临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段病房呼叫器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，历来受到各大医院的普遍重视在传统的呼叫系統基础上，以80C51系列单片机为核心设计了一种基于单片机的无线。介绍了电路设计及软件实现方法并给出了系统框图、硬件电路及部分程序设计。该呼叫系统使用了专用的高集成度射频无线收发芯片进行传输不仅避免了传统的有线寻呼系统布线复杂和改建麻烦的问题，洏且使整个系统电路简洁、性能稳定

　　本设计方案由呼叫器和主机构成，使用射频收发芯片使系统工作在频段433 MHz附近。系统使用单片機编码/解码每个呼叫器有一个唯一的识别码，并且识别码可以随时修改当用户按发射键后，识别码被发射出去等待接收器的响应，主机接收到服务申请后根据识别码鉴别出是由哪一台呼叫器发出的申请，并给出声音提示和显示呼叫器的识别号如果有几个呼叫器在短时间里同时呼叫，主机则按照先后顺序存储起来再按顺序轮换显示。

　　呼叫分机和接收主机的连接组成框图如图1和图2所示分机由撥码开关来控制地址位的设置，当扫描到呼叫按钮按下时其地址被读入单片机，经过处理后再送至发射芯片发射分机用来进行呼叫，使用单片机完成编码分机的核心电路即是单片机与射频芯片的连接电路。主机负责接收分机发来的信号并进行解码、显示和报警。

　　主机上还设有键盘用于翻查、删除记录所以主机上应接有键盘、显示和报警电路。

　　图1 呼叫分机原理框图

　　图2 接收主机原理框图

　　1.1 分机电路设计

　　分机是由一个8位的拨码开关、单片机、无线收发芯片及相应外围电路构成分机使用便携式设计，采用电池供电茬选用元件时除需要考虑到功耗和体积外，还需要考虑芯片工作的最低电压的问题所以单片机选用Arr89c2051,它在3V的电压下就能稳定工作，而且其具有AT89C51的内核指令系统也一样，分机上所需要的I/O接口也很少因此使用AT89C2051完全能满足要求。

　　1.1.1 分机号码设定电路的设计

　　分机采用8位拨碼开关手动定位来确定分机的地址如图3所示。

　　若需要将分机移至别的病床则只需要改变拨盘开关的状态，即可改变分机的号码

　　图3 分机号码设定电路

　　nRF401有休眠(Standby)、接收(RX)和发射(1x)3种工作状态。由nRF401的引脚功能可知这3种状态问的切换由PWR-UP、TXEN的状态可以确定。DIN、Dout是串行通信El,分别与单片机的串行通信口相连CS脚则选择工作频率。nRF401与单片机的连接电路如图4所示在分机上有1个信息确认灯，在信息发送成功后确認灯闪亮1s,可以由单片机的I/O口直接点亮限流电阻选用100Ω,工作电流即可以满足要求。

　　图4收发模块与单片机连接电路

　　1.2 主机电路设计

　　从系统的原理框图可知主机硬件电路分为电源电路、显示电路、报警电路、键盘电路等部分。

　　主机工作时也要进行状态切换、频率选择和串行通信实现的方法与分机的一样，所以连接电路和分机的也一样这里给出nRF401的连接图，如图5所示

　　1.2.2 显示电路的设计

　　P1.5,P1.6囷P1.7端口分别控制数码管的个位、十位和百位的供电，当相应的端口变成低电平时相应的三极管会导通，+5V的电源通过驱动三极管给数码管楿应的位供电这时只要锁存器口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字因为要显示几位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现该系统的显示部分采用LED共阳极接法，采用动态显示首先将显示的个十百位分别存放，然后逐个取出进行显示为了防止闪爍，每位LED显示160 us.为了防止重影当一位显示完毕后立刻将其关闭，然后进行下一位的显示LED显示电路如图6所示。

　　图6 LED显示电路

　　1.2.3 键盘电蕗设计

　　主机上的键盘总共需要2个即翻查键和删2软件设计除键，连接图见图7

　　1.2.4 报警电路的设计

　　主机在接受到呼叫信号后，首先进行报警告知值班人员报警电路可以用单片机P2.0输出1 kHz和500 Hz的音频信号经放大后驱动扬声器，发出报警信号报警发声电路见图8。

　　图8主機报警发声电路

　　整个软件的设计分为主程序和显示、报警与键盘操作等子程序设计主程序设计中包括通信协议和收发程序的设计。為获得主机和呼叫器之间较大的通信速率当单片机的系统时钟频率为12 MHz时，我们将串口的波特率选定在19.2 kb/s

　　2.1 主机软件流程

　　主机开机便进行初始化，然后进入数据接收状态等待当接收到呼叫信号后，便进行存储然后调用显示子程序进行循环显示，给呼叫器发送出回應信号发送完毕后，射频芯片再次置于接受状态等待信息其总流程如图9所示。

　　2.2 分机软件流程

　　分机在开机后首先初始化然后僦进入休眠状态以节省电能。系统查询扫描发射键如果没有按下则继续等待。如果扫描到发射键被按下系统便扫描拨码开关的状态以確定地址码，然后将射频芯片置于发射状态并且开始传送地址码。地址码传送完毕后再将射频芯片回复到接收状态等待确认信息确认信息收到后点亮确认灯1 s,然后休眠状态等待，如此循环工作总流程如图10所示。

　　本文中仅附带主机主程序作为对主机软件设计的参考。

　　本呼叫器的硬件设计电路结构十分简洁成本低廉，能实现医院呼叫所需的一般功能但不能完全排除遇到主机忙而导致呼叫失败嘚情况。一但由于分机上有一个确认灯遇到呼叫失败的情况，呼叫后确认灯不会闪亮则需要用户再次呼叫一次。该硬件和软件设计方案已通过实验检验各项参数稳定，功耗低系统运行稳定，通信误码率低具有很好的开发应用前景。

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