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基于PIC单片机的新型医用呼叫对讲系统设计

基于PIC 单片机的新型医用呼叫对讲系统设计

江小平,唐　玮,孙　凯

(中南民族大学电子信息工程学院,湖北武汉　430074)

摘　要:介绍了一种基于单片机的新型医用呼叫对讲系统,用于医护人员与病人及时通信。该系统主、分机均以P IC 系列单片机为核心,采用电源载波技术,利用系统的二芯电源线,实现语音信号与控制信号的共线传输。该系统具有主机实时处理分机呼叫请求,拨号呼叫分机,显示和记录病床呼叫等功能,满足了医院进行远程监护的需要。实际使用表明,该系统可靠性高,功耗低,安装方便,具有很强的实用价值。

关键词:医用呼叫对讲系统;双音多频;音频分离与复合;单片机

中图分类号:T N911-34;T P368.1 文献标识码:A 文章编号:1004-373X (2010)24-0101-04

Design of Novel Medical C all -intercom System Based on PIC Microcontroller

JIA N G Xiao -ping ,T A N G W ei ,S UN K ai

(Colleg e of El ec tro nics and Info rm ation Eng inee ring ,So uth -Cent ral Univ ersity fo r Natio na l ities ,Wuhan 430074,China )

Abstract :A no vel medical call -intercom sy stem based o n M CU is intro duced .I t is used in hospitals to perfo rm timely co mmunication betw een docto rs and patients .Bo th the ho st and the extensions in the sy stem take the M CU in P IC series as the co re .T he powe r car rie r technolo gy is adopted to realize the collineation tr ansmissio n of voice sig nal and contro l sig nal w ith 2-co re powe r cable .T he sy stem has the functio ns of the ho st real -time processing for the call request fro m ex tensio ns ,dial -up ca ll to ex tensio ns ,display and record of the call fr om patients .T herefo re ,it can mee t the needs o f ho spital remote monito ring .T he practical opera tion v erifies that the sy stem possesses hig h reliability ,lo w -pow er consumptio n and ea sy instal -latio n ,and has a pr actical v alue .

Keywords :medical interco m sy stem ;DT M F ;audio separation and composition ;M CU

收稿日期:2010-07-18

医用呼叫系统是病员需要获得护理或诊断时发出请求的呼叫工具,可将病员的请求快速传达给值班医生或护士,是提高医院护理水平的必需设备之一。它作为病员与护士及医生之间联系的桥梁,正日益显现出其实用

性和优越性。它在提升医院的综合水平,提高服务质量和服务效率,解决因陪护引起的医患矛盾等方面扮演了相当重要的角色[1]

。早期的医用呼叫系统大多采用集中式结构,各个病房单独通过信号电缆和护士室相连,此类系统具有成本高、安装调试困难、故障率较高等缺点[2]。本文介绍了一种新型的呼叫系统,主机与病房分机均采用PIC 系列单片机实现,主机和分机之间不采用计算机通信口连接,而是采用电源载波技术,通过主机向各分机提供的电源线实现数据通信和语音通信。整个系统安装简单、维护方便,大大提高了该装置的实用性。1　系统总体设计

系统由主机、分机、显示和操控4部分组成,电话和一览表上的按钮为控制的输入部分,主机和病员一览表显示窗安装在病区护士站,LED 显示屏安装在走廊,分

机分别设置在病房的各个床头,结构框图如图1所示。一旦病房床头有人按呼叫按钮,护士站的主机就发出铃声或者电话响铃,同时,走廊显示屏同步显示呼叫床位号,护士人员便可以立刻赶往病房处理紧急情况

。

图1　系统结构框架图

系统采用主机集中供电的方式和电源载波技术,通过主机与各分机、电子显示屏连接的电源线提供电源,同时通过供电电缆实现主机与分机的半双工数据通信及全双工语音通信,主机和电子显示屏之间实现单工数据通信。系统可24小时连续工作,并具有静电保护和雷电保护功能。

系统采用一个主机,多个分机,主机与分机用二线制方式通信,各分机分别挂接在总线上,由主机提供电

101

源。每个分机具有惟一的地址编号,与主机通信时均以此号码识别[3]

。主机呼叫分机时唤醒所有分机,通过总线发送分机地址编码,分机将收到的地址码与自身的地址码比较,只有相同的分机才启动通话电路,不相同的都不作响应。分机呼叫主机,主机将收到的分机号通过DTM F 方式送给电话进行响铃和显示来电,并同时送给显示模块,主机摘机即可实现通话。各分机只有在呼叫或者被查询时才被唤醒,总线上才会有数据传输,不进行通信时处于“睡眠”状态,实现节能效果。2　呼叫系统硬件设计

2.1　主机硬件设计

主机主要包括主控制板、显示设备、电话机、电源,功能框图如图2所示

。

图2　主机硬件框图

主控制板的需要完成以下功能:信号收发、信息显示、信息存储。根据需求分析,主控CPU 必须功能强大、资源丰富。在此选择了Microchip 公司的PIC16F877A ,其具有高性能RISC CPU ,10位多通道数/模转换,,所有GPIO 引脚都具有引脚上电平变化触发中断的功能,以及128B 的数据E 2

PROM 存储器[4]

。当主分机识别到起始信号,就会触发中断收码,图3为主机发码电路。当主机发送信号时,由RESP 脚控制三极管QS3的导通和截止,以控制总线电压的高低变化[5]

。图4是主机收码电路,分机发给主机的信号,经整形放大以后,送入锁相环LM 567调制成PIC16F877A 能识别的电平信号。LM 567通过5,6引脚外接的定时元件R t 、C t 设定中心频率,关系式为:f 0≈1/(1.1R t C t ),工作频率可在0.01H z ～500kH z 范围内连续变化[6]。系统设定中心频率为100kHz ,第8脚接877A 的RB7,RB 口的引脚具有电平触发中断功能,当第3脚输入100kHz 的信号时,第8脚输出低电平触发877A 中断开始收码,平时第8脚保持为高电平。2.2　分机硬件设计

分机的CPU 选用PIC 系列的PIC12F629,采用此单片机,一是为了降低成本,减小分机体积;二是为了降低分机功耗[7]

。功放选用的是内置补偿型低噪声双运

算放大器N E5532,分机框图如图5所示

。

图3　

主机发码电路

图4　

主机收码电路

图5　分机结构框图

分机不分正负极地挂接到总线上,由主机供电,当

无信号传输时,总线上电压为9V 直流,经由三极管构成的串联稳压电路后,为分机芯片提供5V 的稳定电压。当总线处于空闲状态时,各分机处于休眠状态,此时分机上三极管Q 6处于截止,使得运放NE5532处于挂断状态,每个分机的功耗很小,当总线上挂有较多分机时,总线上流过较小的静态工作电流,确保系统正常工作。L1为红、绿双色灯,用于指示分机状态,分机休眠时L1熄灭。主机呼叫分机。分机的引脚GP0为下行呼叫信号的接收端,当CIN 脚收到起始信号时被唤醒,然后判断起始信号是否有效,若有效便开始收码。若满足接通条件,C LKIN 脚输出为高电平,三极管Q 6

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处于饱和导通状态,给运放NE5532供电,则该分机处于对讲状态。否则GP2保持低电平,三极管处于截止状态,该分机会回到休眠状态。分机呼叫主机。按下床头或者手柄上的按钮,分机CPU 由GP4引脚输出呼叫信号,经Q 5放大后耦合至总线,分机等待应答同时L1发绿光;主机应答后,GP5输出高电平,三极管处于饱和导通状态,NE5532进入工作状态,L1发红光表示,表示该分机处于对讲状态。当分机处于与主机对讲状态,下行的音频信号通过总线,经运放放大后驱动分机扬声器发声。上行的语音信号,经运放放大后,通过三极管Q 7耦合到系统总线上。3　通信方式与传输协议

目前市场上有的呼叫系统采用CAN 总线协议,使用带CAN 通信模块的M CU ,但是此类M CU 一般价格比较昂贵;还有的采用DTM F (双音多频)传输协议,即使用DTM F 信号编解码芯片,主分机发送DTM F 信号来通信,即主机机均使用DTM F 信号编解码芯片,也存在着成本偏高的问题

[8]

。因此该系统的设计,在考虑

通信稳定的原则上,只在主机电路上使用DTM F 信号

编解码芯片,编写通信协议,通过增加软件设计的复杂程度,合理地降低产品成本。

3.1　分机发码方式

分机发码采用100kH z 的方波,由单片机GPIO4引脚输出并经三极管耦合至总线。分机呼叫时发送一定时长的方波,如图6所示,分机回复主机的信号是间隔性的方波,如图7所示

。

图6　分

机呼叫信号示意图

图7　分机应答信号示意图

3.2　主机发码方式

主机发码采用变长占空比发送码元,其中1∶1的

占空比表示0码元,而若占空比为3∶1则表示码元1,主机发码示意图如图8所示。3.3　通信协议

为保证通信过程的可靠性,特制定如下通信协议:主机发码数据格式规定为:控制命令+分机地址,每次发送11位数据,其中bit11～bit9为是命令码,低字节

为指定分机的号码。主机发码时,先发起始信号,分机识别到起始信号后开始收码。分机的号码存储在各自E 2PROM 里,初始值均设为0,主机可对其在线编码,收到主机的改号命令,所有分机的LED 指示灯点亮,提示用户按键,修改成功后将返回主机一个确认信号,否则将超时退出而不作处理。分机只有在主动呼叫或识别到主机的起始信号后才被唤醒,平时处于睡眠状态,因此极大地节省了功耗

。

图8　主机发码示意图

主机查询时,每查询一个分机后,都先检测是否有摘机,若摘机将会执行摘机流程。所有分机的忙标志从刚开始查询时就会被置位,此不允许分机呼叫时再发码,此时分机呼叫主机仍能检测到,只是总线上没有方波传输,因此保证了通信的稳定性。

主、分机进行语音通信时,其他分机仍可以发出呼叫,由于请求信号的方波是100kH z ,而语音频率范围为0.3～3.4kH z ,主机在电话挂机的状态下才查询呼叫的分机,不会便相互干扰,因此语音信号和数字信号可以同时在总线上传输。分机呼叫时发送100kH z 方波到总线,主机由收到电路检测到低电平,触发中断进行收码,然后主机将先屏蔽此呼入中断,再开始按病床护理等级的高低依次查询,若查询到该分机,就回复应答信号,没有呼叫的分机不做应答。查询完以后恢复呼入电平中断,并发送命令通知分机复位的忙标志位。4　主分机软件设计与实现4.1　工作流程

系统主机、分机通信软件主要包括发送和接收2部分,分发送模块和主机收码流程分别如图9和图10所示。每个分机需包含分机地址码,广播机标志位,这些信息均存储在E 2PROM 中,当第一次启动分机后,写入初始值,以后只从指定地址读取分机信息[9]。地址分配如表1所示。

表1　分机E 2PROM 分配地址备注0x500x33:已初始化其他:原始状态0x510:非广播机1:广播机0x52

分机地址码

为了保证发码的准确性,使波形更加精确,在发码

模块采用了汇编语言提高,并通过参数控制发码周期,

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发送100kH z 的方波,精确到微秒级,经实验测得频率误差小于5%。收码均用定时器读取。由于主机采用

变长编码,因此分机解码过程需要根据协议进行1或0门限判决;主机解码主要由锁相环集成芯片LM 567完成,加上分机回复码只分有无回复二种

。

图9　

分机流程图

图10　主机收码流程

4.2　系统稳定性

此系统很好解决了呼叫与请求总线的冲突,由于主机总是从1号分机查询到最后一个,主机在查询时分机都不能发100kH z 的方波,因此总线不会受到干扰,误

码率大大降低,且不会遗漏分机请求,即使出现100个

分机同时呼叫这种极端情况,主机也能一一响应。主机采用变长编码,分机用码时采用定时器读取,配以计数

的状态机,使CPU 能准确解码,而且能够消除毛刺带来的影响,保证了收码的准确性。主机和分机在主循环中同样采用状态机,用全局变量在各状态间切换并用变量及标志位控制,合理地分配CPU 资源,能够及时处理最紧急事件[10]。主机电话挂机还能复位输入的变量,即使操作失误,仍能通过挂机来取消。5　结　语

该系统采用载波技术,实现了两线无极性连接,使安装施工变得十分简单。分机采用低功耗稳压电源和PIC 单片机,使分机具有较低功耗,从而系统具有较好的扩展性。主机与分机通信距离大于等于1000m ,分机数大于等于100,能满足各种规模医院的要求,并预留了接口与PC 进行通信。在通信稳定的基础上,使用了经济实惠的芯片,具有安装布线简单,便于检测维修,节约设计成本等优点。本文研发的样机已经经过实验运行验证了其有效性和实用价值,并已投入小批量试生产,具有良好的推广应用前景。

参　考　文　献

[1]佚名.呼叫系统应用广泛市场潜力巨大[EB /O L ].[2008-06-07].http ://ww w .lztx .com .[2]袁惠萍,张缀琴,张永奎,等.病区护理站传呼系统的改进与

患者满意度调查[J ].扩理与康复,2009(5):430-432.[3]蒋继平,孙飞.新型双线制医用呼叫系统[J ].电子工程师,2007(7):77-80.[4]M icr ochip T echno log y Inc .M P LA B I DE 用户指南[M ].U SA :M icrochip T echno log y I nc .2005:17-90.[5]丁玲玲.新型医用智能传呼对讲系统的设计[D ].青岛:中国海洋大学,2007.[6]

N atio na l Semiconductor .L M 567data sheet [EB /O L ].[2003-03-05].http ://ww w https://www.wendangku.net/doc/b34004605.html, /htm pdf /137775

868257-pdf .htm .

[7]李学海.P IC 单片机实用教程基础篇&提高篇[M ].北京:

北京航空航天大学出版社,2002.

[8]LI Yi -lun ,YA NG Li -jun .A pplicatio n of D T M F communi -cation in the intellig ence visible -speaking sy stem [J ].Equip -ment fo r Electr onic Pr oducts M ar ufacturing ,2006,35(11):

7-70.

[9]陈新建,邵少雄,葛长虹.P IC 系列单片机程序设计与开发应用[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2007.[10]严宏明.单片机系统软件抗干扰策略在通信电源中的应用[J ].电源世界,2003(2):20-21.

作者简介:江小平　男,1974年出生,湖北人,博士,讲师。研究方向为信号与信号处理。

唐　玮　男,1986年出生,湖北人。主要研究方向为嵌入式技术。

孙　凯　男,1987年出生,河南开封人,硕士研究生。主要研究方向为嵌入式无线通信。

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单片机课程设计代码

陈新 2014/7/21 17:32:03 QQ可以找到历史记录的陈新 17:33:15 无痕的回忆 17:01:52 LED_LOOP: MOV R1, #251 ;1s的显示延时（好奇怪，居然不准） LED_LOOP_1: MOV R4, #14 ;使用了寄存器R1，R4（估计可以使用堆栈临时释放） LED_LOOP_2: LCALL DISPLAY_MOVE DJNZ R4, LED_LOOP_2 DJNZ R1, LED_LOOP_1 RET 无痕的回忆 23:10:36 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H HC595_SCK BIT P0.4 HC595_RCK BIT P0.5 HC595_RST BIT P0.6 HC595_DAT BIT P0.7 MAIN: MOV A, #00H MOV P0, A CLR HC595_RST LOOP0: MOV R0, #0 LOOP1: MOV R1, #100 LOOP2: MOV R4, #10 LOOP3: LCALL DISPLAY DJNZ R4, LOOP3 DJNZ R1, LOOP2 INC R0 LJMP LOOP1 DELEY0: MOV R6, #4 ;1ms延时的子程序 DELEY1: MOV R7, #123 DELEY2: DJNZ R7, DELEY2 DJNZ R6, DELEY1 NOP RET

DISPLAY: MOV A, R0 MOV B, #100 DIV AB MOV B, #10 DIV AB ;MOV A, #0 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #1 MOV P0, A ;延时LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 MOV A, R0 ;有问题MOV B, #100 DIV AB ;MOV A, #7 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #2 MOV P0, A ;延时LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 MOV A, R0 MOV B, #100 DIV AB XCH A, B MOV B, #10 DIV AB ;MOV A, #7 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #4 MOV P0, A LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 ;延时 MOV A, R0 MOV B, #10 DIV AB

基于单片机的病房呼叫系统设计

信息工程学院课程设计报告书题目: 基于单片机的病房呼叫系统设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师： 2010 年 9 月 20 日

信息工程学院课程设计任务书年月日

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要在大型机关，旅馆和医院中，常需要有一种内部联络和呼叫系统，以便在旅客（病员）和服务人员之间建立必要的联络，而一般的内部通话系统都比较少，经常使用的是比较便宜的呼叫指示，这种呼叫指示系统在提示的同时，能够用数码管显示各呼叫的号码。本设计是以AT89 C51 为核心的病人呼叫系统，对该系统的硬件和软件结构进行了相应的描述。通过对病区的数据采集，实现医院医疗人员值班室和病人房之间的通信呼叫联系，具有使用方便、操作简单等特点。这使得衡量一个医院的综合水平高低，不再仅局限于软、硬件的建设上，更要比服务。临床呼叫求助装置是传送临床信息的重要手段，关系病员安危，传统的病房呼叫系统普遍采用有线式 , 虽然布线安装繁琐、维护不便、利用率低 , 而且实时性差。但是相对无线式呼叫系统而言，它的可靠性高，不会干扰其它医疗仪器设备 , 目前大多数医院采用有线呼叫系统，在医院的病房里每个床位边都装有一个呼叫按钮，当病人需要帮助时，按下呼叫按钮，护士办公室里呼叫显示板上相应房间号的指示灯点亮并进行声音提示。关键词：单片机；程序；数码管； AT89 C51 ；呼叫系统

A bstract I n large or g ans, hot e l a nd hos p ital, often ne ed to have a n int e rnal c ont ac t and call system, in order to passengers (the) and service staff is established between the necessary contact. But the internal communications systems are generally less, often use is relatively cheap call instructions. The call of the indicator system, and can also use digital display the call number of tube. This design based on AT89C51 as the core of the system, the patient calls the structure of the hardware and software system for the corresponding description. Based on the data collection, ward hospital medical personnel duty and patient rooms of communication between the contact with convenient, call, simple operation, etc. T h is ma ke s a comprehe n sive level, the hos pi ta l does n ot only co nf i ned to t he softw a re and ha rdw are constructi on, m ore than service. Cl i nical ca l l hel p d evice is an important means of transmitting clinical information, the relationship between traditional ward called safety, widely used in cable systems, although wiring installation trival, maintenance, and low utilization inconvenience, real-time. But relatively wireless calls system, it has high reliability, won't interfere with other medical equipment, most current hospital by cable call system, in the hospital beds are equipped with a side each call button, when patients need help, press the call button, the nurse's office on the call display board room, the sound lit. Key words: SCM, Program, Digital pipe, AT89C51, Call system

单片机课程设计报告模板资料

哈尔滨远东理工学院课题名称专业班级学号学生姓名指导教师 2015年10月14日

1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）。答：（1）问题说明：解决方法：（2）问题说明：解决方法： 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。

目录 1 设计任务 (1) 2设计方案 (2) 2.1任务分析 (2) 2.2方案设计 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1时钟电路设计 (3) 3.2复位电路设计 (3) 3.3 灯控制电路设计 (3) 3.4 倒计时显示电路设计 (4) 3.5 按键控制电路设计 (5) 4 系统软件设计 (6) 4.1 1S定时 (6) 4.2 定时程序流程 (6) 4.3交通灯的设计流程图 (6) 4.4定时器0 及中断响应 (7) 5仿真与性能分析 (8) 6心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录1 系统原理图 .......................................................................错误!未定义书签。附录2 系统PCB图 .....................................................................错误!未定义书签。附录3 程序清单 .. (11) II

1 设计任务支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图1.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 1. 基本要求（1）主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。（2）主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。（3）在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。（4）要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做（1）可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。（2）实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速，就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。

单片机课程设计(温度控制系统)

温度控制系统设计题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院专业: 电气工程及其自动化班级: 学号: 指导教师:

2015年5月31日摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)

5.1原理图 (15) 摘要：在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。

单片机课程设计计算器

课程设计说明书课程设计名称：单片机课程设计课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院专业班级：学生学号：

学生姓名：学生成绩：指导教师：课程设计时间：至

格式说明（打印版格式，手写版不做要求）（1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。（2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。（3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。（4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。（5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。（6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。（8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。（9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。

课程设计任务书一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。

基于单片机病房呼叫器(亲测可用)课设

电子信息工程专业课程设计任务书题目：单片机病房呼叫系统设计设计内容设计一个单片机病房呼叫系统，可容64张床位的病房呼叫，每当患者需要呼叫护士时，按下按钮，此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号，并振铃3秒。当护士按下“响应”键时，结束当前呼叫。设计步骤一、总体方案设计基于单片机的病房呼叫系统设计,附有复位电路,时钟电路,键盘电路等。复位电路是单片机的初始化操作,为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始。时钟电路采用12MHz的晶振,作为系统的时钟源,具有较高的准确性。二、硬件选型工作：对所使用的电路元件应选择型号。三、硬件的设计和实现 1. 选择所用的51单片机； 2. 设计单片机最小系统，在此基础上进行扩展； 3. 设计支持系统工作的外围电路；四、软件设计 1.编写系统初始化和主程序模块； 2.画出电路流程图； 3.编写子程序； 4.显示程序。五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3幅面）。课程设计说明书要求 1. 课程设计说明书应书写在学院统一印制的课程设计（论文）说明书上，书写应认真，字迹工整，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。 2. 论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。 3. 打印不少于12页（除附图外）。 4. 每组单独一个题目，每组上限5人。时间安排课程设计计划时间4周。课程设计题目于17周下发。课程设计完成后于20周三中午下班前送交电子信息办公室（实验楼三楼），届时指导教师安排短暂答辩。辅导时间和地点 17~20周每周2、周3和周4。

目录一、设计要求 (3) 二、设计目的 (4) 三、设计的具体实现 (5) 3.1系统概述 (5) 3.2单元电路设计 (6) 3.2.1 单片机的引脚介绍 (6) 3.2.2 单片机复位电路介绍 (7) 3.2.3 时钟电路的介绍 (8) 3.2.4 详细设计 (10) 3.3软件程序设计 (12) 3.3.1 系统软件的设计 (12) 3.3.2 主程序流程图 (13) 3.3.3子程序流程图 (13) 3.3.4 源程序代码 (16) 四、结论与展望 (21) 五、心得体会及建议 (22) 六、附录 (24) 七、参考文献 (26)

单片机大作业-简易红外遥控小车设计

安阳工学院《单片机基础》课程大作业《简易红外遥控小车设计》院系：计算机科学和信息工程学院专业班级：姓名：学号：成绩（教师填写）___________ 20 年月日一、课题名称：《简易红外遥控小车设计》二、方法步骤： 1.总体设计主要设计思想：本设计利用通用红外遥控器控制小车后轮两个电机的动作来实现小车走、停、转弯等功能。并通过软件控制小车方向和PWM调速小车的转速。具体思想如下：通过外部中断1接收红外信息，并通过软件解码，根据接收信息的不同通过PWM和控制函数做出响应，并且在二极管上面反映出来，所以说二极管充当车灯和档位指示灯的作用，且每次接收信号，蜂鸣器鸣叫用来显示有信号的传入。主要设计任务：红外遥控小车的设计主要分两大步，第一是硬件实现的设计，

第二是单片机软件实现的设计。（1）其中硬件又分几块：51单片机最小系统板，小型直流电机（3~9V）驱动电路模块，红外接收模块（已集成在最小系统板），蜂鸣器和二极管显示模块，车体。（2）软件比较简单，但也分了几块：外部中断红外接收解码模块，PWM电机调速模块，主程序。 2.设计任务和要求 (1)主要完成的性能指标本小车设计完成后能够实现如下功能：前进、后退、左前传（以做轮胎为轴转弯）、右前转、左圆转（以车体为轴进行转弯）、右圆转、左倒转、右倒转、紧急暂停、123级加减速。 (2)器件选择本设计主要用到以下材料：51单片机一个、通用遥控器一个、红外接收头一个、5号电池7节、车体（双电机+万向轮）一套、蜂鸣器一个、杜邦线若干、二极管9个、L9110S电机驱动芯片2个、其他电阻电容若干 (3)单片机选择本设计用到宏晶公司的STC——125A32Ad单片机 (4)说明总体框图（可选）

强力推荐基于单片机的简易病房呼叫系统 C程序

/*接线要求：P0口控制1位数码管； P2.0~P2.5口对应6个独立按键； P2.7口接复位清零按键；P3.0口接报警指示灯*/ /*改善：当多个按键同时按下时，显示优先级最高的同时保存优先级低的，每按一次复位键，显示的是次优先级的按键，直到按下的按键全部依次显示完，数码管显示零*/ #include #define uchar unsigned char; #define uint unsigned int; sbit reset=P2^7; //位定义按键 sbit led1=P3^0; sbit beep=P1^5; sbit key1=P2^0; sbit key2=P2^1; sbit key3=P2^2; sbit key4=P2^3; sbit key5=P2^4; sbit key6=P2^5; uchar flag,flag1,flag2,flag3,flag4,flag5,flag6; //数码管断码（共阳极取反） //{~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0 x7C,~0x39,~0x5E,~0x79,~0x71}; void delay(unsigned int i) //延时子函数 { char j; for(i; i > 0; i--)

for(j = 110; j > 0; j--); } void didi() { while(reset!=0&&flag==1) { beep=0; delay(500); beep=1; delay(300); beep=0; delay(50); beep=1; break; //这句很关键跳出循环 } } void save() { if(key1==0) { delay(5); if(key1==0) {flag1=1;} } if(key2==0) { delay(5); if(key2==0) {flag2=1;} }

单片机大作业

单片机大作业课题名称简易楼道灯电费计价系统院、系、自动化与电气工程学院部专业电气工程及其自动化班级姓名学号指导教师

1.作业背景城市居民楼内一般安装有楼道灯，方便夜间居民上下楼，其工作特点是人来灯亮，人走灯灭。以热释电型楼道灯为例，其基本工作原理是：热释电传感器能检测人体是否进入感应范围，当人体未进入感应范围，即离楼道灯还有一定距离时，传感器输出低电平；当人体进入感应范围，即靠近楼道灯时，传感器输出高电平。根据传感器的输出，单片机可决定是否点亮楼道灯。由于楼道灯属本单元全体居民共用，为便于电费结算，现要求设计一套简易楼道灯电费计价系统，系统能自动计算楼道灯在一个月内的总点亮时间，并据此计算出应缴电费额度。 2.作业要求系统由电源电路、热释电传感器、单片机、按键以及显示器组成，楼道灯供电为220市电，功率2kW（实际灯泡功率一般不会这么大。考虑到实验演示时间有限，故假设此灯泡功率为该值）。其中电源采用5V，热释电传感器的输出采用按键按下与否进行模拟，单片机采用51，显示器采用4位数码管，电价按5.86元/千瓦时（实际电价一般为0.58。考虑到实验演示时间有限，故假设电价为该值），要求电费计算精度精确到0.01元。用户可用按键查询本月楼道灯总点亮时间（精度0.01小时），以及本月总电费。 3.硬件部分（1）仿真电路图（2）实物电路图：

（3）元器件列表 STC89C52RC 一个按钮开关3个四位共阳数码管1个12M晶振1个CS9012三极管1个二极管1个ZS230-25G灯泡1个HK4 100F-DC5V-SHG继电器1个接线端子1个3906PNP三极管4个电容、电阻若干

智能小车单片机课程设计报告

题目: 智能小车设计打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限

x:可执行权限修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名第一组:用户权限第二组:用户组的权限第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..

单片机课程设计完整版样本

课程设计( 论文) 课程名称单片机题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢指导教师胡立强 11月28 日目录

一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的

经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。表3.16 简易密码锁状态简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位

P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。图3.21 简易密码锁电路简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。元器件名称参数数量元器件名称参数数量插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1

基于单片机的病房呼叫系统设计-论文

本科毕业设计（论文）题目基于单片机的病房呼叫系统设计姓名专业学号指导教师郑州科技学院信息工程学院二○一五年六月

目录摘要............................................................................................................................ I Abstract ....................................................................................................................... I I 1 绪论. (1) 1.1 课题研究的背景及意义 (1) 1.2 国内外的研究状况 (1) 1.3 无线通信技术 (2) 1.3.1 IrDA红外无线技术 (2) 1.3.2 蓝牙技术 (3) 1.3.3 超宽频（UWB）技术 (3) 1.3.4 Wi-Fi(IEEE802.11)技术 (4) 1.3.5 Zigbee技术 (4) 2 系统的整体设计 (5) 2.1 病房呼叫系统的设计要求 (5) 2.2 方案论证 (5) 2.3 方案选择 (7) 2.4 整体设计思路 (8) 3 系统的硬件设计 (9) 3.1 呼叫发射终端的硬件设计与实现 (9) 3.2 接收显示终端的硬件设计与实现 (10) 3.2.1 单片机的选择 (10) 3.2.2 无线接收模块 (12) 3.2.3 显示电路 (14) 3.2.4 报警电路 (16) 3.2.5 查看、清零电路 (17) 4 系统的软件设计 (18) 4.1 主程序设计 (18) 4.2 数据检测模块程序设计 (18)

大工19春《单片机原理及应用》大作业题目及要求【参考答案】

网络教育学院《单片机原理及应用》大作业大工2019年春离线大作业题目：题目一：单片机电子时钟设计学习中心：奥鹏学习中心层次：专业：年级：年春/秋季学号：学生姓名：

（注：本页为课程学习要求，阅读后请删除）大工2019年春《单片机原理及应用》大作业具体要求： 1 作业内容从以下五个题目中任选其一作答。 2 正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四，字数在2000字以上。 3. 作业提交学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。 4.注意事项请同学独立完成作业，不准抄袭其他人或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计！大连理工大学网络教育学院 2019年5月

题目一：单片机电子时钟设计准则：设计一个基于51单片机或STM单片机的电子时钟，并且能够实现时分秒的显示和调节撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等；（3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。答：单片机电子时钟设计一、引言单片机技术是计算机科学技术的独立分支，拥有着高性价比、高集成度、体积少、强大控制功能、功耗低、高可靠性、电压低、容易生产、方便携带等优点，越来越广泛的被应用于实际生活中。单片机全称，单片机微型计算机，从应用领域来看，单片机主要用来控制系统运行，所以又称微控制器或嵌入式控制器，单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。二、时钟的基本原理分析利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管

单片机课程设计-电子钟

中北大学单片机课程设计说明书数字钟设计 1 设计任务与要求 (1)

1.1设计任务 (1) 1.2设计要求 (1) 2单片机简介 (2) 2.1单片机的发展历程 (2) 3系统设计思路和方案 (3) 3.1系统总体方案 (3) 3.2硬件简介 (3) 3.2.1硬件选择 (3) 3.2.2 51单片机的构成 (4) 3.2.3 STC89C52RC引脚功能说明 (5) 3.2.4 LED简介 (6) 3.3 Keil调试 (7) 4、系统实物图 (9) 5、课程设计体会 (9) 参考文献 (10) 附录A (11) 附录B (13) 附录C (14)

1 设计任务与要求 1.1设计任务本课题应完成以下设计内容： 1)硬件设计设计数字钟的电路原理图，用PROTEL绘制硬件电路。制作实物。 2)软件设计 (1)时、分、秒的设置及显示; (2)画出程序框图; (3)调试与分析。用PROTEUS仿真。 3)课程设计说明书 1.2设计要求本课程设计的基本要求是使学生全面掌握单片机控制系统设计的基本理论，熟悉掌握MCS－51 系列单片机的编程方法，具体要求：本例利用AT89C51的定时器和6位7段数码管，设计一个电子时钟。显示格式为“XX XX XX”，由左向右分别是：时、分、秒。

2单片机简介 2.1单片机的发展历程单片机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具生命力的机种，特别适用于工业控制领域。1971年微处理器研制成功不久，就出现了单片机，但最早的单片机是1位的，处理能力有限。单片机的发展共分四个阶段：第一阶段是初级阶段，功能非常简单；第二阶段是低性能阶段， 16位定时器/计数器，片内ROM、RAM容量加大，直到现在仍被广泛应用，是目前应用数量较多的单片机。、32位单片机推出阶段，以满足不同的用户需要。纵观单片机几十年的发展历程，单片机的今后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低功耗、低价格、外围电路内装化以及内存储器容量增加和FLASH存储器化方向发展。 2.2实用价值与理论意义在单片机模块里比较常见，数字时钟是一种用0数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更高的使用寿命，新词得到了广泛的应用。数字时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公用场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字时钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此研究数字时钟及扩大其应用有着非常现实的意义。

单片机课程设计---简易电子琴设计

单片机课程设计课程设计名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：

一、需求分析 1.1课题背景随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。电子科技也在不断的前进，电子技术正在以不同的方式改变着我们的生活，电子琴设计也是希望给人们带来一些生活的乐趣。电子琴可以应用在很多方面，比如一些简易的玩具上或手机上。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化。本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。 1.2 课题设计的任务与主要内容本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简单的电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。定时器按设置的定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烤入芯片中，最终达到设计目的。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。

基于单片机的病床呼叫系统设计

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