选。报警信号灯以流水灯方式动态点亮八个发光二极管，以每200ms/个的速度点亮LED信号灯，实现肉眼难以察觉的流水显示状态，当病房端按下呼叫按钮，在护士值班室相应点亮LED信号灯，并持续显
示到值班室响应呼叫。
4.1.3 总体结构框图
总体结构包含了整机的设计。
本设计是基于STC89C51单片机设计的病房呼叫系统设计，该系统就是以宏晶公司的STC89C51单片机作为主控器，包括键盘输入电路，显示电路，晶振复位电路，报警蜂鸣器电路，以及LED报警信号灯电路等来实现病房呼叫系统，总体架构如图4.1所示。
图4.1病房呼叫系统结构框图
4.2 系统硬件设计
4.2.1 硬件构成示意图
硬件构成主要包含了各功能模块的设计。
该硬件电路由键盘电路，单片机，显示电路（包括数码管显示），报警电路（包括
流水警报灯、蜂鸣警报器），硬件构成结构图如图4.2所示。
图4.2 硬件构成示意图
4.2.2 外围电路设计
图4.3 外围电路
输入模块包括病人呼叫使用按键、医护人员处理后的复位按键和调节定时时间的按键，病人呼叫通过按键输入信号经过中央处理器处理后从动态LED输出显示，同时有声光提示。动态LED能够显示病人病床号、呼叫持续时间和定时时间。病人端处理提示模块用发光二极管实现，声光提示包括中断结束声光提示和病人呼叫时的声光提示。外围电路的整体架构图如图4.3所示。
?控制器AT89C51
复位电路：
RST引脚是复位信号输入端，高电平有效。采用上电加按钮复位，因为本系统设计考虑到该系统比较重要，所以除了采用上电复位的方式外，应该还有按钮复位备用复位方式以防止系统死机时能。其设计电路如图4.4所示。
图4.4 上电复位和按键复位 ? 时钟电路：
时钟电路提供了一个准确的定时器功能。
时钟是时序的基础，AT89C51核片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟，
时钟可以由两种方式产生内部方式和外部方式。本系统采用内部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作为定时元件，内部反相放大器自激振荡，产生时钟。时钟发生器对振荡脉冲二分频。电容采用30pF 电容。始终电路设计如图4.5所示[9]。
图4.5 内部时钟电路
? 键盘电路设计
① 按键的分类
按键有许多中分类。
一般来说，按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。
按键按照接口原理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别。
全编码键盘由专门的芯片实现识键及输出相应的编码，一般还具有去抖动和多键、窜键等保护电路，这种键盘使用方便，硬件开销大，一般的小型嵌入式应用系统较少采用。非编码键盘按连接方式可分为独立式和矩阵式两种，其它工作都主要由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中。
②按键的输入原理
按键一般分为触点式和其他按键。
在单片机应用系统中，通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL 逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。此外，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能。因此，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。对于一组键或一个键盘，通过接口电路与单片机相连。单片机可以采用查询或中断方式了解有无按键输入并检查是哪一个按键按下，若有键按下则跳至相应的键盘处理程序处去执行，若无键按下则继续执行其他程序。
③按键的特点与去抖
按键有抖动时间会影响单片机做出反应。
机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 ～10 ms。在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两方面予以考虑。一般来说，在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。
常用的按键由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时或断开时不会马上稳定下来，因而在闭合和断开的瞬间都伴随着一连串的抖动，抖动的时间长短由按键的机械特性来决定，一般为5~10ms。这种抖动对人来说是感觉不到的，但是对单片机来说，则是完全可以感知的，因为单片机的处理速度在微秒量级。如果不对按键消除抖动则会引起程序处理的误操作，去抖动的方法有很多种，如用R-S触发器等的硬件方法，运用不同算法的各种软件方法等。硬件方法会增加成本和体积，软件方法用的比较普遍，现在常应用加固定软件延时来去抖动。具体就是有按键按下时，利用软件延时10ms或者更长的时间后再次检测按键是否按下，实际上避开了按键按下时的抖动时间，实践证明，不对按键释放的抖动进行处理，也能满足设计的要求[10]。
课程设计(论文) 题目名称病床呼叫系统 课程名称电子技术课程设计 学生姓名xxxxx 学号xxxxxxxx 系、专业xxxxxxx 指导教师xxxxxxx 2016年5月31日
摘要 本设计完成的是病房呼叫系统的功能。该设计采用主从结构，监控机构放置在医生值班室内，当病床有呼叫请求时进行声光报警，并在显示器上显示病床的位置。呼叫源（按钮）放在病房内，病人有呼叫请求时，按下请求按钮，提示闹铃响起，向值班室呼叫，并点亮相应床位的指示灯。采用模块设计思想，分为四个主要功能模块：呼叫显示模块，优先选择模块，译码显示模块，以及呼叫模块。这些模块共同工作完成本电路的功能实现。 本设计分为四个主要功能模块：呼叫显示模块，优先选择模块，译码显示模块，以及呼叫模块。这些模块共同工作完成本电路的功能实现。其中运用了8线—3线优先编码器74LS148来实现优先选择模块主要功能，其中运用自己设计的小规模逻辑门电路，并且运用74LS138译码器来进行输出的控制，本论文阐述了如何利用数字电路的思想，以及应用proteus仿真软件设计病房呼叫系统，测试，并实现其功能。 关键词：病房呼叫系统，JK同输入触发器，数字电路
目录 摘要............................................................................................................ I 引言.. (1) 1 设计详细任务与要求 (2) 1.1 基本功能 (2) 1.2 呼叫系统的总体框图 (2) 1.3方案设计与论证 (3) 2 设计方案简述 (4) 3 单元电路的设计 (5) 3.1 按键模块及指示灯模块的设计 (5) 3.2 锁存模块及清零模块的设计 (7) 3.3 显示模块及报警模块的设计 (9) 3.4 呼叫系统总电路原理图 (11) 4 病床呼叫系统的功能说明及仿真结果 (12) 5 病床呼叫系统设计总结 (14) 参考文献 (15) 附录 (16)
基于单片机的医院病床呼叫系统设计 摘要: 本文主要应用单总线技术和单片机间串行通信技术，研究了基于单片机的一种可靠医院病床呼叫系统，并且运用Proteus和Keil软件仿 真效果理想，实现了病床呼叫的功能。它不但能够有效传送呼叫信 息，而且能通过数码显示求助病床号和通过蜂鸣器声音求助医护人 员，还可以存储呼叫信息、以备查询，同时可以扩展到与计算机联 机管理。该系统具有电路结构简单、成本低、可靠性高、布线施工 方便易于维护等特点。特别是当病床数目较多时，更具有优越性。 关键词: 病床呼叫系统串行通信记忆存储单总线技术 中图分类号:TP36 MCU Based Call System Design for Hospital Abstract:This article mainly introduced the application of the single-bus technology and inter-MCU serial communication technical, Studied a reliable call system for hospital based on MCU, and simulated the circuit with Proteus and Keil, the results are satisfactory. The system achieved the function of beds calling, is able to send the call information effectively and display the number of beds through its digital display, ask doctors and nurses for help through Sound buzzer. Besides the system can store call
萍乡高等专科学校 PLC课程设计 题目：病床呼叫系统 班级：09应用电子 设计人：胡勋 09353021 设计人：刘梓豪39353025 指导老师：彭珂良 设计时间：2018-12-13 绪论 PLC即可编程控制器 第3章软件设计9 3.1 Sfc13 3.2 梯形图的设计17 第四章程序调试、系统综合仿真调试 结论与体会11 附录20 一课程内容及设计方案 1.1 技术参数和条件 S7-200AC的交流电线路电源界限和I/O界限为1500VAC所有与S7-200连接的低压线路均需由经核准提供安全绝缘的交流电线路和其他高压线路供电。此类来源包括国际电气安全标准中定义的双重绝缘，并配有根据不同标准评级为SELV、PELV、二类或有限电压的输出。 本设计采用PLC采用西门子S7-200,为编程 1.2 病床呼叫系统设计步骤 ①深入了解和分析被控制对象的工艺条件及控制要求 ②选择适合的PLC类型 ③分配I/O点： ④设计控制系统梯形图 ⑤输入并调试程序 1.3整体方案设计 ①拟定控制系统设计的技术要求； ②选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行元件； ③选定PLC型号； ④编制PLC的输入/输出端子接线图； ⑤根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后在用相应编程语言进行程序设计； ⑥设计操作台、电气柜及非标准电器元件； 1.4技术要求 1，共有4个房间，每间病房3个床位。每一病床床头有紧急呼叫按钮及重置按钮以利病人不适时紧急呼叫 数电课程设计病床呼叫 系统 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 数字电子技术课程设计报告 题目:病床呼叫系统 班级: 姓名: 指导老师: 组号: 目录 1、设计任务及要求 (3) 2、方案设计 (3) 3、各单元电路设计与分析 (4) 3.1、开关控制及指示灯与数码管显示部分 (4) 3.2、优先编码部分 (5) 3.3、5s闪烁呼叫模拟部分 (6) 4、总体电路原理图及元器件清单 (7) 4.2、电路原理图 (8) 4.2、原件清单 (10) 5、电路仿真及仿真结果分析 (11) 6、电路功能测试方案与测试结果 (12) 7、作品照片图 (12) 8、结论与心得体会 (13) 9、参考文献 (13) 病床呼叫系统 1、设计任务及要求： 用中小规模集成电路设计病床呼叫系统逻辑电路的具体要求如下：（1）分别用1～5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，5个呼叫优先级不同。 （2）用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号时显示0；有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其他呼叫用指示灯显示）。 （3）凡有呼叫发出5s的呼叫声（可通过LED灯5s闪烁模拟）。 （4）当护士接收到信号，按下复位键时数码管被清零，而且不能影响下次呼叫的进行。 2、方案设计： 临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生和护士，并在值班室的监控屏幕上留下准确完整的记录，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。监控机构一般放置在护士值班室内，当病床有呼叫请求时进行声光报警，并在显示器上显示病床的位置。呼叫源（按钮）放在病房内，病人有呼叫请求时，按下请求按钮，向值班室呼叫，并点亮呼叫指示灯。监控机构和呼叫源之间通过数据线连在一起。 本设计为一个模拟系统，通过各类芯片的组合来实现该系统的基本功能，完成各项操作。病床呼叫系统能对5张病床进行统一监护，能够对不同优先级的呼叫进行优先响应处理，对发出呼叫的病床有指示灯进行 电子技术课程设计 题目病床呼叫系统设计 系 (部) 班级 姓名 学号 指导教师 2014 年 12 月 15 日至 12 月 19 日共 1 周 2014年12 月19日 课程设计成绩评定表 目录 1设计题目 (3) 1病床呼叫系统设计 (3) 2 课题背景 (4) 3 系统设计 (6) 3.1设计内容 (6) 3.2设计思路 (6) 3.3需要器件 (7) 3.4结构框图 (7) 3.5系统原理图及其工作原理 (8) 3.6各部分功能模块 (12) 3.6.1床位呼叫控制转换模块及原理图 (12) 3.6.2 优先选择模块设计 (13) 3.6.3译码显示模块设计 (16) 3.6.4蜂鸣器模块 (17) 4．软件仿真及其调试 (18) 4.1软件介绍 (18) 4.2仿真方法介绍 (18) 4.3故障分析 (19) 5．结论 (20) 6．心得体会 (21) 参考资料 (22) 附录1仿真电路全图 (23) 附录2 元件清单 (24) 1设计题目1病床呼叫系统设计 2 课题背景 在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。 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。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。 目录 第1章控制工艺流程分析 (1) 1.1病床呼叫系统控制过程描述 (1) 1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析 (1) 第二章控制系统总体方案设计 (2) 2.1 系统硬件组成 (2) 2.4系统结线图设计 (3) 第3章控制系统梯形图程序设计 (5) 3.1 控制程序流程图设计 (5) 3.2 控制程序时序图设计 (5) 3.3 控制程序设计思路 (7) 第4章监控系统设计 (8) 4.1 PLC与上位监控软件通讯 (8) 4.2 上位监控系统组态设计及实现效果 (9) 第5章系统调试及结果分析 (10) 5.1 系统调试及解决的问题 (10) 5.2 结果分析 (10) 第6章课程设计心得 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 第1章控制工艺流程分析 1.1病床呼叫系统控制过程描述 患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。临床救助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。病床呼叫系统要求及时、准确、可靠，简便可行，利于推广，其性能的优劣直接关系到病员的安危，因此历来受到各大医院的普遍重视。 本实验应用可编程控制，以一种以PLC为核心的智能化病床呼叫系统。该系统利用PLC特殊的I/O接口，是系统构成更加简单，充分展示了它的特色和应用前景。该系统具有呼叫、灯光报警、振铃、先是排队、优先权设定等功能，可满足医院对病房管理和护理的要求。 1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析 1．共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。 2．设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。 3．每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s 内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。 4．在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。 5．一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方町被重置。 数字电子技术课程设计报告题目:病床呼叫系统 班级: 姓名: 指导老师: 组号: 目录 1、设计任务及要求 (3) 2、方案设计 (3) 3、各单元电路设计与分析 (4) 3.1、开关控制及指示灯与数码管显示部分 (4) 3.2、优先编码部分 (5) 3.3、5s闪烁呼叫模拟部分 (6) 4、总体电路原理图及元器件清单 (7) 4.2、电路原理图 (8) 4.2、原件清单 (10) 5、电路仿真及仿真结果分析 (11) 6、电路功能测试方案与测试结果 (12) 7、作品照片图 (12) 8、结论与心得体会 (13) 9、参考文献 (13) 病床呼叫系统 1、设计任务及要求： 用中小规模集成电路设计病床呼叫系统逻辑电路的具体要求如下： （1）分别用1～5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，5个呼叫优先级不同。 （2）用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号时显示0；有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其他呼叫用指示灯显示）。 （3）凡有呼叫发出5s的呼叫声（可通过LED灯5s闪烁模拟）。 （4）当护士接收到信号，按下复位键时数码管被清零，而且不能影响下次呼叫的进行。 2、方案设计： 临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生和护士，并在值班室的监控屏幕上留下准确完整的记录，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。监控机构一般放置在护士值班室内，当病床有呼叫请求时进行声光报警，并在显示器上显示病床的位置。呼叫源（按钮）放在病房内，病人有呼叫请求时，按下请求按钮，向值班室呼叫，并点亮呼叫指示灯。监控机构和呼叫源之间通过数据线连在一起。 本设计为一个模拟系统，通过各类芯片的组合来实现该系统的基本功能，完成各项操作。病床呼叫系统能对5张病床进行统一监护，能够对不同优先级的呼叫进行优先响应处理，对发出呼叫的病床有指示灯进行提示，还能显示优先级最高的呼叫号，并发出5s的呼叫声(用一个闪烁的指示灯模拟)，当护士接收到信号，按下复位键时显示管被清零。 通过对设计的要求分析，可以将电路大致分为四大模块，触发清零模块、编码及译码器译码模块、滤除优先级及显示模块、计数器5s警报模块，通过对四大模块的整合，即可基本达到实验要求，实现系统功能。如图1所示,该系统分为三大部分:左边方框是病房的呼叫输入端，包括5个呼叫按钮；右边方框为护士站的呼叫处理端，包括5个指示灯、一个数码管显示器和一个响应复位开关； 图1 病床呼叫系统设计框图 目录 第1 章控制工艺流程分析 (1) 1.1 病床呼叫系统控制过程描述 (1) 1.2 病床呼叫系统控制工艺分析 (1) 第2 章控制系统总体方案设计 (2) 2.1 系统硬件组成 (2) 2.2 控制方法分析 (2) 2.3 I/O分配 (3) 2.4 系统结线图设计 (4) 第3 章控制系统梯形图程序设计 (5) 3.1 控制程序流程图设计 (5) 3.2 控制系统时序图 (5) 3.3 控制程序设计思路 (7) 第4 章监控系统设计 (8) 4.1 PLC 与上位监控软件通讯 (8) 4.2 上位监控系统组态设计 (8) 4.3 实现的效果 (8) 第5 章系统调试及结果分析 (10) 5.1 系统调试及解决的问题 (10) 5.2 结果分析 (10) 课程设计心得 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 第 1 章控制工艺流程分析 1.1 病床呼叫系统控制过程描述 本课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。 1.2 病床呼叫系统控制工艺分析 病床呼叫系统有主机、从机等两部分组成。从机（呼叫源）即病床按钮，主机包括PLC及显示和监护系统。主机中PLC工作方式为循环扫描方式，在系统程序控制下，PLC顺序读入输入端口各呼叫源的状态，并且不断地循环扫描。一旦有呼叫按钮按下，PLC立即响应，通过设置的程序实现对系统的控制。 ①拟定控制系统设计的技术要求； ②选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行元件； ③选定PLC型号； ④编制PLC的输入/输出端子接线图； ⑤根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后在用相应编程语言进行程序设计； ⑥设计操作台、电气柜及非标准电器元件； ⑦编写设计说明书和使用说明书。 1．共3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。 2．设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。 3．每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。 4．在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。 5．一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方町被重置。 6．主机监控系统显示后，出现相应的声、光报警指示，以便提示医护人员尽快赶到现场。 简易病床呼叫系统 一、系统介绍 本简易病床呼叫系统的功能是：启动系统后，数码管显示0。当有一个病人呼叫时，数码管显示相应病房号，同时蜂鸣器响起；当有两个病人同时呼叫时，数码管显示优先级高的，同时蜂鸣器响起；当有一个病房呼叫后另一个病房呼叫，若后呼叫的病房优先级低，则数码管显示不变，若后呼叫的病房优先级高，则数码管显示后呼叫的，两种情况下蜂鸣器都会叫，只是在有别的病房呼叫时有一点变音。在本系统中，设病房1到4优先级递减。 本简易病床呼叫系统基于AT89C51单片机，振荡电路的晶振采用12MHz，由控制核心AT89C51单片机、电源电路、振荡电路、复位电路、病房选择和七段数码管等部分组成，系统框图如下： 图1 系统框图 本系统利用了单片机AT89C51内部时钟信号，外接晶振和电容进行微调频率，用单片机的I/O口对数码管进行静态驱动，在此基础上，增加了复位电路和 选择电路。通过选择电路可以确定几号病房呼叫，用复位电路进行清零。 二、电路图 电路设计完成后，通过Proteus进行仿真，仿真电路如下图2。 图2 系统仿真电路 本系统选择电路利用四个按键开关模拟病房1--4呼叫，分别连接到单片机的P3^0、P3^1、P3^2、P3^3，按下开关说明相应的病房呼叫。单片机的P0口外接排阻和数码管，复位电路和蜂鸣器分别与P3^4和P1^7相连。 系统通电后，仿真电路结果如下图3： 图3 通电后系统仿真电路 按下第一个开关，模拟1号病房呼叫，仿真结果如下图4： 图4 1号病房呼叫仿真结果 若同时按下第一个开关和第二个开关， 则数码管只显示“1”，仿真如下图5： 三、系统程序流程图 本系统程序流程图如下： 开始 工作 医院智能呼叫护理系统 设 计 方 案 长治市城区汇通科技部 一、概况：为患者提供了优 质的医疗护理服务和舒适 安静的休养环境。为提高医 院护理质量，方便医患之间 的沟通，医院特地组织对医 院手术室等设备购置政府 采购项目公开招标活动，经 过对众多家医院护理对讲 系统相比较评审后，来邦医 院护理对讲系统（NBW系 列、二芯总线、双工对讲） 以其产品功能的齐全、性能 的稳定以及完善的售后服 务体系等优势脱颖而出，并 成为该医院的最终理想选择。此次招标项目数量要求是：住院部31个护士站，病床1298张，现已安装完毕并投入使用。 二、医院使用方提出的要求： 1．护士站主机与病床分机之间的通话方式为双工对讲，声音要逼真、清晰。 2．每层楼护士站的走廊中需配有走廊显示屏，当遇有病床呼叫时，以便走廊中的护士查看正在呼叫分机号。 3．各层的护士站可随时对所有病床进行广播或播放音乐，以创造良好的轻松愉快休养环境。 4．分机要具有以下功能： a) 可以呼叫本层的主机并能对讲； b) 分机要能外接手持呼叫器，取代分机上的呼叫按钮。 5．主机要求具有以下功能： a) 可以管理本层所有的病床； b) 主机要有多个护理级别供选择，护士人员可以根据病人的病情任意设定分机的护理级别； c) 分机呼叫主机时，主机要能显示、区分呼叫分机号及护理级别，并要有音乐、指示灯、语音提示； d) 同一时间如有多个分机呼叫主机时，主机要能同时显示呼叫的分机号及护理级别，并能记忆保持； e) 分机呼叫主机后，走廊中的护士人员如果直接过来处理了问题，此时可在分机上自行解除此分机的呼叫信号； f) 主机要有广播功能，可对所有的分机进行广播、播放背景音乐； g) 不管主机处于什么样的状态下，都要能接收到分机的呼叫信号； 6．系统可以配合输液报警器使用，当病人打点滴结束时，可自动向护士值班室报警。 7．如护士人员离开值班室时，可配带一个无线接收机，此接收机要能接收到分机的呼叫信号。 三、中标产品功能介绍： 对北京积水潭医院的情况及功能的要求进行分析后，由北京国际贸易公司组织经评标委员会对众多家医院护理对讲系统相比较评审后，来邦医院护理对讲系统（NBW系列、二芯总线、双工对讲）以其产品功能的齐全、性能的稳定以及完善的售后服务体系等优势脱颖而出，并成为该医院的最终理想选择！ 以下为产品功能介绍： 产品介绍 1) 主机有LED、LCD显示：主机采用中文液晶显示屏，菜单式操作，可显示日期、时间、护理级别、呼叫床位号、系统状态等。 2) 分机自带手持呼叫器，取代分机上的呼叫/解除键。 广东石油化工学院 机电工程学院 课程设计报告 设计题目：病床呼叫系统 指导教师：邓昌奇 专业：机械设计制造及其自动化班级： 姓名： 学号： 设计二病床呼叫系统 摘要 课程设计是整个教学过程的倒数第二个环节，是将课堂教学与社会实践紧密联结的纽带，为明年的毕业设计做铺垫和让我们做好思想准备。通过课程设计，可以将我们课堂上所学的理论知识应用于生产实践中，去解决具体的工程应用问题，加强实践能力的锻炼，提高分析问题与解决问题的能力。 课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯及铃复位。 关键词：PLC、工作原理、复位 目录 设计要求、设计任务 (1) 第一章方案构思 (2) 1.1 可编过程控制器的基本结构及工作原理 (2) 1.2 整体方案设计思路 (2) 第二章控制系统总体方案设计 (4) 2.1 PLC简介 (4) 2.2 系统硬件组成 (4) 2.3 控制方法分析 (4) 2.4 I/O分配 (4) 第三章ＰＬＣ控制程序设计 (6) 3.1 I/O接线图设计 (6) 3.2控制系统流程图设计 (7) 3.3控制系统时序图 (7) 3.4实现的效果 (8) 第四章程序设计与调试 (10) 4.1系统调试及解决的问题 (10) 4.2结果分析 (10) 总结 (11) 参考文献................................................................................... . (11) 附录一 (12) 附录二 (18) 电子技术课程设计 题目病床呼叫系统设计系（部）班级姓名学号指导教师 2014 年12 月15 日至12 月19 日共 1 周 2014年12 月19 日 课程设计成绩评定表 目录 1 设计题目. (3) 1 病床呼叫系统设计 (3) 2 课题背景 (4) 3 系统设计 (6) 3.1 设计内容 (6) 3.2 设计思路 (6) 3.3 需要器件 (7) 3.4 结构框图 (7) 3.5 系统原理图及其工作原理 (8) 3.6 各部分功能模块 (12) 3.6.1 床位呼叫控制转换模块及原理图. (12) 3.6.2 优先选择模块设计 (14) 3.6.3 译码显示模块设计. (16) 3.6.4 蜂鸣器模块. (17) 4．软件仿真及其调试 (18) 4.1 软件介绍 (18) 4.2 仿真方法介绍 (18) 4.3 故障分析 (19) 5．结论 (20) 6．心得体会 (21) 参考资料 (22) 附录1 仿真电路全图 (23) 附录2 元件清单. (24) 1 设计题目 1 病床呼叫系统设计 2 课题背景 在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。 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。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。 医院呼叫系统工程 KINGBELL 技 术 设 计 方 案 上海交大金铃铛电子科技有限公司 2007年3月15日 系统设计方案 设计依据 ?《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94 ?《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94 ?《建筑电器安装工程质量检验评定标准》GYJ253-88 一、设计范围 ?医用呼叫系统 ?医用设备带 二、设计思想 1、严格按照国家的有关标准、规范进行工程设计，从技术上确保设计图纸符 合国家有关标准、规范的规定，满足贵院提出的各项要求。 2、努力贯彻设计的安全性、可靠性和实用性。在满足安全、可靠的前提下采 用先进技术，同时考虑经济、美观和维修方便等因素，搞好贵院医用传呼系统、设备带的设计。 三、工程概况 项目名称：呼叫系统安装工程 贵院住院楼设计1至11层。6套呼叫主机及11套走廊显示屏，1100 只呼叫分机。 四、终端设备带 医用设备带固定在病房床头上方的墙壁上，用来安装电源插座、呼叫按钮、电源开关、中心供氧及负压吸引等系统的气体阀等设备，另外也可固定其他一些医疗设备，如输液装置、其他报警装置等。 设备带简介 ?薄型设计，厚度为80mm ?单层设计，高度为205mm ?设备带中间面板（装载开关、插座等设备）的高度为105mm ?采用高强度铝合金材质，经整体喷涂处理，外表美观、耐磨、易清洁?气体通道与电线通道分隔设置，安全可靠，符合美国和欧共体关于医疗设备的标准 ?标准长度为1000mm和1200mm，可根据现场实际情况进行调整 ?可根据工程需要，设置中心供氧及负压吸引等气体出口，也可配置空气等出口 ?可选配照明灯（每个床头上配置一只，系philips日光灯系列），照明灯长度600mm ?每段上标配一只电源插座和一只开关，若还需要其它电气设备（如音视频插孔等），可定制 ?气体管道经过100%气密性测试，安全无忧 目录 病房呼叫系统 (1) 1系统概述 (1) 2需求分析 (2) 3设计依据与设计原则 (2) 4系统设计说明 (3) 4.1 系统的基本组成 (3) 4.2 系统的基本功能 (3) 4.3 系统点位设置 (4) 5系统主要设备介绍 (5) 5.1 三十路对讲主机（型号：NBW-30） (5) 5.2 三十路病员一览表（型号：NBW-30P） (5) 5.3 嵌入式分机（型号：NBW-A） (6) 5.4 防水报警开关（型号：NBW-AN） (6) 5.5 输液报警器（型号：NBW-G） (6) 5.6 外配电源（型号：NBW-B-05） (7) 5.7 小门灯（型号：NBW-M） (7) 5.8 无线发射机（型号：NBW-T） (7) 5.9 无线接收机（型号：NBW-R） (8) 病房呼叫系统 1系统概述 对讲－医院护理对讲系统（双工、两芯总线制）主要用在：医院、疗养院、敬老院等需要护理对讲的场所。 社会不断的进步。物质生活和精神生活越来越丰富多彩。健康快乐的生活是每一个人的愿望。但疾病一直以来伴随着人类。每个人或多或少的会生病。就要看病、打针、吃药、住院。医院也不断地完善着医护人员医技、服务质量和医疗设备。以服务于大众。提高人们的生活质量。真正做到有病医得起、看得好。创造出一个和谐的社会。 在医疗设备方面。医护对讲系统是医院不可或缺的通信设备。医院护理对讲系统采用两芯总线制系统架构。方便施工。根据不同的机型每条总线可并接30或60台分机。分机之间是平级关系。在总线上发送数字脉冲地址码。以便于被主机识别。主机提供485通信接口。可以连接射频发射机、显示屏、监控统计集线器。医护人员在巡视过程中。可以利用携带的射频接收机接受射频发射机传来的数据。以确定病床呼叫。走廊显示屏提供警示作用。能够显示呼叫分机号码便于医护人员查看。系统每日的通信信息可以通过监控统计集线器接入计算机。进行数据处理。可以表格形式打印。以便管理人员查询。输液报警器是医护对讲系统中的新产品。配合分机使用。输液管夹装在其中。当输液完毕时有“Bi、Bi”报警提示声，输液报警器同时自动阻断输液管。并通过分机向护士站的主机发送输液完毕报警信号。单独使用时，需另配电源。为了医院管理的方便。系统主机提供并接功能。最多可实现四级管理。 医院护理对讲系统电路设计合理、工作稳定、维护率低。是医院理想的通信设备。系统包括有多种容量的对讲主机，如三十路对讲主机、三十路病员一览表、六十路对讲主机、六十路病员一览表，超薄分机、嵌入式分机、防水开关、输液报警器、外配电源、小门灯、点阵双面走廊显示屏、无线发射机、无线接收机、监控统计集线盒、监控统计软件等构成。 病床呼叫系统课程设计报告 专业： 年级班级： 姓名： 学号： 指导教师： 目录 一、引言 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 方案简介 (2) 二、设计思路 (4) 2.1 技术要求 (4) 2.2 设计任务 (5) 三、系统实现 (6) 3.1 PLC基础 (6) 3.1.1 PLC简介 (6) 3.1.2 PLC系统组成 (7) 3.1.3 PLC扫描过程 (8) 3.1.4 PLC程序执行过程 (8) 3. 2 组态王基础 (9) 3.3 组态王实现步骤 (11) 3.4 系统设计 (13) 3.4.1 数据词典设计 (13) 3.4.2 画面设计 (15) 3.4.3 应用程序命令语言设计 (16) 四、系统运行 (22) 五、系统调试 (23) 六、心得体会 (23) 一、引言 1.1设计背景 随着科学技术的迅猛发展，近年来我国的PLC技术也得到了迅 速的发展与应用。一些医院的病床呼叫器也在不断的修正与改进。PLC控制系统由于具有运行可靠性高、使用维修方便、抗干扰性强、设计和调试周期较短等优点，所以倍受广大科研工作者的重视。目前， PLC 已成为在呼叫控制系统中使用最多的控制方式，同时它 也广泛应用于传统控制系统的技术改造。当前国内七八十年代安装 的许多呼叫控制系统，由于线路复杂、接线多、故障率高、维修保 养难，许多已处于闲置状态，其效率低，性能指标较差，严重影响 运行质量。因此对呼叫控制技术进行研究，寻找适合我国现代呼叫 的改造方法具有十分重要的意义。 病房呼叫系统（图1）作为医院的重要呼叫工具，与医护人员 及患者的工作和生活密切联系。PLC 作为新一代工业控制器，以 其高可靠性和技术先进性，在许多领域中都得到了广泛的应用。 图1 1 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 I Design of hospital bed call system based on singl e 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 d octor 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 l evel of nursing and hospital ward. Let the patient need service, just click the thecarry pager information can spread to the workers. Immediately without caregivers when patients need ed services cannot tell the d octor. It requires timely, accurate and reliabl e, simpl e and feasibl e. The d esign of the call system by the key detection, data processing, information display three parts. C51 microcontroll er as the main controll er, the use of liquid crystal display as the display part, the use of 3X8 matrix switch to simulate the hospital ward and hospital beds. When the press button is pressed, the C51 immediately gets the patient's ward number and the bed number, whil e the time is coll ected and displayed on the LCD monitor, when the nurse sees the patient's information and press the reset button, the LCD screen is returned to its initial state. This system can improve the immediate and efficiency of the system by using the interrupt mod e. When there are a number of hospital beds call, the system can also be a circular call records show. Key words: ward call, SCM, interrupt, liquid crystal display II 目录 1、引言 (2) 1.1、课题设计的目的 (2) 1.2、课题设计的任务 (2) 1.3、课题设计的内容 (2) 2、系统总体设计方案 (3) 2.1、系统硬件配置及组成原理 (3) 2.2、系统变量定义及分配表 (4) 2.3、系统接线图设计······························ (11) 3、控制系统设计 (14) 3.1、控制程序流程图 (14) 3.2、控制程序设计思路 (15) 3.3、控制程序 (15) 4、课程设计的意义 (16) 5、参考文献 (16) 附录 (17) 1、引言 1.1、课题设计的目的 本课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。 1.2、课题设计的任务 学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行病床呼叫系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括： ⑴设计出硬件系统的结构图、接线图等； ⑵系统有启动、停止功能； ⑶运用功能指令进行PLC控制程序设计，主要是主程序； ⑷程序结构与控制功能自行创新设计； 1.3、课题设计的内容 本课程设计主要用于医院病房区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及指示灯闪烁的频率获取求助信息的来源和求助的先后顺序，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。 本系统的控制要求： ⑴、共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。 ⑵、设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕 唐山学院 电子技术课程设计 题目病床呼叫系统设计 系 (部) 机电工程系 班级机制四班 姓名杨柏 学号 4120105407 指导教师王志秦成凤敏 2014 年 12 月 15 日至 12 月 19 日共 1 周2014年 12 月 19 日 课程设计成绩评定表 目录 1 引言 (1) 2 系统总体方案设计 (2) 3 软件介绍 (6) 3.1 Multisim简介 (6) 3.2 Multisim10.0概述 (6) 3.3 Multisim10.0 仿真方法介绍 (6) 3.4 Multisim10.0的界面 (7) 4 主要器件简介 (8) 4.1 74LS148编码器 (8) 4.2 74LS248译码器 (8) 4.3 7段共阴极数码管 (8) 5 仿真结果演示 (9) 5.1 0号床位呼叫时显示 (9) 5.2 8和9号床位同时呼叫显示 (10) 5.3 无床位呼叫时显示 (11) 6 设计结论 (12) 4.1 能实现的功能 (12) 4.2 功能模块 (12) 4.3 功能实现简介 (12) 4.4 设计定义 (12) 7 设计体会 (13) 8 参考文献 (14) 9 附录 (15) 9.1 器件明细表 (15) 9.2 仿真结果演示 (16) 1 引言 在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。 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。 医院已经从人工管理模式向智能化方向发展。“病床呼叫系统”可以实现对病房的智能化管理，可实现呼叫、求救警报、信息存储、显示等等功能。患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。病床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理的重要组成部分。 临床求助呼叫在病人的治疗过程中起到至关重要的作用，而病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，此系统可将病人的请求快速的传送给值班护士，值班护士根据具体情况作出相应的处理，病床呼叫系统是提高医院病房护理水平和质量的必备设备之一。呼叫系统的优劣直接关系到病人的安危，历来受到各大医院的普遍重视。它要求及时、准确、可靠、简便操作、利于推广。系统的呼叫按钮放在病房内，显示装置安装在护士值班室内，两者通过电线相连接在一起。当病房中的任意患者有呼叫请求时，按下呼叫按钮，在护士值班室会进行声光报警，并在其显示器以及显示灯上显示病房的号码。 本系统用两个74LS148和一个74LS248，外接一个数码管显示器和报警器来实现病床呼叫系统。能够实现病人和医护人员之间信息的传递。每个病床都有一个按键，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病房号和床位号，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。数电课程设计病床呼叫系统
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