《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于51單片機(jī)的多路呼叫系統(tǒng)設(shè)計
中電網(wǎng)
摘要: 隨著信息技術(shù)的發(fā)展與醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的深化改革,國家金衛(wèi)工程的實(shí)施使醫(yī)院管理信息化的進(jìn)程大大加快,越來約多的醫(yī)院認(rèn)識到,只有通過信息化建設(shè),逐步建立信息化醫(yī)院和醫(yī)療企業(yè),才能支持醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展,從而大力
Abstract:
Key words :

隨著信息技術(shù)的發(fā)展與醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的深化改革,國家金衛(wèi)工程的實(shí)施使醫(yī)院管理信息化的進(jìn)程大大加快,越來約多的醫(yī)院認(rèn)識到,只有通過信息化建設(shè),逐步建立信息化醫(yī)院和醫(yī)療企業(yè),才能支持醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展,從而大力提高醫(yī)院綜合效益和運(yùn)行效益。因此,設(shè)計一個支持醫(yī)院病床呼叫,具有一條線纜傳輸多路呼叫信息的功能的系統(tǒng),是非常必要的。

多路呼叫系統(tǒng)整體設(shè)計方案

該系統(tǒng)利用單片機(jī)的雙機(jī)通信功能,設(shè)計出的具有呼叫、顯示、應(yīng)答等功能的多路呼叫系統(tǒng),就是為滿足中小型醫(yī)院中,醫(yī)護(hù)人員與病人之間能及時準(zhǔn)確地進(jìn)行半雙工通信,達(dá)到既方便病人又方便醫(yī)護(hù)人員,更利于提高醫(yī)院護(hù)理水平的目的而設(shè)計的。該系統(tǒng)適用于新老病房及門診,且能隨時擴(kuò)充床位及遷移。針對目前整體化護(hù)理要求,取消了通話功能,便于任何情況都能到床邊交流。其優(yōu)異的性能及高度靈活性,是床邊的呼叫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,是醫(yī)院提高身價的籌碼。該系統(tǒng)的核心是MCS-51多機(jī)半雙工通信,要求各子機(jī)僅能和主機(jī)通信,子機(jī)之間的通信要通過主機(jī)進(jìn)行,不允許子機(jī)之間通信,主要由主機(jī)系統(tǒng)、分機(jī)系統(tǒng)、通信接口3部分組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。



2  多路呼叫系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件設(shè)計

2.1  主機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計

多路呼叫系統(tǒng)主要是根據(jù)MCS-51單片機(jī)的多機(jī)通信功能,將不同的床位編成有一定規(guī)律的代碼,主機(jī)根據(jù)接收到的代碼判斷床位的號碼,并向該床位發(fā)送指令,達(dá)到通信的目的。主機(jī)接收到子機(jī)送來的數(shù)據(jù),其有效數(shù)據(jù)是子機(jī)應(yīng)答主機(jī)、子機(jī)呼叫、當(dāng)前惟一的呼叫。分析接收到的數(shù)據(jù),如果是子機(jī)應(yīng)答主機(jī),子機(jī)應(yīng)答主機(jī)燈亮。如果是子機(jī)呼叫,根據(jù)標(biāo)志判斷是否是當(dāng)前惟一的呼叫,是當(dāng)前惟一的呼叫,則顯示當(dāng)前呼叫的床位號,向子機(jī)發(fā)出應(yīng)答指令。否則,主機(jī)將向該呼叫者發(fā)出線路忙的指令。主機(jī)硬件系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)、數(shù)碼顯示、RS 232數(shù)據(jù)通信等電路組成。其主機(jī)系統(tǒng)電路原理圖如圖2所示。這里的顯示電路為2位,如果呼叫方大于100個,可進(jìn)行擴(kuò)展,顯示方式采用軟件控制。



2.2  分機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計

分機(jī)要求操作簡單,體積小,功能全,易于安裝調(diào)試。分機(jī)的主要功能是向主機(jī)發(fā)出呼叫信號,收到主機(jī)應(yīng)答后,子機(jī)應(yīng)答燈亮。分機(jī)硬件系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)、鍵盤掃描電路、LED顯示電路、時鐘電路等構(gòu)成,其分機(jī)系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。圖3所示鍵盤掃描電路采用獨(dú)立式鍵盤,為8路呼叫,也可設(shè)計為矩陣式鍵盤,可擴(kuò)展為64路呼叫。如果呼叫方更多,可接入8155芯片除PA0口之外的PB0口和PC0口。同時,AT89C51單片機(jī)的P1口接8155芯片進(jìn)行功能擴(kuò)展。

2.3  通信方式的選取及通信接口設(shè)計

多路呼叫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信特點(diǎn)是:通信距離較長,傳輸線要求盡量少,傳輸速度要求不高,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息量少。根據(jù)串行通信與并行通信的比較,該系統(tǒng)選用串行通信。在確定了串行通信后,就要確定串行通信方式。串行通信有3種方式:單工方式、半雙工方式、全雙工方式。該系統(tǒng)采用半雙工方式,因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)中,要求數(shù)據(jù)的傳輸能同時在主機(jī)和分機(jī)之間進(jìn)行雙向傳輸,故不能采用單工方式,因?yàn)閱喂ねㄐ诺臄?shù)據(jù)只能往一個方向傳輸,同時系統(tǒng)要求只能用1條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,因而不能采用全雙工的通信方式,因?yàn)槿p工方式需要2條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道分別傳輸2個相反方向的數(shù)據(jù)流,所以通信方式只能選用半雙工通信方式。

為了保證系統(tǒng)各部分之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息能被正確地接受到,在確定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通信方式后,還需要規(guī)定一種數(shù)據(jù)通信雙方都認(rèn)可的同步方式,有同步方式同步和異步方式同步2種。這里結(jié)合系統(tǒng)要求本身,本著可靠實(shí)用的原則,采用異步方式同步的同步方式。因?yàn)楫惒酵ㄐ懦S糜趥鬏斝畔⒘坎淮螅瑐鬏斔俣缺容^低的情況,但對系統(tǒng)的要求不高,容錯性好,傳輸可靠,這些正是該系統(tǒng)的要求。

此外,由于系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位數(shù)據(jù),根據(jù)串行口的工作方式,選擇方式1,即8位異步數(shù)據(jù)接收器/發(fā)送器。綜合以上4個方面的敘述可知,該系統(tǒng)的通信方式選用串行異步半雙工通信的方式,串行口工作方式1,即采用具有RS 232C標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)對點(diǎn)雙機(jī)串行通信,這是因?yàn)槔脝纹瑱C(jī)本身的串行口,其數(shù)據(jù)傳輸距離不超過1.5 m,而采用RS 232C標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。該系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51提供的串行口,通過對單片機(jī)功能寄存器SCON和PCON設(shè)置,來控制串行口的工作方式及傳輸波特率。

在AT89C51的發(fā)送端TXD、接收端RXD,采用RS 232C電平傳輸,采用2片電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232,由于單片機(jī)為TTL電平,一片MAX232實(shí)現(xiàn)TTL-RS 232C電平的轉(zhuǎn)換,另一片實(shí)現(xiàn)RS 232C-TTL電平的轉(zhuǎn)換。

2.4  軟件系統(tǒng)設(shè)計

軟件是系統(tǒng)設(shè)計的靈魂,其在系統(tǒng)中的作用無可取代。該系統(tǒng)的軟件主要包括2方面:主機(jī)程序和分機(jī)程序。而主機(jī)程序又包括LED數(shù)碼顯示程序、串行數(shù)據(jù)傳輸程序(包括接收程序和發(fā)送程序);分機(jī)程序包括鍵盤掃描程序、串行數(shù)據(jù)傳輸程序(包括接收程序和發(fā)送程序)、顯示程序等。

3  結(jié)  語

該呼叫系統(tǒng)經(jīng)過測試,確保能正確傳輸及顯示呼叫信號,并具有以下特點(diǎn):傳輸距離工程上不受限制;極低頻率低,無電磁發(fā)射,功耗極低;抗干擾性好,無錯號;以單片機(jī)為核心設(shè)計,所用器件數(shù)量少,成本低,生產(chǎn)調(diào)試簡便;可通過8155芯片實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。但該呼叫系統(tǒng)對電路制作工藝要求較高,軟件編程工作量大。

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