臨床呼叫求助裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　臨床呼叫求助裝置是傳送臨床信息的重要手段，關(guān)系病員安危，傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。如果采用無(wú)線傳輸，會(huì)節(jié)約布線和改造線路的資金，為醫(yī)院節(jié)約成本，并且及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，簡(jiǎn)便可行。本設(shè)計(jì)是一種病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)，采用無(wú)線編解碼傳輸方式,避免了傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)布線麻煩和改建麻煩的問(wèn)題。所設(shè)計(jì)的病區(qū)無(wú)線呼叫系統(tǒng)主要分

2、為發(fā)射和接收兩大部分。其中系統(tǒng)有多個(gè)呼叫通道，可供多個(gè)床位或病房使用，以數(shù)據(jù)編解碼芯片PT2262和PT2272為核心，采用無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行傳輸，其模塊工作頻率為315MHZ，接受方式為超再生，在護(hù)士站由LED數(shù)碼管顯示呼叫者的編號(hào)，并有聲音提示。其中利用NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路控制數(shù)碼管顯示和聲音提示的時(shí)間，護(hù)士還可以通過(guò)確認(rèn)按紐立即停止顯示和提示，對(duì)于加強(qiáng)護(hù)士站與病房的聯(lián)系，提高護(hù)理水平有很大幫助。本次設(shè)計(jì)完成了各項(xiàng)指標(biāo)，而且在

3、要求傳輸距離20米的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了40米的傳輸，接收端反應(yīng)靈敏穩(wěn)定。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無(wú)線；編碼；解碼 ；數(shù)碼管；編碼譯碼器；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Design of this area is a wireless call system that uses wireless t

4、ransmission codec, to avoid the traditional cable system, call routing and trouble into trouble. The design of the wireless unit to call the main system is divided into two 1arts, transmitting and receiving. Of which the

5、re are four call-channel system for the four ward beds or use the data to codec chi1 PT2262 and PT2272 at the core, used to send and receive wireless transmission module, the module o1erates at 315MHZ, as a way

6、 to </p><p>　　Keywords: wireless; coding; decoding; digital tube; coder-decoder</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 無(wú)線電通信發(fā)展

7、簡(jiǎn)史</p><p><b>　　1.2 無(wú)線愿景</b></p><p>　　1.3 醫(yī)院病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)研究背景</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)概述及優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1.3.3 無(wú)線呼叫系統(tǒng)與有線呼叫系統(tǒng)對(duì)比</p>&

8、lt;p><b>　　1.4 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　1.5 行文結(jié)構(gòu)安排</p><p>　　第2章 無(wú)線電通信基本原理</p><p>　　2.1 通信系統(tǒng)的一般模型</p><p>　　2.2 通信系統(tǒng)的分類與通信方式</p><p>　　2.2.1 通信系統(tǒng)的

9、分類</p><p>　　2.2.2 通信方式</p><p>　　2.3 無(wú)線電信號(hào)傳輸原理</p><p>　　2.3.1 無(wú)線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射</p><p>　　2.3.2 無(wú)線電信號(hào)的接收</p><p>　　2.4 通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)</p><p>　　第3章 病房無(wú)線呼

10、叫系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體要求</p><p>　　3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖</p><p>　　3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案討論</p><p>　　3.3.1 主機(jī)選擇</p><p>　　3.3.2 無(wú)線收發(fā)模塊選擇</p><p>　　3.3.3

11、 顯示模塊</p><p>　　3.3.4 主機(jī)顯示界面</p><p>　　第4章 病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.1 模塊功能簡(jiǎn)介</p><p>　　4.1.1 AT89C51</p><p>　　4.1.2 直流電源</p><p>　　4.1.3

12、 無(wú)線發(fā)射/接收模塊PT2262/PT2272</p><p>　　4.1.4 顯示模塊</p><p>　　4.1.5 語(yǔ)音報(bào)警電路</p><p>　　4.2 主/從站模塊框圖及實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.2.1 主站原理框圖</p><p>　　4.2.2 從站檢測(cè)原理框圖</p>

13、<p><b>　　4.3 從機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1 從機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.3.2、軟件部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.4 主機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.4.1 主機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)</p><p>　　

14、4.4.2 主機(jī)軟件流程圖</p><p>　　第5章 主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 虛擬儀器</b></p><p>　　5.1.1虛擬儀器的特點(diǎn)</p><p>　　5.1.2 虛擬儀器的基本工作原理</p><p>　　5.2 LabVIEW語(yǔ)言</p>

15、;<p><b>　　5.3發(fā)射數(shù)據(jù)格式</b></p><p><b>　　5.4 系統(tǒng)界面</b></p><p><b>　　第6章 結(jié)論</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文

16、獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附錄1 </b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　無(wú)論從什么角度看，無(wú)線通信都是通信產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快的一部分。正因?yàn)槿绱?，無(wú)線通信受到媒體的普遍關(guān)

17、注，公眾對(duì)它充滿了期待。在過(guò)去的10中，蜂窩系統(tǒng)經(jīng)歷了指數(shù)性的快速增長(zhǎng)，全球用戶已達(dá)20億。在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，蜂窩電話已成為工作和日常生活中不可或缺的工具。在許多發(fā)展中國(guó)家，蜂窩系統(tǒng)也在迅速取代過(guò)時(shí)的有線系統(tǒng)。許多家庭、商務(wù)區(qū)和校園已經(jīng)開(kāi)通了無(wú)線局域網(wǎng)，它正在補(bǔ)充甚至替代有線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化高速公路、自動(dòng)化工廠、智能家居、智能家電、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新的應(yīng)用正從研究設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)。無(wú)線通信爆炸式的增長(zhǎng)以及筆記本電腦和掌上電腦的大量普及

18、，充分顯示無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有著光明的前景。不過(guò)，要想設(shè)計(jì)性能足以支持這些新興應(yīng)用并且健壯的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，我們還面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。</p><p>　　1.1 無(wú)線電通信發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　電學(xué)的發(fā)展肇始于18世紀(jì)晚期至11世紀(jì)早期。在以發(fā)明者伏特（A.Volta，1745—1827）命名的伏特電池出現(xiàn)后，開(kāi)始有了直流電路。不久，即出現(xiàn)了低頻交流電路。它利用法拉第（Faraday）感應(yīng)

19、定律所制造的發(fā)電機(jī)（generator）與變壓器（transformer），可以更有效地產(chǎn)生與傳輸交流電能。以后經(jīng)過(guò)斯坦因麥茲（Charles Stienmets）、愛(ài)迪生（Thomas Edison）、西門子（Werner Siemens）和特斯拉（Nikolas Tesla）等科學(xué)家的卓越工作，電力的產(chǎn)生與傳輸配電工程發(fā)展十分迅速，成為人們生活不可或缺的極重要的組成部分。在此基礎(chǔ)上，利用電能來(lái)傳輸信息，就成為人們追求的另一目標(biāo)。&l

20、t;/p><p>　　信息傳輸是人類社會(huì)生活的重要內(nèi)容。從古代的烽火到近代的旗語(yǔ)，都是人們尋求快速遠(yuǎn)距離通信的手段。直到11世紀(jì)電磁學(xué)的理論與實(shí)踐已有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)后，人們開(kāi)始尋求用電磁能量傳送信息的方法。1837年莫爾斯（F.B.Morse）發(fā)明了電報(bào)（telegra1h），創(chuàng)造了莫爾斯電碼，開(kāi)創(chuàng)了通信的新紀(jì)元。</p><p>　　1876年貝爾（Alexander G.Bell）發(fā)明了電話(

21、tele1hone)，能夠直接將語(yǔ)音信號(hào)變成電能沿導(dǎo)線傳送。電報(bào)、電話的發(fā)明，為迅速準(zhǔn)確地傳遞信息提供了新手段，是通信技術(shù)的重大突破。電報(bào)、電話都是沿導(dǎo)線傳送信號(hào)的，能否不用導(dǎo)線，在空間傳送信號(hào)呢？答案是肯定的，這就是無(wú)線電通信。</p><p>　　1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋（J.Clerk Maxwell）發(fā)表了《電磁場(chǎng)的動(dòng)力理論》這一著名論文，總結(jié)了前人在電磁學(xué)方面的工作，得出了電磁場(chǎng)方程，從理論上證明

22、了電磁波（electromagnetic wave）的存在，為后來(lái)的無(wú)線電發(fā)明和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲（H.Hertz）以卓越的實(shí)驗(yàn)技巧證實(shí)了電磁波是客觀存在的。他在試驗(yàn)中表明：電磁波在自由空間的傳播速度與光速相同，并能產(chǎn)生反射、折射、駐波等與光波性質(zhì)相同的現(xiàn)象。麥克斯韋的理論得到了證實(shí)。從此以后，許多國(guó)家的科學(xué)家都在努力研究如何利用電磁波傳輸信息的問(wèn)題，這就是

23、無(wú)線電通信（radio communication）。其中著名的有英國(guó)的羅吉（O.J.Lodge），法國(guó)的勃蘭利（Branly）、俄國(guó)的波波夫（A.C.IIoiib）與意大利的馬可尼（Gugliemo Marconi）等。在以上這些人中，以馬可尼的貢獻(xiàn)最大。他于1815年首次在幾百米的距離用電磁波進(jìn)行通信獲得成功，1101年又首次完成了橫渡大西洋的通信。從此，無(wú)線通信進(jìn)入了實(shí)用階段。但這時(shí)的無(wú)線電通信設(shè)備是：發(fā)送設(shè)備用火花發(fā)射機(jī)、電弧發(fā)

24、生器或者高頻發(fā)電機(jī)等；接收設(shè)備則是用粉末（金屬屑）檢波器。直到1104年，費(fèi)來(lái)明（Fleming）發(fā)明了二極管之后，才開(kāi)始進(jìn)入無(wú)線電電子學(xué)時(shí)代。</p><p>　　1107年李·德·福雷斯特（Lee de Forest）發(fā)明了電子三極管（triode），用它可組成具有放大（am1lification）、振蕩（oscillation）、變頻（frequency conversion）、調(diào)制（m

25、odulation）、檢波（detection）、波形變換等重要功能的電子線路，為現(xiàn)代千變?nèi)f化的電子線路提供了“心臟”器件。因而電子管的出現(xiàn)，是電子技術(shù)發(fā)展史上第一個(gè)重要里程碑。</p><p>　　1148年肖克萊（W.Shockley）等人發(fā)明了晶體三極管（transistor），它在節(jié)約電能、縮小體積與重量、延長(zhǎng)壽命等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)電子管（electronic tube），因而成為電子技術(shù)發(fā)展史上第二個(gè)重要的

26、里程碑。晶體管在許多方面已取代了電子管的傳統(tǒng)地位，成為極其重要的電子器件。</p><p>　　20世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)將“管”、“路”結(jié)合起來(lái)的集成電路（integrated circuit），幾十年已取得極其巨大的成就。中、大規(guī)模乃至超大規(guī)模集成電路的不斷涌現(xiàn)，已經(jīng)成為電子線路，特別是數(shù)字電路（digital circuit）發(fā)展的主題，對(duì)人類進(jìn)入信息社會(huì)起了不可估量的推動(dòng)作用。這可以說(shuō)是電子技術(shù)史上第三個(gè)重

27、要里程碑。</p><p><b>　　1.2 無(wú)線愿景</b></p><p>　　展望未來(lái)，無(wú)線通信在幾十年內(nèi)仍將是通信發(fā)展的前沿，無(wú)線通信的愿景是，不論在世界的任何地方，人們都可以用小體積的手持設(shè)備或筆記本電腦方便地進(jìn)行多媒體通信。不論在辦公室、校園，還是街邊的咖啡屋，掌上電腦、筆記本電腦和臺(tái)式電腦都可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互相通信。在居室里，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不僅能連接電腦、

28、電話和安全監(jiān)控系統(tǒng)，還可以使新型的的智能家電交互式工作，甚至能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制這些家電。對(duì)于老弱病殘，這種智能家居可以照料他們的生活起居，可以幫助監(jiān)視病人，并在緊要時(shí)刻做出應(yīng)急響應(yīng)。無(wú)線娛樂(lè)服務(wù)也將滲透到家庭和其他公共活動(dòng)場(chǎng)所。視頻電話會(huì)議可以將彼此分開(kāi)的人們聯(lián)系在一起，不論是相隔幾個(gè)街區(qū)還是遠(yuǎn)隔重洋，錯(cuò)過(guò)航班的銷售人員或是在加勒比海度假的CEO也照樣可以加入到會(huì)議中來(lái)。無(wú)線視頻使得遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程培訓(xùn)和遠(yuǎn)程醫(yī)療成為可能，無(wú)線傳感器在民用和

29、軍用方面都有巨大的價(jià)值。民用用途包括火災(zāi)監(jiān)控、有害廢棄物處理、建筑物和橋梁的受力檢測(cè)、二氧化碳?xì)怏w運(yùn)動(dòng)和受災(zāi)地區(qū)有害氣體擴(kuò)散的監(jiān)控等方面。這些無(wú)線傳感器能自行構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后，將信息發(fā)送給中央控制器。軍用用途包括識(shí)別與跟蹤敵方目標(biāo)、探測(cè)生化襲擊、輔助無(wú)人駕</p><p>　　1.3 醫(yī)院病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)研究背景</p&

30、gt;<p>　　伴隨著醫(yī)療體制改革的不斷深化和醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的人們需要迅捷、方便地得到醫(yī)院的各種各樣的醫(yī)療服務(wù)，這必將使醫(yī)院之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。這使得衡量一個(gè)醫(yī)院的綜合水平高低，不再僅僅局限于軟、硬件的建設(shè)上，更要比服務(wù)。原有的服務(wù)體系已不足以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求；謀求適合現(xiàn)代社會(huì)需求的客戶服務(wù)系統(tǒng)，是所有企事業(yè)單位計(jì)劃做或正在做的工作。這些工作有利于改善服務(wù)量，提高效率并增加企業(yè)效益，從而贏得良好的社會(huì)聲譽(yù)。

31、如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)為醫(yī)院服務(wù)，更大程度的提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量及利潤(rùn)，是醫(yī)院信息化建設(shè)中的一個(gè)重要著眼點(diǎn)。</p><p>　　為了順應(yīng)時(shí)代的潮流，滿足廣大民眾的多樣化看病需求，提高各級(jí)醫(yī)院的工作效率、服務(wù)質(zhì)量，醫(yī)院無(wú)線呼叫系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?？梢?jiàn)，醫(yī)院無(wú)線呼叫系統(tǒng)是各醫(yī)院提高服務(wù)質(zhì)量的良好解決方案。醫(yī)院無(wú)線呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為公認(rèn)的改善服務(wù)的措施。通過(guò)無(wú)線呼叫系統(tǒng)的建設(shè)，醫(yī)院不僅可以更大程度地提高服務(wù)質(zhì)量及工作效率，更可

32、以體現(xiàn)出醫(yī)院的高科技特色、吸引眾多患者，同時(shí)也可以利用無(wú)線呼叫系統(tǒng)多種多樣的增值業(yè)務(wù)來(lái)提高醫(yī)院的利潤(rùn)、達(dá)到盈利性的目的。</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)概述</p><p>　　醫(yī)護(hù)呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院提高醫(yī)護(hù)服務(wù)質(zhì)量、提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和減少醫(yī)療事故的一種必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備。</p><p>　　隨著無(wú)線科技的發(fā)展和應(yīng)用，醫(yī)護(hù)呼叫系統(tǒng)可以擺脫線纜的束縛，

33、實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊，移動(dòng)接收呼叫信息。醫(yī)院專用無(wú)線呼叫系統(tǒng)就是在無(wú)線技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合了單片機(jī)控制和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，根據(jù)醫(yī)院的規(guī)模、內(nèi)部業(yè)務(wù)流程和管理需求開(kāi)發(fā)的全新醫(yī)護(hù)呼叫系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用低輻射、低功率、高無(wú)線接收靈敏度、零電磁干擾的無(wú)線編碼技術(shù)，發(fā)射功率不足手機(jī)的1/10，完全滿足醫(yī)院的低無(wú)線電輻射的要求。其優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　　微功率無(wú)線技術(shù)，綠色環(huán)保，無(wú)輻射；</p><p>　　

34、全部采用無(wú)線設(shè)計(jì)，無(wú)需布線，檢修方便；</p><p>　　施工期短，無(wú)施工費(fèi)用，高科技、高性價(jià)比；</p><p>　　實(shí)現(xiàn)分類呼叫，呼叫信息有效傳達(dá)只需毫秒數(shù)量級(jí)；</p><p>　　呼叫數(shù)據(jù)備份、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析，醫(yī)護(hù)管理好幫手；</p><p>　　緊急情況快速響應(yīng)，有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，提升形象，減少醫(yī)患糾紛。</p>

35、<p>　　1.3.3 無(wú)線呼叫系統(tǒng)與有線呼叫系統(tǒng)對(duì)比</p><p><b>　　圖1—1</b></p><p><b>　　1.4 研究?jī)?nèi)容</b></p><p><b>　　1.5 本文結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　第二章 無(wú)線電通信基本原理&

36、lt;/p><p>　　2.1 通信系統(tǒng)的一般模型</p><p>　　通信的目的就是傳輸信息。通信系統(tǒng)的作用就是將信息從信源發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)目的地。對(duì)于電通信來(lái)說(shuō)，首先要把消息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)發(fā)送設(shè)備，將信號(hào)送入信道，在接收端利用接收設(shè)備對(duì)接收信號(hào)作相應(yīng)的處理后，送給信宿再轉(zhuǎn)換為原來(lái)的消息。這一過(guò)程可通過(guò)圖1—1所示的通信系統(tǒng)一般模型來(lái)概括。</p><p>

37、　　圖2—1 通信系統(tǒng)一般模型</p><p>　　圖1—1中各部分的功能簡(jiǎn)述如下：</p><p><b>　　1．信息源</b></p><p>　　信息源（簡(jiǎn)稱信源）的作用是把各種消息轉(zhuǎn)變成原始的電信號(hào)。根據(jù)消息的種類不同，信源可以分為模擬信源和數(shù)字信源。模擬信源輸出連續(xù)的模擬信號(hào)，如話筒、攝像機(jī)等；數(shù)字信源則輸出離散的數(shù)字信號(hào)，如電傳機(jī)

38、、計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端等。并且，模擬信源送出的信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后也可以送出數(shù)字信號(hào)。</p><p><b>　　2．發(fā)送設(shè)備</b></p><p>　　發(fā)送設(shè)備的作用是產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，即使發(fā)送信號(hào)的特征和信道特性相匹配，具有抗信道干擾的能力，并且具有足夠的功率以滿足遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男枰?。因此，發(fā)送設(shè)備涵蓋的內(nèi)容很多，可能包括變換、放大、濾波、編碼、調(diào)制等

39、過(guò)程。對(duì)于多路徑傳輸系統(tǒng)，發(fā)送設(shè)備中還包括多路復(fù)用器。</p><p><b>　　3．信道</b></p><p>　　信道是一種物理媒介，用來(lái)將來(lái)自發(fā)送設(shè)備的信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩?。在無(wú)線信道中，信道可以是自由空間；在有線信道中，可以是明線、電纜和光纖。有線信道和無(wú)線信道均有多種物理媒介。信道既給信號(hào)以通路，也會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生各種干擾和噪聲。信道的固有特性及引入的干擾與噪聲

40、直接關(guān)系到通信的質(zhì)量。</p><p><b>　　4．接收設(shè)備</b></p><p>　　接收設(shè)備的功能是將信號(hào)放大和反變換（如譯碼、解調(diào)），其目的是從受到減損的接收信號(hào)中正確的恢復(fù)原始電信號(hào)。對(duì)于多路復(fù)用信號(hào)，接收設(shè)備中還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正確分路的功能。此外，它還要盡可能減小在傳輸過(guò)程中噪聲與干擾所帶來(lái)的影響。</p><p>&l

41、t;b>　　5．受信者</b></p><p>　　受信者（簡(jiǎn)稱信宿）是傳送消息的目的地，其功能與信源相反，即把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器</p><p>　　2.2 通信系統(tǒng)的分類與通信方式</p><p>　　2.2.1 通信系統(tǒng)的分類</p><p><b>　　1．按信號(hào)特征分類</b&

42、gt;</p><p>　　按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，相應(yīng)的把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。</p><p><b>　　2．按傳輸媒介分類</b></p><p>　　按傳輸媒介，通信系統(tǒng)可以分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)兩大類。所謂有線通信是用導(dǎo)線（如架空明線、同軸電纜、光導(dǎo)纖維、波導(dǎo)等）作為傳輸媒介完成通信的，如市

43、內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信等。所謂無(wú)線通信是依靠電磁波在空間傳播達(dá)到傳遞消息的目的，如短波電離層傳播、微波視距離傳播、衛(wèi)星中繼等。</p><p><b>　　3．按工作波段分類</b></p><p>　　按通信設(shè)備的工作頻率或波長(zhǎng)不同，分為長(zhǎng)波通信、短波通信、遠(yuǎn)紅外通信等。圖2—2列出了通信使用的頻段、常用的傳輸媒質(zhì)及主要用途。</p><

44、p><b>　　圖2—2</b></p><p>　　2.2.2 通信方式</p><p>　　通信方式是指通信雙方之間的工作方式或信號(hào)傳輸方式。</p><p>　　1．單工、半雙工、全雙工通信</p><p>　　對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信，按消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系，通信可以分為單工、半雙工、全雙工通信。<

45、/p><p>　　（1）單工通信，是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。通信的雙方中只有一個(gè)可以進(jìn)行發(fā)送，另一個(gè)只能接收。</p><p>　?。?）半雙工通信，是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。</p><p>　?。?）全雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式。一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道。</p><p

46、>　　2．并行傳輸和串行傳輸 </p><p>　　在數(shù)據(jù)通信（主要是計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字終端設(shè)備之間的通信）中，按數(shù)據(jù)代碼排列的不同方式，可分為并行傳輸和串行傳輸。</p><p>　?。?）并行傳輸，是將代表信息的數(shù)字信號(hào)碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸。</p><p>　　并行傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)是節(jié)約傳輸時(shí)間，速度快。此外，并行傳輸不需要另

47、外的措施就實(shí)現(xiàn)了收發(fā)雙方的字符同步。缺點(diǎn)是需要n條通信線路，成本高，一般只用于設(shè)備之間的近距離通信。</p><p>　?。?）串行通信，是將數(shù)字信號(hào)碼元序列以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在一條信道上傳輸。遠(yuǎn)距離數(shù)字傳輸常采用這種方式。</p><p>　　串行通信的優(yōu)點(diǎn)是只需要一條通信信道，所需線路鋪設(shè)費(fèi)用只是并行傳輸?shù)?/n。缺點(diǎn)是速度慢，需要外加同步措施以解決收、發(fā)雙方碼組或字符的同

48、步問(wèn)題。</p><p>　　2.3 無(wú)線電信號(hào)傳輸原理</p><p>　　2.3.1 無(wú)線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射</p><p>　　要完成無(wú)線電通信，首先必須產(chǎn)生高頻率的載波電流，然后設(shè)法將電報(bào)或電話信號(hào)“加到”載波上去。在無(wú)線電技術(shù)中采用振蕩器來(lái)產(chǎn)生高頻電流。振蕩器可以看作是將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿膿Q能器。振蕩器是無(wú)線電發(fā)送設(shè)備的基本單元。為了發(fā)送電報(bào)信號(hào)

49、，可以加一個(gè)電鍵來(lái)控制供給振蕩器的直流電源，電源接通時(shí)，振蕩器產(chǎn)生高頻電流i；電源斷開(kāi)時(shí)，振蕩器沒(méi)有高頻電流送出。這樣，就得到了高頻電流（含有信息），高頻電流送至發(fā)射天線，轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪òl(fā)射出去。電磁波中就包含了所要傳送的電報(bào)信號(hào)。</p><p>　　實(shí)際上，為了提高振蕩器的頻率穩(wěn)定性和增加輸出功率，在振蕩器之后往往還要加緩沖級(jí)與放大級(jí)，將發(fā)射功率提高到所需數(shù)值，再發(fā)射出去。電鍵一般也不是直接控制振蕩器，而是控制

50、振蕩器以后的某一級(jí)。由于受控電流大，往往超過(guò)電鍵的載流能力，常用電鍵控制一個(gè)電流放大器（鍵控管），由鍵控管來(lái)控制發(fā)射機(jī)中某一級(jí)電流的通斷。</p><p>　　根據(jù)不同的調(diào)制方式，可以有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等。以調(diào)幅發(fā)射機(jī)為例如圖2—3所示。</p><p>　　圖2—3調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖</p><p>　　2.3.2 無(wú)線電信號(hào)的接收</p><

51、p>　　無(wú)線電信號(hào)的接收過(guò)程正好與發(fā)送過(guò)程相反。在接收處，先用接收天線將收到的電磁波轉(zhuǎn)變已調(diào)波電流，然后從已調(diào)波電流中檢出原始的信號(hào)。這一過(guò)程正好與發(fā)送過(guò)程相反，稱為解調(diào)，也叫檢波。最后再用聽(tīng)筒或揚(yáng)聲器將檢波取出的音頻電流轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷埽司吐?tīng)到了發(fā)射機(jī)出發(fā)送的語(yǔ)言、音樂(lè)等信號(hào)。</p><p>　　但是，接收天線所收到的電磁波很微弱。為了提高接收機(jī)的靈敏度，可在檢波器之前加一級(jí)至幾級(jí)高頻小信號(hào)放大器，然后再檢

52、波。檢波之后，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)牡皖l放大，最后送至揚(yáng)聲器或耳機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簟?lt;/p><p>　　接收機(jī)有直接放大式接收機(jī)和超外差式接收機(jī)，下圖為超外差式接收機(jī)，圖2—4所示。</p><p>　　圖2—4 超外差式接收機(jī)方框圖</p><p>　　2.4 通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)</p><p>　　在設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)時(shí)，需要建立一套能反映系

53、統(tǒng)各方面性能的指標(biāo)體系。性能指標(biāo)也稱質(zhì)量指標(biāo)，他們是從整個(gè)系統(tǒng)的角度綜合提出的。</p><p>　　通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)涉及其有效性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)性、可維護(hù)性等。盡管不同的通信業(yè)務(wù)對(duì)系統(tǒng)性能的要求不盡相同，但是從研究信息傳輸?shù)慕嵌葋?lái)說(shuō)，通行的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。</p><p>　　所謂有效性是指?jìng)鬏斠欢ㄐ畔⒘繒r(shí)所占用的信道資源（頻帶寬度和時(shí)間間隔），或者說(shuō)是傳輸?shù)摹八?/p>

54、度”問(wèn)題；而可靠性則是指接收信息的準(zhǔn)確度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問(wèn)題。這兩個(gè)問(wèn)題相互矛盾而又相對(duì)統(tǒng)一，并且還可以進(jìn)行互換。</p><p>　　由于模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)之間的區(qū)別，兩者對(duì)有效性和可靠性的要求與度量的方法不盡相同。</p><p>　　模擬通信系統(tǒng)的有效性可用有效傳輸頻帶來(lái)度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度。如話音信號(hào)的單邊帶調(diào)幅占用的帶寬僅為4kHZ

55、，而話音信號(hào)的寬帶調(diào)頻占用的帶寬則為48kHZ，顯然調(diào)幅信號(hào)的有效性比調(diào)頻的好。可靠性通常用接收端解調(diào)器輸出信噪比來(lái)度量。輸出信噪比越高，通信質(zhì)量就越好。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比下所得到的解調(diào)后的輸出信噪比是不同的。如調(diào)頻信號(hào)的抗干擾能力比調(diào)幅的好，但調(diào)頻信號(hào)所需要的傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅的。</p><p>　　數(shù)字通信的有效性可用傳輸速率和頻帶利用率來(lái)衡量。</p><p>　　（1）

56、碼元傳輸速率RB,又稱碼元速率、傳碼率。它被定義為單位時(shí)間（每秒）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特，簡(jiǎn)記為B。</p><p>　　但要注意，碼元速率僅僅表征單位時(shí)間傳送碼元的數(shù)目，而沒(méi)有限定這時(shí)的碼元是何種進(jìn)制。</p><p>　　（2）信息傳輸速率Rb，簡(jiǎn)稱傳信率，又稱比特率。它定義為單位時(shí)間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特?cái)?shù)，單位為比特/秒，簡(jiǎn)記為b/s。</p><p>

57、;　　Rb = RB * ㏒2(M)</p><p>　?。?）頻帶利用率。在比較不同通信系統(tǒng)的有效性時(shí)，不能單看他們的傳輸速率，還應(yīng)考慮所占用的頻帶寬度，因?yàn)閮蓚€(gè)傳輸速率相等的系統(tǒng)其傳輸效率并不一定相同。所以，真正衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的有效指標(biāo)是頻帶利用率，它定義為單位帶寬（每赫茲）內(nèi)的傳輸速率，即</p><p>　　數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性可用差錯(cuò)率來(lái)衡量。差錯(cuò)率常用誤碼率和誤信率表示。&l

58、t;/p><p>　?。?）誤碼率Pe，是指錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比率，更確切地說(shuō)，誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，即</p><p><b>　　Pe = </b></p><p>　?。?）誤信率Pb，又稱誤比特率，是指錯(cuò)誤接收的比特?cái)?shù)在傳輸總比特?cái)?shù)中所占的比例，即</p><p><b>

59、;　　Pb = </b></p><p>　　第三章 病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體要求</p><p>　　當(dāng)病房有呼叫需要時(shí)，病人只要按下呼救按鍵無(wú)線發(fā)射模塊就會(huì)輸入電路所需控制的床位號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號(hào)，在通過(guò)無(wú)線電發(fā)射電路將信號(hào)發(fā)射出去，而無(wú)線電接收電路將接收

60、到的編碼脈沖信號(hào)通過(guò)解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否是本遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的地址。如果是則解碼電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)控制繼電器電路，開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作。即顯示屏顯示床位號(hào)，語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音播報(bào)，通知護(hù)士。</p><p>　　根據(jù)上述分析，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1 以51單片機(jī)為核心控制器件，輔以相關(guān)接口電路及IC構(gòu)成硬件系統(tǒng)。</p><

61、;p>　　2 利用無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　3 有多臺(tái)從機(jī)由主機(jī)控制且可以同時(shí)工作，并且可以隨意增加有限臺(tái)從機(jī)，實(shí)現(xiàn)最小控制距離。</p><p>　　4 當(dāng)從機(jī)無(wú)任何動(dòng)作時(shí)，從機(jī)處于靜默狀態(tài)（自動(dòng)斷電），以節(jié)約電能。</p><p>　　5 當(dāng)從機(jī)有需要進(jìn)行呼叫時(shí)，在主機(jī)上顯示出病床號(hào)碼，伴隨語(yǔ)音播報(bào)，以便通知護(hù)士和醫(yī)生

62、,并可通過(guò)主機(jī)直接解警。</p><p>　　6 用LabVIEW制作主機(jī)顯示界面。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3—1 系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　如上圖所示，本系統(tǒng)由單片機(jī)（主機(jī)）、直流電源、無(wú)

63、線發(fā)射/接收模塊、接口電路、顯示存儲(chǔ)電路和語(yǔ)音播報(bào)電路等組成。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案討論</p><p>　　3.3.1 主機(jī)選擇</p><p>　　方案一：采用AT81C51為核心的單片機(jī)，成本較低，處理速度較快，增加多路也易于實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)串口在顯示器隨機(jī)產(chǎn)生十以內(nèi)加、減法題目。采用語(yǔ)音報(bào)警，可使醫(yī)生或護(hù)士聽(tīng)到報(bào)警信息，并可通過(guò)

64、主機(jī)直接解警。通信接口可利用MAX485芯片實(shí)現(xiàn)半雙工通信，其通信傳輸線少，從而更滿足設(shè)計(jì)需要。</p><p>　　方案二：采用PC機(jī)直接對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行控制，其優(yōu)點(diǎn)在顯示界面和方法多，編程格式靈活，如采用VB、JAVA或用LabVIEW等，比較美觀。通信接口需采用機(jī)內(nèi)的RS-232，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　相比較而言，方案一比較有利于從機(jī)設(shè)計(jì)，方案二比較有利于主機(jī)

65、設(shè)計(jì)。由于醫(yī)院屬于公共場(chǎng)所，從機(jī)容易丟失或損壞，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，方案一的代價(jià)相對(duì)較小，因此在此系統(tǒng)中，我們選擇方案一作為我們的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3.3.2 無(wú)線收發(fā)模塊選擇</p><p>　　方案一:采用美國(guó)ACM公司生產(chǎn)的新一代高性能、低成本的單片發(fā)射芯片ACMTX16,可工作于400─460MHZ頻段，性能優(yōu)良，外圍電路簡(jiǎn)單，是專為遙控、數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線標(biāo)簽、小

66、型尋呼系統(tǒng)等應(yīng)用設(shè)計(jì)的。ACMTX16是大規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)獨(dú)特，內(nèi)部采用1LL合成技術(shù)，因此只需外接廉價(jià)的低頻率晶體和少數(shù)外部元件即可得到所需頻率。</p><p>　　方案二： PT2262/PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價(jià)位通用編碼、解碼電路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平H,接低電平L),任意組合可提供531441地

67、址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從DOUT(17腳)串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。</p><p>　　采用基于PT2262/2272無(wú)線接收發(fā)模塊的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1）天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4波長(zhǎng)天線的選頻作用，控制距離較近時(shí)可以剪短甚至去掉外接天線 （2）輸出端的波形在沒(méi)有信號(hào)比較干凈，干擾信號(hào)為短

68、暫的針狀脈沖，而不像其它超再生接收電路會(huì)產(chǎn)生密集的噪聲波形，所以抗干擾能力較強(qiáng)。 （3）無(wú)線接收發(fā)模塊自身輻射極小，加上電路模塊背面網(wǎng)狀接地銅箔的屏蔽作用，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號(hào)的侵入。    （4）采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315MHZ后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機(jī)械振動(dòng)性能都有極大改善?？烧{(diào)電容調(diào)整精度較低，只有3/4圈

69、的調(diào)整范圍，而可調(diào)電感可以做到多圈調(diào)整?？烧{(diào)電容調(diào)整完畢后無(wú)法封固，因?yàn)闊o(wú)論導(dǎo)體還是絕緣體，各種介質(zhì)的靠近或侵入都會(huì)使電容的容量發(fā)生變化，進(jìn)而影響接收頻率。另外未經(jīng)封固的可調(diào)電容在受到振動(dòng)時(shí)定片和動(dòng)片之間發(fā)生位移；溫度變化時(shí)熱脹冷縮會(huì)使定片和動(dòng)片間距離改變；濕度變化因介質(zhì)變化改變?nèi)萘浚婚L(zhǎng)期工作在潮濕環(huán)境中還會(huì)因定片和動(dòng)片的氧化改變?nèi)萘?，這些都會(huì)嚴(yán)重影響接收頻率的穩(wěn)定性，而采用可調(diào)電感就可解決這些問(wèn)題，因?yàn)殡姼锌梢栽谡{(diào)整完畢后進(jìn)行封固，絕

70、緣體封固劑不會(huì)使</p><p>　　方案三:采用無(wú)線調(diào)幅發(fā)射模塊YCF500-1,具有穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，采用SMT貼片元件工藝，選用優(yōu)質(zhì)名牌阻容件，以及用其表面諧振器穩(wěn)頻, 使其性能在惡劣的環(huán)境下更能顯示出其優(yōu)勢(shì)所在，主要芯片采用目前世界上最先進(jìn)的超外差接收芯片技術(shù)。接收靈敏度為-105dBm。主要用在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)傳送, 計(jì)算機(jī)通訊等方面。</p><p>　　綜

71、合考慮此系統(tǒng)所需要的經(jīng)濟(jì)效益、工作環(huán)境、系統(tǒng)靈敏度等要求，相比較而言,第二種方案更有利于我們的實(shí)現(xiàn)和測(cè)量。</p><p>　　3.3.3 顯示模塊</p><p>　　方案一:顯示采用圖形LCD，它是一種被動(dòng)式顯示器，由于其功耗極低、抗干擾能力強(qiáng)，因而在低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用。LCD本身不發(fā)光只是調(diào)節(jié)光的亮度，目前市場(chǎng)上銷售的LCD顯示器都是利用液晶的扭曲—向列效應(yīng)制成，這是一種

72、電場(chǎng)效應(yīng)，夾在兩片導(dǎo)電玻璃電極間的液晶經(jīng)過(guò)一定處理，它內(nèi)部的分子成10度的扭曲，當(dāng)線性偏振光透過(guò)其偏陣面便會(huì)旋轉(zhuǎn)10度。當(dāng)在玻璃電極上加上電壓后，在電場(chǎng)作用下，液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，其旋光作用也消失，偏振光便可直接通過(guò)。當(dāng)去掉電場(chǎng)后液晶分子又恢復(fù)扭曲結(jié)構(gòu)。它與1C機(jī)相比，成本較低，可以實(shí)現(xiàn)漢字和數(shù)據(jù)的直觀化，增加多路也易于實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　方案二:發(fā)光二極管顯示器LED是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備

73、。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆劃發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，常用為七段顯示器結(jié)構(gòu)。</p><p>　　所以本系統(tǒng)采用LCD顯示。</p><p>　　3.3.4 主機(jī)顯示界面</p><p>　　方案一:LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程工作臺(tái)（LabVIEW Virtual Instruments

74、 Engineering Workbench）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)國(guó)家儀器公司開(kāi)發(fā)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件，它的功能強(qiáng)大靈活，可以廣泛應(yīng)用于自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)室仿真等各個(gè)領(lǐng)域。 </p><p>　　LabVIEW使用圖形化編程語(yǔ)言編程，簡(jiǎn)單直觀，極大節(jié)省程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，同時(shí)LabVIEW可提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能模塊，可完成各種各樣的復(fù)雜編程任務(wù)。</p><p>　　方案二:在實(shí)踐

75、中，使用PC機(jī)對(duì)In1rise公司推出的Del1hi是一種功能強(qiáng)大的高級(jí)編程語(yǔ)言，其具有可視化面向?qū)ο蟮奶卣?，特別適合Windows平臺(tái)下的圖形界面和用戶程序的編制, 在Windows平臺(tái)下，Win32 A1I支持同步和異步兩種I/O操作。同步操作的方式的java/j2me/code/' target='_blank'>程序設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是I/O操作函數(shù)在I/O操作結(jié)束前不能返回，這將掛起調(diào)用線程，直

76、到I/O操作結(jié)束；異步操作方式要相對(duì)復(fù)雜一些，但是可以讓I/O操作在后臺(tái)運(yùn)行，而不會(huì)掛起調(diào)用線程，這在大數(shù)據(jù)量通信情況下對(duì)改善調(diào)用線程的響應(yīng)速度是相當(dāng)有效的。同時(shí)由于Win1x和WinNT下對(duì)串行通信的處理不同，這就導(dǎo)致了在Win1x下開(kāi)發(fā)的同步方式串行通信程序在NT下會(huì)發(fā)生工作線程之間的協(xié)作阻塞，即當(dāng)讀線程在等待WaitCommEvent的時(shí)候，寫線程不能正常工作，停在那里，整個(gè)程序處于癱瘓狀態(tài)。這個(gè)問(wèn)題是Windows的A1I函數(shù)處

77、理串行通信的一個(gè)BUG，所以對(duì)于適應(yīng)性強(qiáng)的程序都是選擇異步方式。</p><p>　　鑒于此，本系統(tǒng)采用第一種方案。</p><p>　　第四章 病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.1 模塊功能簡(jiǎn)介</p><p>　　4.1.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT81C51是一

78、種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（F1EROM—Falsh 1rogrammable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位C1U

79、和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p><b>　　圖4—1</b></p><p>　　1．主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器； 壽命：1000寫/擦循環(huán)；

80、數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 </p><p>　　2．管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地。 &#

81、160;  P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。10能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器

82、能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。     P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，12口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將

83、輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八</p><p><b>　　3．振蕩器特性</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部

84、時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　4．芯片擦除：整個(gè)1EROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p>&l

85、t;p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，C1U停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　4.1.2 直流電源</p><p>　　電源電路由變壓器和整流穩(wěn)壓電路組成。變

86、壓器用于將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為正、負(fù)1V低壓交流電壓；整流電路用于將低壓交流電路整流為脈動(dòng)電壓。該脈動(dòng)電壓與濾波電容相連，形成較平滑的直流電壓。將兩路直流電壓分別送入三端穩(wěn)壓器MC7805的輸入端Vin后，在輸出端形成+5V直流穩(wěn)壓電壓，供單片機(jī)和測(cè)量電路使用。后接電容起濾波的作用，用于濾除導(dǎo)線上的干擾。</p><p>　　開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的

87、一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（1WM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。</p><p>　　開(kāi)關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80%以上

88、，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開(kāi)關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比。我們選用DC-DC直流隔離電源DCMD5D1,將單一直流電源+5V隔離變成所需的±1V直流電源輸出，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì),排除了電源回路與地線之間的干擾,起隔離柵的作用。</p><p>　　4.1.3 無(wú)線發(fā)射/接收模塊 PT226/PT2272</p><p>　　PT226

89、2/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其

90、地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射

91、電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100</p><p>　　（1）PT2262-IR引腳功能說(shuō)明：     Pin1-Pin6（A0-A5）: 地址輸入端，可編成“1”、“0”“開(kāi)路”三種狀態(tài)。    Pin7、Pin8、Pin10-

92、Pin13（A6/D0-A11/D5）:    地址或數(shù)據(jù)輸入端，地址輸入時(shí)用Pin1-Pin6，做數(shù)據(jù)輸入時(shí)只可編成“1”、“0”兩種狀態(tài)。    Pin14（TE）: 發(fā)射使能端，低電平有效。    Pin15、Pin16（OSC1、OSC2）:    外接

93、振蕩電阻，決定振蕩的時(shí)鐘頻率。    Pin17（Dout）: 數(shù)據(jù)輸出端，編碼由此腳串行輸出。    Pin1、Pin18（VDD，Vss）: 電源+，-輸入端。（2）PT2272引腳功能說(shuō)明：    Pin1-Pin6（A0-A5）: 地址輸入端，可編成“1”、“0”和“開(kāi)路”

94、三種狀態(tài)。要求與PT2262設(shè)定的狀態(tài)一致。    Pin7、Pin8、Pin10-Pin13（D0-D5）:    數(shù)據(jù)輸出端，分暫存和鎖存兩種狀態(tài)。    Pin14（DI）: 脈沖編碼信號(hào)輸入端。    Pin15、Pin16（OS</p>

95、<p>　　Pin17（VT）: 輸出端，接收有效信號(hào)時(shí)，VT端由低電平變?yōu)楦唠娖健?#160;   Pin1、Pin18（VDD，Vss）: 電源+，-輸入端。</p><p>　　（3）PT2262/PT2272工作原理：    PT2262-IR發(fā)射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開(kāi)路”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)

96、輸入有“1”和“0”兩種狀態(tài)。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定，編碼從輸出端Dout輸出，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。其編碼時(shí)序波形如圖3.2所示。    Dout輸出的編碼信號(hào)是調(diào)制在38kHz載波上的，OSC1、OSC2外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在430k—470k之間選擇即可。</p><p>　　PT2272的暫存功能是指當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，PT2272的對(duì)應(yīng)數(shù)

97、據(jù)輸出位即變?yōu)榈碗娖?。而鎖存功能是指，當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，PT2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原來(lái)的狀態(tài)，直到下次接收到新的信號(hào)輸入。圖4.3和圖4.4是紅外發(fā)射和接收的典型應(yīng)用原理圖，為了能正確解調(diào)出調(diào)制的編碼信號(hào)，接收端需加一級(jí)前置放大級(jí)，保證輸入PT2272的信號(hào)幅度足夠大。PT2272各個(gè)輸出端通過(guò)各種接口即可控制相應(yīng)的負(fù)載。</p><p>　　圖4—3 PT2262構(gòu)成6位發(fā)射電路</p>&l

98、t;p>　　圖4-3是PT2262構(gòu)成6路發(fā)射電路，圖中PT2262-IR的VDD是通過(guò)按鍵接通后向芯片供電，這樣靜態(tài)時(shí)，PT2262-IR并不耗電，特別適合電池供電的場(chǎng)合。如果使用電源電壓較低（如3V），二極管應(yīng)選用低壓差的型號(hào)（如1N60等）。</p><p>　　圖4-4 PT2272構(gòu)成無(wú)線接收電路</p><p>　　（4）PT2262編碼方式及時(shí)序分析</p&g

99、t;<p>　　要對(duì)一編碼進(jìn)行解碼，首先應(yīng)了解其編碼方式及時(shí)序，在PT2262的各種芯片中，使用得最多的是4位數(shù)據(jù)碼、8位地址碼的通信方式，其地址編碼端口為A0～A7，當(dāng)控制端接低電平時(shí)，PT2262就通過(guò)17腳不斷地串行輸出其編碼串，對(duì)于傳送一組編碼都自動(dòng)連發(fā)四次，編碼器用不同的占空比及組合表示不同的狀態(tài)。</p><p>　?。?）單片機(jī)解碼分析</p><p>　　根據(jù)

100、對(duì)PT2262編碼方式的分析可知，每按一次發(fā)送鍵都發(fā)送四次編碼，每一次間都有同步碼進(jìn)行分隔，而無(wú)線信號(hào)一般頭幾個(gè)碼位容易受外界干擾而丟失，結(jié)合這些特點(diǎn)，在用軟件進(jìn)行解碼時(shí)，可先檢測(cè)有沒(méi)有接收到信號(hào)，當(dāng)有的時(shí)候就去掉第一次編碼信號(hào)，然后檢測(cè)5ms的同步信號(hào)，從這里作為信號(hào)的開(kāi)始，進(jìn)行解碼[5]。具體的單片機(jī)譯碼的方法如下：首先檢測(cè)同步碼，當(dāng)同步碼結(jié)束后就延進(jìn)300us，讀取接收的狀態(tài)記為A0，然后再檢測(cè)下一個(gè)上升沿，上升沿開(kāi)始后又延時(shí)30

101、0us，讀取接收的狀態(tài)記為A1。這樣就把一個(gè)編碼給譯出來(lái)了。</p><p>　　4.1.4 顯示設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)字化顯示是智能儀器中不可缺少的部分，它使顯示更加直觀. 有線監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)用LCD顯示，便于同時(shí)用漢字顯示相關(guān)的數(shù)字信息，而從機(jī)則用LED顯示，它的優(yōu)點(diǎn)在于可以用多個(gè)數(shù)碼管來(lái)模擬不同的從機(jī)號(hào)，從而顯示不同的從機(jī)信息。液晶顯示單元以往的控制系統(tǒng)多采用七段數(shù)碼管顯示，

102、當(dāng)顯示信息量較多時(shí)，該種顯示方式給使用者帶來(lái)了極大的不便，而液晶顯示器(LCD)具有功耗低，體積小，重量輕等諸多其他顯示器件無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式儀器儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。LCD可分為段位式、字符式和點(diǎn)陣式。其中，段位式LCD和字符式LCD只能用于字符以下的簡(jiǎn)單顯示，不能滿足圖形曲線及漢字顯示的要求。而點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符和數(shù)字，還可顯示各種圖形、曲線及漢字，便于實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話操作，測(cè)量處理結(jié)果顯示，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕

103、的上下左右滾動(dòng)、閃爍等功能，用途十分廣泛。</p><p>　　本系統(tǒng)采用的是深圳市瑞特電子有限公司生產(chǎn)的12232F型的液晶顯示器。內(nèi)置8112個(gè)16*16點(diǎn)漢字庫(kù)和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/ 列驅(qū)動(dòng)器及128×32全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示,也可以顯示7.5×2個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字.與外部C1U接口采用并行方式控制。&l

104、t;/p><p>　　12232F點(diǎn)陣液晶顯示模塊和AVR單片機(jī)接口電路有兩種：直接控制方式和間接控制方式。間接控制方式一般不需要在液晶顯示模塊和微處理器之間添加其他硬件電器 ，時(shí)序轉(zhuǎn)換與適配是由微處理器利用軟件仿真T6163C的時(shí)序來(lái)完成的 ，靈活性較好，不限制微處理時(shí)鐘頻率 ，但程序效率稍低 ，占用微處理器口線較多 ，一般常常應(yīng)用于較簡(jiǎn)單的微處理器系統(tǒng)中。間接控制方式的典型接口電路如圖4.5所示 。其中12232

105、F的數(shù)據(jù)線DB0~DB7與Atmega16的1B口相連，RS控制引腳與1C0腳相連，RS=“H”,表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)；RS=“L”,表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)。R/W控制端與1C1腳相連，R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0，R/W=“L”,E=“H→L”, DB7~DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR中。E端為使能信號(hào)，由單片機(jī)的1C2引腳控制。，該電路中的點(diǎn)陣液晶顯示模塊獨(dú)占Atmega16的相應(yīng)口線 ，與其

106、他硬件電路及地址無(wú)關(guān) ，所以 ：CS端可直接接地 ，R1為對(duì)比度調(diào)節(jié)電位器 ，R1、C1組成上電復(fù)位電路，C2、C3為電源濾波。</p><p>　　圖4-5 12232F與單片機(jī)的典型接口電路</p><p>　　12232型LCD顯示器軟件設(shè)計(jì)從底層寫起，逐步提高，最后完成顯示一個(gè)code區(qū)域的數(shù)據(jù)功能。即先從向LCD液晶顯示器發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)或指令寫起，逐步上升，最后畫(huà)到一個(gè)指

107、定開(kāi)始列，圖形指針固定高度的圖。漢字和數(shù)字字符都是通過(guò)“畫(huà)”這種圖形來(lái)得到的。</p><p><b>　　初始化程序</b></p><p>　　圖4-6 液晶顯示初始化流程圖 圖4-7 液晶判忙流程圖 </p><p>　　液晶驅(qū)動(dòng)程序主要通過(guò)對(duì)單片機(jī)口線的操作來(lái)滿足液晶顯示模塊對(duì)時(shí)序的要求，在液晶塊

108、顯示信息之前，必須對(duì)它進(jìn)行初始化。其程序流程圖如上圖4-6所示。</p><p><b>　　b.芯片判忙子程序</b></p><p>　　芯片判忙是本系統(tǒng)唯一讀LCD液晶顯示器的一個(gè)子程序。讀取當(dāng)前LCD的狀態(tài)，以判斷LCD是否忙，用到的是讀狀態(tài)指令。芯片判忙流程如圖4-7所示。讀出數(shù)據(jù)和0X80相“與”，直到結(jié)果為0為止（不忙），也就是在等待讀狀態(tài)指令里面讀出的

109、BUSY位（D7）為0為止，說(shuō)明芯片不忙。</p><p>　　4.1.5 語(yǔ)音報(bào)警電路</p><p>　　語(yǔ)音采用臺(tái)灣公司最新推出的單片60秒模擬語(yǔ)音錄放芯片A1R1600報(bào)警，它是一種音質(zhì)好低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語(yǔ)音電路，可錄放60秒，它的操作模式為串行控制和并行控制，串行控制時(shí)可分256段以上，并行控制時(shí)最大可分為8段，且具有分段管理方便、多路控制電路簡(jiǎn)單、采樣速度及錄

110、放音時(shí)間可調(diào)等多種功能。我們選用它來(lái)作報(bào)警系統(tǒng),可清晰的聽(tīng)見(jiàn)報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　4.2 主/從站原理框圖及實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.2.1、主機(jī)原理框圖</p><p>　　圖4-8中說(shuō)明AT89C51由鍵盤1控制，當(dāng)有鍵下時(shí)傳送給AT89C51，同時(shí)AT89C51接收到無(wú)線信號(hào)接收系統(tǒng)傳來(lái)的信號(hào)，此時(shí)AT89C51將信號(hào)傳遞給LCD進(jìn)行顯示，通

111、過(guò)RS-232接口送給PC機(jī)，并且可以送給語(yǔ)音報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。</p><p>　　圖4-8 主機(jī)原理框圖</p><p>　　4.2.2、從機(jī)檢測(cè)原理框圖</p><p>　　圖4-9中AT89C51由鍵盤2控制，當(dāng)有機(jī)器發(fā)生故障按下按鈕，將送給AT89C51，此時(shí)AT89C51將進(jìn)行三部分工作，一部分送給LED進(jìn)行顯示，一部分進(jìn)行無(wú)線信號(hào)發(fā)射，另一部分則可以進(jìn)