单片机课设报告.docx

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单片机课设报告

单片机原理与接口技术

课程设计报告

课程设计名称：

医院住院病人呼叫器设计

学院:

信息工程学院

班级：

通信0802班

：

马滔

学号：

2008001307

同组人：

童辉

一、课题名称及设计技术指标

1）课题名称

医院住院病人呼叫器设计

2）设计技术指标

1）能同时检测8个床位的病人呼叫

2）显示病人呼叫总数

3）循环显示呼叫病人的床号

4）可以暂停显示

5）具有重新显示功能

6）在复位电路的作用下，复位单片机

7）使暂停功能的优先级高于重显功能，重显功能优先级高于定时功能

二、总体方案设计与论证

本方案选用80c51单片机，P1口依次连接病人床位，实时检测P1口的信号。

若与前一次的信号不一样，则判断端口是否为0。

如果没有病人呼叫则关蜂鸣器；如果有病人呼叫打开蜂鸣器提示一户人员，统计病人总数同时显示总数，统计病人床位并保存。

开启定时器进行循环显示床号，在显示的空闲时间继续检测P1口的端口状态。

如果有病人呼叫或者呼叫结束重新开始统计总数和床号，显示床号和总数。

重新显示时，只循环显示一次床号和总数。

利用外中断1实现中断跳转执行重显程序。

暂停功能，用外中断0引入，通过检查P3.3的值结束暂停。

使用74ls373锁存器驱动七段数码管显示器，可以不用单片机实时刷新七段数码管显示。

通过输出码表中的值显示相应的数字。

51单片机拥有5个中断源，其中两个定时/计数器中断，两个外部中断。

能够实现上述对单片机的控制功能。

同时可以通过设定PI寄存器的值设定优先级。

本方案可以通过加入接口扩展芯片，扩展检测病人数量。

同时加入T1中断后可以实现多种蜂鸣声音报警。

具有很强的扩展能力。

具体思路详见程序流程图

三、程序设计及调试

在waves6000按照流程图依次编写主程序、T0中断程序、暂停程序和重新显示程序。

进行编译调试。

程序附在最后

程序流程图如下

1）主程序：

2）T0中断：

3）暂停程序：

4）重新显示中断：

四、电路设计及器件选择

1）电路设计主图

2）器件清单

器件名称

80c51单片机

晶体管

蜂鸣器

电阻

七段数码管

电容

开关

220v交流电或者5v直流电源

3）器件简介

80C51

80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（PUSH）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。

采用40引脚双列直插式DIP（DualInLinePackage），有128个RAM单元及4K的ROM。

80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。

80C51部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。

由于80C51的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟，故采用来作为控制核心。

选型表

　　特性

　　y80C51核心处理单元

　　4k字节FLASH89C51X2

　　8k字节FLASH89C52X2

　　16k字节FLASH89C54X2

　　32k字节FLASH89C58X2

　　128字节RAM89C51X2

　　256字节RAM89C52X2/54X2/58X2

布尔处理器

Vss（20脚）:

接地

VCC（40脚）:

主电源+5V

XTAL1（19脚）:

接外部晶体的一端。

在片它是振荡电路反相放大器的输入端。

在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。

XTAL2（18脚）:

接外部晶体的另一端。

在片它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。

若需采用外部时钟电路，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。

RST（9脚）:

单片机刚接上电源时，其部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET）

PSEN（29脚）:

在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。

CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。

不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。

PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。

我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。

ALE/PROG（30脚）:

在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。

CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。

不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。

PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。

我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。

EA/VPP（31脚）:

当EA端输入高电平时，CPU从片程序存储器地址0000H单元开始执行程序。

当地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。

当EA输入低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。

在对87C51EPROM编程时，此引脚用于施加编程电压VPP。

输入/输出引脚：

（1）P0.0—P0.7   （39脚—32脚）

（2）P1.0—P1.7  （1脚—8脚）

（3）P2.0—P2.7  （26脚—21脚）

七段数码管

蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、机、定时器等电子产品中作发声器件。

；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

蜂鸣器的结构原理

1．压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。

　　多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。

当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

　　压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电瓷材料制成。

在瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

　　2．电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

　　接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

复位电路

电源电路

五、电路仿真

采用PROTEUS仿真软件效果非常好。

六、调试运行及结果

当床2和4开关按下去后总数显示为2，蜂鸣器报警。

循环显示床号2、4.。

当按下显示开关，开始重新显示，显示完后继续主程序的执行。

当按下暂停按键，暂停显示，数值保持不变。

关闭床2的开关后重新显示总数和床号1与4。

当全部关闭后，蜂鸣器关闭，显示总数为0，床号为0。

与设计技术要求相符。

七、课设心得

医院住院病人呼叫器作为单片机实际应用的一个例子，在日常生活中发挥着非常重要的作用。

从此可以看出单片机在日常生活中得到广泛的运用。

要实现意见具体的事件判断和做出反应，实现自动化。

万事开头难。

选定课题后，确定方案的时候让人很头痛。

由于以前学习过汇编语言，所以对汇编语言没有多大困难。

主要是算法的确定。

通过查阅资料和自习阅读教材深刻体会单片机硬件运行原理后，思路逐渐清晰。

记得花了两个晚上构思出整体算法，画出流程图。

流程图在编写程序时非常必要。

它可以明确思路，便于对程序进度的把握。

在画流程图时选定各个端口的功能和相应器件的选择。

这个过程是同步进行的。

通过这次编程提高了我的编程能力和是通过程序对外部器件的控制。

硬件电路设计。

由于采用锁存器驱动数码管的显示，这样就不用单片机实时刷新，只有当有改变时才更新数据。

一些经典电路，如：

电源和复位电路，我是通过查阅得到的。

由于使用PROTEUS软件不是很熟练，在电路设计的过程中又学习了该软件的使用。

熬夜设计电路，是我第二天成为熊猫超人，但当最后电路仿真的结果出现在眼前时，一切的付出都是值得的。

与童辉的合作使得课设的进度大大加快，互相补充思路的缺陷。

设计电路选择器件。

这次课设恰逢“考试周”，所以时间不多，做的还不够好。

还可以对本设计进行扩展，如：

采用无线通信，检测更多床位，通过驱动多媒体部件实现更多的功能。

课设就是一次工业设计，从项目建立、方案确定、程序编写、硬件电路设计到最后产品的完成。

单片机的课设，我收获了很多，对单片机的认识更加透彻，感受了它在实际生活中的运用。

付出就有回报。

八、参考资料

1）《单片机原理与接口技术》牛昱光主编

2）《微型计算机原理与应用》学坚周斌编著

九、源程序代码

主程序：

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG0003H

LJMPPAUSE

ORG000BH

LJMPDINGSHI

ORG0013H

LJMPSHOW

ORG0030H

MAIN:

;显示编码初始化

MOV40H,#3FH

MOV41H,#06H

MOV42H,#5BH

MOV43H,#4FH

MOV44H,#66H

MOV45H,#6DH

MOV46H,#7DH

MOV47H,#07H

MOV48H,#7FH

MOVTMOD,#01H

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

SETBEA;开中断，并设定优先级

SETBET0

SETBEX0

SETBIT0

SETBPX0

SETBPX1

MOVR7,#00H

MOVR4,#00H

MOVR1,#21H

SAO1:

MOVR5,P1

MOVA,R5

CLRC

SUBBA,R7

JZSAO1

BTAO:

MOVA,R5;检测到变化时，进行下一次重复判断显示

MOVR7,A

JNZNOSO

CLRP2.7;关蜂鸣器

SETBP2.1;显示总数0

MOVP0,#3FH

CLRP2.1

SETBP2.2;显示床号为0

MOVP0,#3FH

CLRP2.2

AJMPSAO1

;JIZONGSHU

NOSO:

MOVR2,#8

MOVA,R7

JI:

ANLA,#01H

JZNOJI

INCR4;加总数

MOV31H,A;保存A中的值

MOVA,#9H

CLRC

SUBBA,R2

MOVR1,A;床号

INCR1

MOVA,31H;恢复A

NOJI:

RRA

DJNZR2,JI

;总数显示

MOVA,R4

ADDA,#40H

MOVR0,A

SETBP2.1

MOVP0,R0

CLRP2.1

SETBP2.7;开蜂鸣

MOVTMOD,#01H;T0初始化

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

MOVR1,#21H

SETBTR0;启动T0

SMO:

MOVA,R1;床号显示

ADDA,#40H

SETBP2.2

MOVP0,A

CLRP2.2

MOV33H,#00H;初始化中断返回标志,

JCE:

MOVA,33H

CJNEA,#00H,SM0;T0中断返回显示床号

MOVR5,P1

MOVA,R5

CLRC

SUBBA,R7

JZJCE

CLRTR0

LJMPBTAO;检测到变化，跳至开始重新判断显示

;;;;;;;主程序结束

暂停程序：

;;;;PAUSE

ORG0900H

PAUSE:

CLRTR0

CLREA

PUSHPSW

PUSHACC

MOVC,P3.3;检查P3.3是否恢复为0

NCH:

JNCNCH

POPACC

POPPSW

SETBEA

SETBTR0

RETI

T0中断程序：

;;;;;;;T0中断

ORG0A00H

DINGSHI:

PUSHPSW

PUSHACC

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

MOV33H,#01H;中断返回标志

MOVA,R4

ADDA,#20H

MOV32H,A

MOVA,R1

CJNEA,32H,BUXUN;如果显示到最后一个床号则循环显示

MOVR1,#21H

AJMPTC;循环开始显示I

BUXUN:

INCR1

TC:

POPACC

POPPSW

RETI

重新显示程序：

;;;;;;;;SHOW

ORG0B00H

SHOW:

CLRPX1;使T0中断能引发中断

MOV34H,R1

PUSH33H

MOV35H,R4

MOV36H,R0

PUSHACC

PUSHPSW

MOVTMOD,#01H;定时器T0初始化

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

;;;;;ZONGXIAN

MOVA,R4

ADDA,#40H

MOVR0,A

SETBP2.1

MOVP0,R0

CLRP2.1

MOVR1,#21H

SETBTR0;开定时

SSS:

MOV33H,#00H;中断返回标志位初始化

MOVA,R1;床号显示

ADDA,#40H

SETBP2.2

MOVP0,A

CLRP2.2

DJNZR4,TTTT

SSSS:

MOVA,33H

CJNEA,#00H,SSS;T0中断返回，显示床号

AJMPSSSS

TTTT:

POPPSW

POPACC

POP33H

MOVR1,34H

MOVR4,35H

MOVR0,36H

SETBPX1

RETI