病房无线呼叫系统设计说明

1、本科毕业设计病房呼叫系统设计呼叫病房系统的设计摘要在大型机构、医院、酒店、KTV，往往需要有一个部门联系和呼叫系统，以便在乘客(患者)和服务人员之间建立必要的联系。但是一般的科室呼叫系统很少，经常使用较便宜的呼叫指示。该来电显示系统可以用数码管显示每个来电，同时进行提示。本设计是基于AT89C52的病人呼叫系统。对系统的硬件和软件结构进行了相应的描述。无通话时，数码管显示时间，可按键设置；当有呼叫请求时，数码管显示呼叫，蜂鸣器鸣响，护士按键应答，实现了医院医护人员值班室与病房的通信和呼叫连接。它具有使用方便、操作简单的特点。随着医疗体制改革的深入和医疗事业的快速发展，越来越多的人需要快捷方便的

2、医疗服务。因此，衡量一个医院的综合水平不再局限于硬件的建设，而是比服务更重要。临床呼救装置是传递临床信息的重要手段，关系到患者的生命安全。传统的有线呼叫系统一直受到各大医院的重视。如果采用无线传输，将节省布线和改造线路的资金，为医院节省成本，并且及时、准确、可靠、简单可行。与目前的同类产品相比，更受医院和患者的认可，具有更强的竞争力，可以广泛推广。医院病房的每张床旁边都有一个呼叫按钮。当患者需要帮助时，按下呼叫按钮，护士办公室呼叫显示面板上对应房间号的指示灯亮起，并发出声音提示。关键词:呼叫系统；AT89C52软件；目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _RefHead

3、ing_Toc202156784 第一章绪论1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156785 1.1 课题的背景与研究意义1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156786 1.2 国外研究现状1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156787 1.3 研究容2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156788 第二章系统总体方案设计3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156789 2.1 设计要求3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc2021

4、56790 2.2 系统方案设计3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156791 第三章系统设计与实现6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156792 3.1 系统原理框图与总体设计6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156793 3.2 单片机软硬件设计13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156794 第四章主机系统设计18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156795 4.1 虚拟仪器18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202

5、156796 4.2 LabVIEW语言20 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156797 4.3发射数据格式21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156798 4.4 系统界面22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156799 总结24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156800 参考文献25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc202156801 致261理论1.1课题的背景和研究意义随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的出现，微型计算机给人类生活带来了根

6、本性的变化。如果说微型计算机的出现使现代科学研究有了质的飞跃，可以毫不夸张地说，控制系统、数据采集系统、智能仪器、办公自动化等。单片机技术已广泛应用于许多领域，并已走进家庭。从洗衣机、微波炉到音响、汽车，单片机随处可见。因此，单片机技术的发展和应用水平逐渐成为一个国家工业发展水平的标志之一。目前，医院的病房呼叫系统还处于很低的水平，很难满足智能化管理的要求。这不仅会带来患者时间的损失，也会给医院带来经济效益的损失，并伴随着一定的安全隐患。同时，采用有线管理，盘绕线路，存在布线复杂、布线成本高、易出故障、维修不便、明线不美观等缺陷，会造成安全隐患。针对以上缺点，本系统采用无线管理系统，不仅可以避

7、免技术问题，有效节约物资损耗，还可以避免很多不安全隐患。更重要的是，病房无线呼叫系统是一个智能化的产品，可以准确的发现病人在哪里，哪个病人需要，及时解决病人的各种问题。能有效加强护患联系，提高医疗护理水平。从某种角度来说，这个系统不仅可以展示病床，还可以为患者解决其他问题。例如，当病人身体不适或有其他需求时，可以按下从按钮，然后主机就可以显示病床，医院的护士或医生就可以找到病人并对他进行治疗。这样就省去了很多不必要的麻烦，节省了很多时间，也容易管理。由此可见，病房无线呼叫系统是一个很有发展前景的硬件设备，可以大大减少医生的麻烦，节省病人的时间，提高医院的工作效率，自然医院可以从中获得最大的经济

8、效益。随着科技的进步和医疗水平的提高，医院的服务理念也随之改变，树立了以人为本、全心全意为患者服务的意识。为了方便患者和提高服务质量，医疗呼叫系统已经成为国外各医院广泛使用的一种电子设备。原有的医疗服务体系已经不能满足现代医疗的需求，寻求一个能够满足现代医疗需求的客户服务体系是大多数医疗单位计划做或正在做的工作。如何利用先进的信息技术为医院服务，更大程度地提高医院的服务质量和利润，是医院信息化建设中的一个重点。1.2国外研究现状目前使用的医疗呼叫系统一般由位于护士值班室的医疗呼叫系统主机和安装在每张病床上的呼叫终端组成。主机通过有线或无线方式与每个病房的呼叫终端通信。一般系统都有声光提示功能，

9、有的系统有呼叫功能，让医护人员知道病人的就医请求。除了人性化的辅助功能外，重点研究了主机与病房呼叫终端通信的安全性、可靠性、构建、系统构建和可扩展性等技术问题。其通信方式可以概括为有线通信和无线通信。国内大部分医院自动化管理水平较低，通常采用人工叫号。患者家属需要实时监护患者。一旦他们需要什么，他们就会跑到护士办公室去叫护士。效率很低，很有可能耽误病情，所以他们无法实现智能化的管理模式。部分医院采用病房有线呼叫系统进行管理，线路缠绕复杂，容易出现故障，且故障不易排除。交错的线路还可能引发火灾，存在很大的安全隐患。无线医疗呼叫系统，主机通过无线电波或红外线等无线通信手段与病房呼叫终端进行通信，呼

10、叫终端一般由电池供电。呼叫终端和主病房之间不需要布线，安装施工简单，可以满足移动呼叫的需求。因此，我国的病房呼叫系统处于初级落后阶段，病房无线呼叫系统发展潜力巨大，发展前景应该不言而喻。在国外病房呼叫系统中，无线呼叫系统已经是一种非常普遍和有效的解决医患问题的方法。1.3研究能力随着住院病人越来越多，在医院里，为了在合适的时间为病人服务，每张床的床头都有一个按钮。如果病人在必要时按下床边的按钮，护理站就会通过声光报警的方式显示病人在呼叫哪张床，这就是所谓的病房呼叫系统。病房呼叫系统可以通过有线连接实现，但缺点是布线复杂，维护麻烦。病房无线呼叫系统具有安装方便、无需布线等优点，应用越来越广泛。它

11、有以下明显的特点:(1)利用编解码器ASIC和MCU进行控制操作，可以实现多点无线通话。(2)来电者按下按钮后，系统显示来电者的床号，电路报警。(3)如果同时进行多次呼叫，则优先锁存并显示第一次呼叫的信号，以保证系统的连续进行。(4)无线呼叫系统能有效隔离电气干扰，增加系统运行的安全性和可靠性。(5)正常情况下没有通话时，显示时间。本文主要介绍病房无线呼叫系统的设计过程、原理、程序和实现的功能。当没有呼叫请求时，MCU控制数码管的显示时间。当病人按下病房内的无线呼叫按钮时，信号通过发射模块传输到主机，数码管上显示呼叫，蜂鸣器鸣响。而且这个系统是一个中小型的应用系统，不仅可以用在医院，还可以用在

12、一些高级会所，比如酒店，KTV，以提高企业形象。这些系统因投资少、见效快而受到许多企业的青睐。可以促进企业管理的现代化和科学化，也是企业一夜之间创造品牌效应的一种方式。2系统的总体方案设计2.1设计要求根据以上分析，本系统的设计要求包括以下几个方面:硬件系统由单片机作为核心控制装置和发射接收装置组成。制作DC电源为发射部分供电。无线数据收发模块和PT2272芯片用于实现数据的发送和接收。用单片机控制数码管的显示时间，实现时间的设定。当有电话时，使用主机上病床显示器，医护人员可以及时解决病人的一切需要和问题。收到呼叫请求后，按复位键，主机将复位显示时间。2.2硬件系统方案该系统由主机和从机两部分

13、组成，主机和从机之间的无线数据传输由收发模块完成。从电源为12V DC电源，通过变压、桥式整流、滤波、稳压实现。主电源是通过将电源线插入电脑的USB口来实现的。从属电源无线部分的电源为12V DC电源。这种小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图2.1所示。改正，矫正；改正，矫正；化工 精馏；电 整流；数 求长直流12V输出电压稳定直流12V输出电压稳定图2.1电源框图从属部分从机框图如图2.2所示。本研究设计了一种多路无线病房寻呼机，包括发射(从机)部分和接收主机部分。病房内每张床都配有一个不同编号的按钮，用PT2262地址编码，然后通过发射电路发射出去。在发

14、射部分，系统使用dip开关控制数据位(二进制)信息的设置，然后数据位信息通过编码电路进行编码和并串转换，转换成一系列脉冲信号，最后由无线发射电路发射出去。叫人铃或警报铃之按钮叫人铃或警报铃之按钮315MHz射频传输PT2262编码315MHz射频传输PT2262编码图2.2从机框图主机部分图2.3显示了接收显示主机的工作原理框图。从天线接收的信号将直接进入解码电路，解码电路首先将接收信号的地址位与本地地址位进行比较。如果地址位正确，它会将接收到的数据信息发送给MCU，MCU电路会根据接收到的数据进行一系列动作:根据接收到的数据，通过数码管显示相应的床号。并触发音乐报警电路。如果地址位比较有错误

15、，解码电路不会发送任何信息，MCU电路也不会响应。315MHz接收PT2272编码315MHz接收PT2272编码单片机系统时间和床号报警显示音乐闹钟音乐闹钟图2.3接收显示主机框图2.3软件系统方案本设计接收模块的单片机软件主程序流程图如图2.4所示:图2.4主程序流程图3 DC电源3.1原理框图和设计从机使用的+12V DC稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图3.1所示。+电源+整流+滤波+稳压+u1 u2 u3 uI U0_变压器_电路_电路-电路-(一)稳压电源的组成框图u1 u2 u3 uI U00t 0t 0t 0t 0t 0t 0t(b)整流和稳压过

16、程图3.1稳压电源及整流稳压过程组成框图电力变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1转换成整流电路所需的交流电压u2。电源变压器的效率为:其中:是变压器二次侧的电源，是变压器一次侧的电源。因此，在计算二次功率时，可以根据上表计算一次功率。3.1.2整流滤波电路在稳压电源中，通常用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2转换成脉动的DC电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是滤除脉动DC电压u3中的大部分纹波，从而获得更平滑的DC电压UI。UI交流电压u2与有效值U2的关系为:在整流电路中，每个二极管承受的最大反向电压为:流经每个二极管的平均电流为:当输入电压

17、处于交流电压的正半周时，二极管D3、负载电阻RL和D2形成回路，输出电压Vo = v1-VD1-VD3。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D4、负载电阻RL和D1形成环路，输出电压Vo=Vi-VD2-VD4。滤波电容器的工作状态如图。从上面的分析可以看出，二极管桥式整流电路的输出也是一个同方向的脉动电压，但脉动频率是半波整流器的两倍。类似于半波整流输出电压有效值的计算，可以得到桥式整流输出电压有效值Vorsm=0.9Ursm。通过以上分析，我们可以得到桥式整流电路的基本特性如下:桥式整流器的输出是一个DC脉动电压。桥式电路的交流利用率为100%。输出电容桥式整流电路，二极管承受的最大反向

18、电压是交流峰值电压的两倍(电容输出时电压叠加)。桥式整流二极管的负载电流只有半波整流器的一半。在实际应用中，桥式整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。滤波器电路滤波电路由电容、电感等储能元件组成，其作用是尽可能滤除单向脉动电压流的成分，使输出电压成为相对平滑的DC电压。经过二极管整流后，交流电的方向是单一的，但其大小(电流强度)是不断变化的。一般来说，这种脉动DC不能直接用来给无线电设备供电。要把脉动的DC变成波形平滑的DC，我们还需要做一些“填平”的工作，也就是滤波。换句话说，滤波的任务是尽可能地减少整流器输出电压中的波动分量，并将其转换为几乎恒定的DC。电容滤波电路电容是储

19、存电能的仓库。在电路中，当在电容器两端施加电压时，电容器被充电，电能存储在电容器中。当施加的电压丢失(或降低)时，电容器将再次释放储存的电能。充电时，电容两端的电压逐渐上升，直到接近充电电压；放电时，电容器两端的电压逐渐降低，直至完全消失。电容容量越大，负载电阻越大，充放电时间越长。电容带两端电压不会突变的特性正好可以用来承担滤波的任务。本设计采用最简单的电容滤波电路，电容与负载电阻并联，C1接在整流器后面，Z整流电容滤波的工作过程。二极管导通时，显然电容越大，滤波效果越好，输出波形越平滑，输出电压越高。但电容达到一定值后，增加电容对提高滤波效果没有明显作用。通常应根据负载功耗和输出功耗选择最

20、佳电容。负载开路时的输入电压(有效值)输出电压；负载开启时的输出电压；每个灯管承受的最大反向电压；全波整流桥整流器采用电容滤波整流电路，输出电压随电流变化很大，对改变负载非常不利。因为电容的原因，负载能力差。稳压电路当输入电压u1发生波动，负载和温度发生变化时，滤波电路输出的DC电压UI也会随之变化。所以为了保持输出电压UI稳定，需要增加稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时，能使输出的DC电压不受影响，保持稳定的输出。稳压电路一般由集成稳压器和一些外围元件组成。用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单的优点。集成稳压器有很多种类型，三端稳压器广泛应

21、用于小功率稳压电源。根据输出电压的类型可分为固定式和可调式，此外还可分为正电压输出或负电压输出两种。本设计选用固定电压输出调节器。常见的有LM7812系列三端固定正电压输出集成稳压器。引脚1是输入端，引脚2接地到GND，引脚3是输出端。三端是指稳压电路只有三个接地端:输入、输出、接地。型号的后两位数字表示输出电压的稳定值，分别为5V、6V、9V、15V、18V、24V。使用调压器时，要求输入电压UI与输出电压Uo之间的电压差UI-Uo2V。调节器的静态电流io为8ma。当Uo = 5 18V时，UI的最大值UImax = 35V；当Uo=18 24V时，UI的最大值UImax = 40V。稳压

22、电源的设计是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压Uop-p等性能指标，正确确定变压器、集成稳压器、整流二极管、滤波电路所用元器件的性能参数，从而合理选择这些元器件。3.2原理图和实物电源由变压器和整流稳压电路组成。变压器用于将220V交流电压转换为正12V低压交流电压；整流电路用于将低压交流电压整流成脉动电压。脉动电压与滤波电容相连，形成平滑的DC电压。两路DC电压分别送到三端稳压器LM7812的输入端Vin，然后电容起滤波作用，用来滤除导体上的干扰，在输出端形成一个+12V的DC稳压电压给从电路。4无线发射和接收模块病房内每张床都有一个不同编号的按钮，通过PT2262地址编

23、码，再由传输电路的DF数传模块传输。在发射部分，系统使用dip开关控制数据位(二进制)信息的设置，然后数据位信息通过编码电路进行编码和并串转换，转换成一系列脉冲信号，最后由无线发射电路发射出去。从天线接收的信号将直接进入解码电路。解码电路将首先比较接收信号的地址位和本地地址位。如果地址位正确，它会将接收到的数据信息发送到MCU。4.1射频发送和接收模块4.1.1DF数据传输模块考虑到射频电路收发的稳定性，本设计采用射频收发模块实现，其中发射模块的电路原理如图4.1.1.1所示，模块外观如图4.1.1.2所示。图4.1.1.1发送模块电路图图4.1.1.2发送模块外形图测向数传模块工作频率为31

24、5M，采用声表面波谐振器稳频，频率稳定度极高。当环境温度从-25度变化到+85度时，频率漂移仅为3ppm/度。特别适用于多发射一接收的无线遥控和数据传输系统。声表面谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般LC振荡器的频率稳定度和一致性较差。即使采用优质的微调电容，温差和振动也很难保证调谐的频点不会偏移。测向模块中没有编码集成电路，但增加了一个数据调制晶体管Q1。这种结构便于与其他固定编码电路、滚动编码电路和单片机接口，无需考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号的值。例如，当PT2262等编码集成电路用于配对时，其数据输出端的17号管脚可以直接连接到测向数据模块的输入端。数据接收模块接收模块采用315

25、MHz超再生接收模块，其电路原理如图4.1.2.1所示，外观如图4.1.2.2所示。图4.1.2.1超再生接收电路原理图4.1.2.2超再生接收电路外形图测向接收模块的工作电压为5 V，静态电流为4 mA。它是一种超再生接收电路，接收灵敏度为- 105dbm。接收天线最好是25 30 cm的线，可以直立。接收模块本身没有解码集成电路，所以接收电路只是一个组件，只有应用到具体电路上进行二次开发，才能发挥应有的作用。这种设计有很多优点，可以与各种解码电路或单片机配套，所以设计电路灵活方便。其优点是:(1)天线输入端有选频电路，不依赖于1/4波长天线的选频功能。当控制距离很近时，可以缩短甚至移除外部

26、天线。(2)输出端波形比较干净，干扰信号为短针脉冲，抗干扰能力强。(3)DF模块本身的辐射极小，电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。(4)用带骨架的铜芯电感将频率调到315M并密封。与用可调电容调节接收频率的电路相比，温湿度稳定性和抗机械振动能力都有很大提高。可调电容调节精度低，只有3/4圈调节，而可调电感可以多圈调节。可调电容调好后不能密封，因为不管是导体还是绝缘体，各种介质的接近或侵入都会改变电容的容量，进而影响接收频率。此外，当未密封的可调电容器振动时，定子和转子之间发生位移；当温度变化时，定子和转子之间的距离会发生变化。湿度因介质的变化而改变容

27、量；长期在潮湿的环境下工作，也会因定子和转子的氧化而改变容量，严重影响接收频率的稳定性。可调电感可以解决这些问题，因为电感调整后可以密封，绝缘体密封胶不会改变电感。4.2pt2262 2272编解码器电路数据的编码由编码芯片PT2262和解码芯片PT2272实现。PT2262是普成公司采用CMOS工艺制造的低功耗、低价格的通用编解码电路。芯片部分装有振荡器，系统部分包括载波振荡器、定时器、地址解码器、编码脉冲发生器和控制逻辑电路。外围电路简单易用，使得发射电路非常简单。其外形和引脚如图4.2.1所示。图4.2.1发射芯片PT2262外形及引脚图PT2262引脚功能描述:Pin1-Pin6(A0

28、-A5):地址输入，可编程为“1”、“0”、“开路”三种状态。7.Pin8，pin10-Pin13(A6/D0-A11/D5):地址或数据输入端子。引脚1-引脚6用于地址输入，只有“1”和“0”可编程用于数据输入。Pin14(TE):发射使能端，低电平有效。引脚15、引脚16(OSC1、OSC2):外部振荡电阻决定振荡的时钟频率。Pin17(Dout):数据输出端子，代码从该端子串行输出。9.引脚9 (VDD，Vss):电源+，-输入。解码芯片PT2272如图4.2.2所示，其数据输出位根据后缀不同而不同。数据输出有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。图4.1.2发射芯片PT2272外形

29、及引脚图PT2272引脚功能描述:Pin1-Pin6(A0-A5):地址输入，可编程为“1”、“0”、“开路”三种状态。要求与PT2262设置的状态一致。引脚7、引脚8、引脚10-引脚13(D0-D5):数据输出，分为暂存和锁存两种状态。Pin14(DI):脉冲编码信号的输入。引脚15、引脚16(OSC1、OSC2):外部振荡电阻决定振荡的时钟频率。Pin17(VT):输出端，当接收到有效信号时，VT端由低电平变为高电平。9.引脚9 (VDD，Vss):电源+，-输入。4.3芯片PT2262/PT2272的工作原理:4.2.1编码格式图4.2.1PT2262编码时序波形地址码和数据码用不同宽度

30、的脉冲表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”，即地址码的“浮动”。每组单词之间有一个同步码。如果用单片机软件解码，程序只需要判断同步码，然后对后面的字进行脉宽识别。一个字码由12位AD码(地址码加数据码，如8位地址码加4位数据码)组成，每个AD位用两个脉冲表示:两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”，即地址码的“浮动”。PT2262每次至少传输4组字码。只有连续三次检测到相同的地址码和数据码时，PT2272才会将数据码中的“1”驱动到对应的数据输出端为高电平，同时将VT端驱动到高电平。由于无线传输的特点，第一组码

31、非常容易受到零级干扰，往往会产生误码，因此可以丢弃程序。PT2272解码芯片后缀不同，表示功能不同。有L4/M4/L6/M6，其中L表示锁存器输出。只要成功接收到数据，就能保持相应的电平状态，直到下一次遥控数据发生变化。m代表未锁存的输出。数据引脚输出的电平是瞬时的，与发射器是否发射相对应。它可用于类似的点动控制。后缀6和4表示有对于几个并行控制通道，当使用4个并行数据通道时(PT2272-M4)，对应的地址码应为8位，当使用6个并行数据通道时(PT2272-M6)，对应的地址码应为6位。4 . 2 . 2 pt 2262/2272地址码的设置在一般使用中，一般使用8位地址码和4位数据码。此时

32、编码电路PT262和解码电路PT2272的第1 8脚为地址设置脚，有三种状态可供选择:浮空、正电源、接地。3的8次方是6561，所以地址码重复率是6561组。只有发送端PT2262和接收端PT2272的地址码完全相同。例如，如果发射机的PT2262的第二个引脚接地，第三个引脚连接到正电源，其他引脚悬空，那么只要第二个引脚接地，第三个引脚连接到正电源，其他引脚悬空，接收机的PT272就可以成对接收。当两个地址码完全一致时，接收机对应的D1 D4端输出约4V互锁高电平控制信号，VT端也输出解码有效高电平信号。然后这些信号经过三极管放大，可以驱动继电器等负载进行遥控。设置地址码的原则是:同一系统的地

33、址码必须一致；不同的系统可以用不同的地址码来区分。4.4电路原理图:4.4.1发射电路发射电路由12V电池供电。只有按下发射按钮K1，系统才会通电，所以功耗极低。发送器地址A3被预置为全0，而数据线D0-D3由拨号码设置。不同的数据D0-D3对应不同的床号。如4.4.1.1的电路图所示。图4.4.1.1发射电路图4.4.2发射电路接收电路如图11所示。超再生接收模块接收到的信号发送给PT2272解码电路。当PT2272的地址引脚A0-A7与信号中的地址引脚相同时，VT端输出高电平，接收到的信号中的数据送到数据引脚D0-D3。如4.4.1.2的电路图所示。图4.4.1.2接收电路5主机显示模块P

34、T2262解码要解码一个码，首先要知道它的编码方式和时序。在PT262的各类芯片中，4位数据码和8位地址码的通信方式最为常用，其地址编码端口为A0 A7。当控制端连接到低电平时，PT262通过17个引脚连续串行输出其编码串。(4)PT2262编码模式和时序分析要解码一个代码，首先要知道它的编码方式和时序。在PT2262的各类芯片中，4位数据码和8位地址码的通信方式应用最为广泛，其地址编码端口为A0 A7。当控制端接低电平时，PT262通过17脚连续输出其编码串，自动发送一组代码四次。编码器使用不同的占空比和组合来指示不同的状态。(5)单片机解码分析。根据对PT2262编码方式的分析，每按一次发

35、送键，就会发送四次编码，每按一次发送键，就会被一个同步码隔开。然而，由于外部干扰，无线信号的前几个码位很容易丢失。结合这些特点，当你用软件解码时，可以先检查是否收到信号，如果收到，可以去掉第一个编码信号，然后检查5ms的同步信号，从这里开始解码，作为信号的开始5。具体的单片机解码方法是:首先检测同步码，当同步码结束后延时300us，读写状态记为A0，然后检测下一个上升沿，上升沿延时300us，读写状态记为A1。这样，一个代码就被翻译出来了。3.展示设计数字显示是智能仪器不可缺少的一部分，它使显示更加直观。有线监控系统上位机采用LCD显示，便于同时以汉字显示相关数字信息，下位机采用LED显示。它

36、的优点在于可以用几个数码管模拟不同的从机号码，从而显示不同的从机信息6。以往液晶显示单元的控制系统多采用七段数码管显示，在显示大量信息时给用户带来了极大的不便。而液晶显示器具有许多其他显示设备无法比拟的优点，如功耗低、体积小、重量轻，广泛应用于便携式仪器和低功耗电子产品中。液晶显示器可分为段式、字符式和点阵式。其中，段液晶和字符液晶只能用于字符以下的简单显示，不能满足图形曲线和汉字显示的要求。点阵液晶显示器不仅能显示字符和数字，还能显示各种图形、曲线和汉字，便于人机对话，显示测量和加工结果，并能实现上下左右滚动、闪烁等功能。应用非常广泛。本系统采用锐特电子生产的12232F液晶显示器。有819

37、2个16*16点阵汉字库和128个16*8点阵ASCII字符集图形点阵液晶显示器，主要由行驱动器/列驱动器和128 * 32全点阵液晶显示器组成。可显示图形和7.52 (1616点阵)汉字，与外部CPU接口并行控制。12232F点阵液晶模块与AVR微控制器的接口电路有两种:直接控制模式和间接控制模式7。通常，间接控制方法不需要在LCD模块和微处理器之间添加其他硬件和电器。时序转换和适配由微处理器利用软件模拟T6963C的时序来完成。灵活，不限制微处理器时钟频率，但程序效率略低，占用微处理器端口较多。一般来说，它常用于较简单的微处理器系统。间接控制模式的典型接口电路如图3.5所示。其中12232

38、F的数据线DB0DB7接Atmega16的PB口，RS控制管脚接PC0管脚。RS = H ，表示DB7DB0为显示数据；RS = L ，表示DB7DB0为显示指令数据。R/W控制端子连接到PC1引脚，R/W =“H”和E =“H”。数据读入DB7DB0，R/W = L 和E = H L ，DB7 DB0的数据写入IR或DR，E为使能信号，由MCU的PC2引脚控制。该电路中的点阵液晶模块独占Atmega16对应的端口线，与其他硬件电路和地址无关。所以CS端可以直接接地，RP是对比度调节电位器，R1和C1组成上电复位电路，C2和C3是电源滤波器。图12232F与单片机的典型接口电路1232液晶显示

39、器的软件设计从底层开始，逐步完善，最终完成显示一个码区的数据功能。即从向LCD发送一个字节的数据或指令开始，逐渐上升，最后以指定的起始列和固定高度的图形指针绘制图形。而汉字和数字字符都是通过“画”这样的图形而获得的。初始化程序图3-6 LCD初始化流程图图3-7 LCD繁忙判定流程图LCD驱动主要是通过操作单片机的端口线来满足LCD模块的时序要求。在LCD模块显示信息之前，必须对其进行初始化。程序流程图如上图3-6所示。B.芯片忙判断子程序芯片忙判断是本系统读取LCD的唯一子程序。使用读取状态指令读取当前LCD的状态，以确定LCD是否繁忙。芯片繁忙确定的过程如图3-7所示。读取的数据与0X80

40、进行AND运算，直到结果为0(不忙)，即等待状态指令中读取的BUSY位(D7)为0，表示芯片不忙。4.语音报警电路报警用的是公司最新的单片60秒模拟语音录放芯片APR9600。它是一种新型的语音电路，音质低，不怕断电，可反复录放。它可以录制和回放60秒。其运行方式为串行控制和并行控制。串行控制可分为256段以上，并行控制最多可分为8段，具有分段管理方便、多路控制电路简单、采样速度和录放时间可调等多种功能【我们选择它作为报警系统，可以清晰听到报警信号。3.1.2各站原理框图1.主机原理框图图3-8显示AT89C51由键盘1控制。当一个键被按下时，它被传送到AT89C51。同时，AT89C51接收

41、来自无线信号接收系统的信号。此时，AT89C51将信号传输到LCD上显示，并通过RS-232接口发送到PC机上，还可以发送到语音报警电路进行报警。显示显示LCD听筒的数字1个键盘控制无线信号接收系统AT89C511个键盘控制无线信号接收系统AT89C51RS-232接口个人电脑RS-232接口个人电脑语音报警电路语音报警电路图3-8主机原理框图2.从机检测原理框图在图3-9中，AT89C51由键盘2控制。当机器发生故障时，按下按钮，它将被发送到AT89C51。这时AT89C51会分三部分工作，一部分送LED显示，一部分无线信号传输，一部分蜂鸣器报警。发光二极管显示器发光二极管显示器无线信号发射

42、电路无线信号发射电路2键盘控制AT89C512键盘控制AT89C51警报器警报器图3-9从机原理框图3.2单片机软硬件设计3.2.1从机的设计硬件设计如图3-10所示。图3-10硬件电路设计 Figure 3-10 Hardware Circuit Design注:从机部分采集信号有三种方式，硬件电路基本相似。1.软件设计。该系统的从机部分主要采用89C51单片机控制无线信号的采集和发射。软件流程如图3-11所示。2.采样数据滤波算法在本设计中，无线数据信号采集软件采用可变采样次数的算术平均滤波算法。根据我们的实验测试，当按键响应变化较大时，信号检测值的测试误差较大；当按键响应变化较小时，测试

43、误差较小。因此，在测试软件编程时，我们采用可变采样次数的数字滤波技术。即当测量数据变化较大时，采用采样次数较多的算术平均算法，而当数据变化不大时，采用采样次数较少的算术平均算法，从而获得准确的关键值和较快的检测速度，为控制提供准确的依据。提高了控制精度。主机设计采用89C51单片机实现监控功能。无线接收模块接收检测到的实时数据信息。显示点阵液晶显示器(240128)可以显示汉字。其工作模式包括定点和巡视检测，可以显示从机号码和从机传来的应答数据。巡检时，可任意设置要查询的从机数量、个数和数据值。当收到从机报警信号时，可以语音报警，并显示相应的从机号码，可以解除报警。在硬件方面，扩展了一个74L

44、S244用于键盘输入，扩展了一个74LS273控制语音芯片根据不同需求进行语音提示。74LS138是地址解码电路。荣达MP系列打印汉字的迷你打印机具有超小体积、超低功耗、工作稳定可靠、打印速度快、操作简单、连接方便等优点10。主机电路包括高频传输。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2051base%20%20%20%20/my/tag_22359a27169/ t _blank 模块、超级载波接收模块、数码显示驱动模块、键盘扫描、声光报警、复位电路等。待机状态下，数码管显示全零，声光报警电路不工作。当病人按下安装在床边的从按钮时，安装在护士站的主机接收到

45、信号后会发出三声“嘟嘟”的提示音，同时led会亮起，数码管会显示病人的床号和呼叫次数，医生或护士会根据显示的床号进行治疗和服务。主机具有记忆最近呼叫的9组床号及其呼叫时间的功能。AT89C51具有全双工异步串行通信接口，可用作UATR(通用异步收发器)或同步移位寄存器。在本系统设计中，UATR是串行工作模式1。当MCU工作在串行通信模式时，串口检测到从“L”到“0”的跳变时，开始串行接收，在非串行通信期间，MCU的输出为“1”。因此，需要在发射电路之前和接收模块之后增加一个非门，防止发射电路在不通信时一直处于发射状态，同时满足MCU的串行通信要求，保证MCU能够正常发送和接收数据。所需的数据信

46、号从AT89C51的11针输出经逆变后送至433MHz高频发射电路进行发射。高频发射电路采用声表面波谐振器来稳定频率， HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2051base%20%20%20%20/my/tag_-32515a24615/ t _blank 性能稳定，无需任何调试即可正常工作。由于高频接收电路易受干扰，调试困难，而商用成品接收模块性能稳定， HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2051base%20%20%20%20/my/tag_26684a20215/ t _blank 价格低，所以本系统采用成品接收模

47、块，这个接收模块接收到的信号反相后送到AT89C51的10个管脚进行解码。图3-11系统流程图具体硬件电路如图3-12所示。图3-12(a)系统的总体框图图3-12 (b) APR9600封装模块主从机之间的通信方式采用无线信号收发模块，具有稳定性高、抗干扰能力强、灵敏度高等优点。采用SMT技术，选用优质名牌阻容，配合声表面波谐振器稳频，使其性能在恶劣环境下也能显示出优势。满足设计要求11。通信协议如下:9BH-FFH主机接收1号-100号从机的数据信息。00H-64H 1-100奴隶警察释放令软件流程图开始部分初始化显示子程序开始部分初始化显示子程序按键识别子程序有按键吗？工作、车站选择模式

48、处理故障号解决警察巡逻选择普通Y图3-13主程序流程图2.子程序流程图(工作部分)图3.14子流程映射第四章主机系统设计仪器是人类认识世界的基本工具，是信息社会人们获取信息的主要手段之一。电子仪器发展至今，经历了指针式仪器、模拟仪器、数字仪器、智能仪器、个人仪器和虚拟仪器的发展阶段。随着电子技术、计算机技术和网络技术的快速发展及其在电子测量技术和仪器领域的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域和新的仪器结构不断涌现，电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化，其中计算机处于核心地位12。计算机技术与测试系统的紧密结合形成了一个有机的整体，使仪器的结构概念和设计观点发生了突破性的变化。在上述

49、背景下，出现了一种新的仪器概念虚拟仪器。4.1虚拟仪器所谓虚拟仪器技术是指用户在通用计算机平台上根据测试任务的需要定义和设计仪器的测试功能，实际上只是充分利用计算机实现和扩展了传统的仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法，代表了未来测量仪器和自动测试系统的发展方向。虚拟仪器的“虚拟”一词主要包括以下两种含义:(1)虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪表板上的各种“图标”与传统仪表板上的各种“设备”具有相同的功能。传统仪表盘上的设备都是“实物”，靠“手动”和“触摸”操作；虚拟仪器的前面板是一个图标，其外观与真实物体相似。每个图标的动作，如“开”、“关”

50、、“放大”等，都是由用户操作电脑鼠标或键盘来完成的。因此，设计虚拟仪器的前面板就是将需要的图标放置在前面板设计窗口中，然后设置图标的属性。(2)通过编写图形化软件流程图，实现了虚拟仪器的测量功能。虚拟仪器以PC机为核心的硬件平台为支撑，通过软件编程实现仪器的功能。因此，通过具有不同测试功能的软件模块的组合，可以实现各种测试功能。4.1.1虚拟仪器的特点1.传统的面板只有一个，上面排列着各式各样的显示和操作元件，容易导致很多识别和操作错误。虚拟仪器可以通过多个子面板实现更复杂的功能。这样就可以在每个子面板上实现功能操作的简化和面板布局的简化，从而提高操作的正确性和便捷性。同时，虚拟仪表板上显示元

51、素和操作元素的类型和形式不受“标准件”和“加工工艺”的限制。它们是通过编程实现的。设计师可以根据用户的认知需求和操作需求来设计仪表盘。2.经硬件平台确定后，软件代替传统仪器中的硬件共同完成功能。3.仪器的功能是由软件根据用户的需求来定义的，而不是厂商事先定义的。4.仪器性能的提升和功能的扩展只需要更新相关的软件设计，而不需要购买新的仪器。5.与传统仪器相比，开发周期大大缩短。6.虚拟仪器具有开放性、灵活性，可以与计算机同步开发，并与网络和其他外围设备互联。4.1.2虚拟仪器的基本工作原理工作过程如下:首先，用户通过虚拟仪表盘设置好仪器功能、测量范围、频段等工作参数后，启动仪器进行测量。在计算机

52、的控制下，仪器对被测对象进行调理和采集，然后转化为数据。计算机处理后，结果由用户显示、阅读或打印。被测对象被测对象调理和收集促进考试软件电脑和配件(控制、治疗)用户键盘显示读出键入仪器驱动器(机器-机器接口)用户界面(人机界面)图4-1虚拟仪器的基本组成因此，虚拟仪器的基本组件应该包括13:(1)用户(人机)界面部分该部分完成人机对话的参数设置和结果显示功能。其硬件包括鼠标、键盘、显示器、打印机、绘图仪等。，其软件具有用户界面。(2)信号(机-机)接口部分该部分完成信号调理和数据采集功能。其硬件主要由测量仪器的模拟电路组成。因为测量的对象是多种多样的，有些还是非电的物理量，化学量，生物量等。，

53、由于这些被测对象千差万别，采集前通常要进行非电量到电量(各种传感器)、幅度(放大、衰减)、频率(混频、检波、滤波)、阻抗(高阻、低阻、匹配)、隔离、激励的转换。另外，信号接口部分通常包含D/A转换、定时/计数、数字I/O等功能模块，这部分软件称为仪器(或设备)驱动程序。(3)控制和处理部分。硬件部分包括各种高性能计算机(笔记本电脑、pc机、工控机、工作站等。)和配件。软件是控制、分析和处理程序。4.2 LabVIEW语言LabVIEW是美国国家仪器公司(NI)的创新软件产品laboratory virtual instrument integration environment的简称，是目前应

54、用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。LabVIEW软件的特点如下:采用图形化编程模式，设计人员不需要用文本格式写任何代码，是真正的工程师语言。为数据收集、分析和存储提供丰富的库函数。提供设置断点、单步运行等程序调试的传统手段，提供独特的执行工具，是程序的动画运行，有利于设计人员观察程序运行的细节，使程序的调试和开发更加方便。32位编译器生成32位编译器，以确保用户数据采集、测试和测量方案的高速执行。它包括PCI、GPIB、PXI、VXI、RS232/485、USB等各种仪器通信总线标准的所有功能。，让不了解总线标准的开发者可以用不同的总线标准驱动不同的接口设备和仪器。为外部代码

55、或软件提供大量的机制，如DLL(动态库)、DDE(共享库)、Activex等。它具有强大的互联网功能，支持常见的网络协议，有利于网络远程测控仪器的开发。虚拟仪器与传统仪器的比较:传统仪器:仪器厂商定义，硬件是关键，价格昂贵，技术更新慢(5-10年)，系统封闭，规模固定，开发维护成本高，功能单一，维护不便。虚拟仪器:由用户自己定义，软件是关键，价格低，可重复使用，技术更新快(1-2年)，是一个开放的系统，可以很容易地与外设、网络等连接。规模和功能可任意修改、增减，开发和维护成本低，智能化、多功能、可远距离传输。在虚拟仪器系统中，硬件用来解决信号的输入和输出，软件是整个仪器系统的关键。虚拟仪表板空

56、间对应于已经设计好的软件程序。使用时，用户只需将代表软件程序的图形控件保持在窗口中的相应位置，然后将所有图标连接起来，就构成了一个虚拟仪器系统。虚拟仪器是基于标准化、系列化、模块化、模块化的软硬件平台，综合运用计算机软件技术、智能测试技术、触摸板和总线标准化技术、数字信号处理技术、图形处理技术和高速ASIC制造技术的完全开放的系统。由于虚拟仪器具有上述优点，本控制系统采用虚拟仪器语言来设计系统的前面板。LabVIEW是一个革命性的图形开发环境。具有信号采集、测量分析和数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，在保证系统灵活性的同时为您提供强大的功能。LabVIEW在同一环境中集成了广泛的数据采

57、集、分析和显示功能，因此您可以在自己的平台上无缝集成一整套应用方案。数据采集:LabVIEW是一个开放的开发环境，用户可以很容易地将其与任何测量硬件连接。LabVIEW的交互式测量助手、自动代码生成和与数千台设备的轻松连接使完成数据采集变得如此容易。LabVIEW可以快速收集和生成来自插件板、USB接口设备和以太网系统的信号。这些I/O功能结合了用于测量和分析的特殊数据类型和VI程序，旨在尽可能快地从物理传感器获得测量数据。包括采用NI-DAQmx技术的LabVIEW HYPERLINK ./%20%20%20%20:/volt.ni%20%20%20%20/niwc/daq/ni_daq.j

58、sp DAQ驱动软件。缩短编程时间并减少繁琐的布线-对于大多数 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/ni%20%20%20%20/dataacquisition/ 数据采集硬件交互式向导和自动LabVIEW代码生成都可以使用。4.3传输数据格式当单片机和接收模块工作时，用户通常可以定义传输协议。无论采用何种调制方式，要传输的信息码的格式都非常重要，它将直接影响数据传输和接收的可靠性。常见的信息码格式为:前导码+同步码+数据帧。前导传输时间应大于10 ms，以避免背景噪声，因为接收模块接收到的数据的第一位容易受到干扰(即零电平干扰)，导致数据错误。因此，在发送同步码之前添加一些前

59、导码，以抑制零电平干扰。同步码主要用于区分前导和数据，具有一定的特性，使得软件可以通过一定的算法识别同步码，同时为接收数据做准备。帧是要传输的信号。本系统采用单片机串行通信，数据一次发送四帧。第一帧是8位全0码，第二帧是8位全1码，两帧数据是前导码。实践证明，它能很好地抑制零级干扰。第三帧是8位同步码，256组不同的呼叫系统由不同的同步码组成。第四帧中的八位代表256个不同的床号。经过软件比对，发现在接收同步帧和数据帧之前，接收到的前两帧都是0码和L码。软件判断同步帧数据是呼叫系统的同步码，然后对数据帧进行解码，显示床号和呼叫次数，并进行声光报警。4.4系统界面1.数字显示实时趋势图控件以一次

60、一个点或多个点的形式接收数据。在右键弹出的选项中，有一个数字指示器，直观的显示最新显示数据的大小。如果有多个波形，每个波形可以有一个相应的数字指示器。2.滚动条实时趋势图控件有一个数据缓冲区。如果要显示滚动条，请在右键弹出选项中选择它。当此选项有效时，实时趋势图控件可以使用滚动条查看缓冲区前后任何位置的数据波形。3.波形刷新模式在实时趋势图空间中，有三种不同的方式来刷新波形。4.多层图默认情况下，实时趋势图控件将在同一个纵坐标下显示多条波形曲线。如果这些测量信号在大小和周长上有较大差异或者显示尺寸不同，那么在同一个纵坐标下，信号显示可能不匹配。针对这种情况，实时死土控制特别提供了多层图形选项，