毕业设计论文-基于51单片机病床呼叫系统的设计

毕业设计论文-基于51单片机病床呼叫系统的设计内容摘要：

时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 XXXXXXXX 学院（论文） 9 单片机最小原理图如图 222 所示。 图 222 单片机最小 系统 单片机最小系统说明： 时钟信号的产生：在 MCS51 芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，其输出端为引脚 XTAL2。 而在芯片的外部， XTAL1和 XTAL2 之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟振荡电路。 时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。 一般地，电容 C2 和 C3 取 30pF 左右，晶体的振荡频率范围是。 XXXXXXXX 学院（论文） 10 如果晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机的运行速度也就快。 单片机复位使 CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下，并从这个状态开始工作。 单片机复位条件：必须使 9 脚加上持续两个机器周期（即 24个振荡周期）的高电平。 液晶 显示电路 LCD1602 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图 223 所示： LCD1602 的主要技术参数： 显示容量 :16 2 个字符 芯片工作电压 :— 工作电流 :() 模块最佳工作电 压 : 图 223 LCD1602 尺寸图 XXXXXXXX 学院（论文） 11 字符尺寸 : (W H)mm 引脚功能说明 LCD1602 采用标准的 14 脚（无背光）或 16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如图 224 所示 : 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源 正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 图 224：引脚接口说明表 第 1 脚： VSS 为地电源。 第 2 脚： VDD 接 5V 正电源。 图 224 引脚接口说明 XXXXXXXX 学院（论文） 12 第 3 脚： VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K的电位器调整对比度。 第 4 脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和 R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 LCD1602 的指令说明及时序 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如 图 225 所示： 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * XXXXXXXX 学院（论文） 13 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM 或 DDRAM读 数 1 1 读出的数据内容 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说明： 1 为高电平、 0 为低电平） 指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 图 225 控制命令表 XXXXXXXX 学院（论文） 14 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平 表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。 指令 7： 字符发生器 RAM 地址设置。 指令 8： DDRAM 地址设置。 指令 9： 读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 LCD1602 的 RAM 地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认图 226 LCD1602 内部显示地址 XXXXXXXX 学院（论文） 15 模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。 要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，图 226 是 1602 的内部显示地址。 例如第二行第一个字符的地址是 40H，那么是否直接写入 40H 就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢。 这样不行，因为写入显示地址时要求最高位 D7 恒定为高电平 1 所以实际写入的数据应该是 01000000B（ 40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。 每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。 1602 液晶模块内部的字符发生存储器（ CGROM）已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“ A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们 就能看到字母“ A”。 图 227 液晶显示 电路 XXXXXXXX 学院（论文） 16 按键输入电路 按键是由一组按压式或触摸式开关构成的阵列，是一种常用的输入设备。 键盘可分为编码式键盘和非编码式键盘两种。 ，这种键盘所需程序简单，但硬件电路复杂、价格昂贵通常不被单片机系统采用。 ，其硬件逻辑与按键编码不存在严格的对应关系，而要由所用的程序来决定。 非编码键盘的硬件接口简单，但是要占用较多的 CPU 时间，通常采用可编程键盘管理芯片来克服这个缺点。 本设计 使用两种按键，一种是按键式非编码键盘和轻触式非编码开关。 在接线时由于有四个引脚，连接时需要用万用表进行测量，然后接通两个引脚，原理图如下。 要进行数据的计算就必须先进行数据的输入，也就必须确定按键输入的数值是什么，这就需要对键盘进行扫描，从而确定究竟是哪个键按下。 XXXXXXXX 学院（论文） 17 图 228 按键电路 报警电路 考虑到该系统是用于医院里的，告警声音必须够响亮却不刺耳，不那么令人心烦，本设计病床呼叫控制系统的声音告警电路采用蜂鸣器发声音；又考虑到直接接单片机I/0 口可能驱动电流不够大的问题，采用三极管驱动 蜂鸣器发声。 图 229 报警电路 XXXXXXXX 学院（论文） 18 第三章 软件设计与分析 软件设计的组成 在程序设计过程中，为了有效地完成任务，把所要完成的任务精心的分割成若干个相互独立但相互又仍可有联系的任务模块，这些任务模块使得任务变得相对单纯，对外的数据交换相对简单，容易编写，容易检测，容易阅读。