无线病床系统呼叫系统的总体设计方案

无线病床系统呼叫系统的总体设计方案

一、总体方案

当有患者通过从机发出呼叫请求时，放在值班室的主机能及时地收到患者的信息，并伴有声音、灯光警示。医生能够根据显示信息快速地定位患者的位置，从而做出有效的反应和措施。总体结构如图1所示。

图1 总体结构图

二、各个单元模块选择

1．控制模块

方案一: 采用 SPCE061A 单片机来实现，此单片机I/O 接口比较多，虽然易于扩展外围电路，但不方便位寻址，且没有总线。开发板集成了语音播报的硬件，通过软件编程即可以用于语音采集和播报。 但内部开发函数不是很了然，且占用内存太大， 且模组比较贵，不经济，性价比比较高。

方案二：采用现在比较通用的 51 系列单片机。51 系列单片机的发展已经有比较长的时间，应用比较广泛，各种技术都比较成熟，虽然处理速度不是很快，但资料丰富，系列之52单片机，内部集成8kflash 空间，256BRAM 区，足以实现设计程序，不需要外扩，而且其最小系统板已经设计好，不需要附加太多的外围电路，可以方便可靠的使用。本设计需要网络控制，需要多块控制板，单价也要考虑在内，51系列单片机造价低，不会耗费太大开销。 综合考虑我们选用方案二。

从 机

1 STC89C52

按 键

NRF2401

从 机

2 STC89C52

按 键

NRF2401

主 机

STC89C52

NRF2401

蜂鸣器

LED 灯 按 键 LCD 屏

2．通信模块 3．显示模块

方案一：LCD12864，带中文字库的128X64 是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体 中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192 个16*16 点汉字，和128 个16*8 点ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点 阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶 显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

方案二：LCD1602也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM ，显示效果也不好）。

4．按键模块

系统不需要频繁输入，键盘按键只需要4个独立按键即可。

5．声音模块 6．灯光模块

2.2 蓝牙电子密码锁的整体框图

图2-1 系统框图

本设计采用手机蓝牙键盘作为输入，STC89C52单片机作为主机， 发光二极管模拟锁具的开关。根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块:手机蓝牙输入模块、掉电储存、运算主机、模拟门锁等。系统整体框图如图。

掉电储 存器

手机蓝牙输入

STC89C52

LCD 显示

发光二极管模拟门锁的开关

2.3 蓝牙电子密码锁各单元模块功能

2.3.1显示模块：

通常所说的12864LCD显示块是所说的点阵液晶显示模块，就是由128*64个液晶显示点组成的一个128列*64行的阵列，所以也就叫成了12864。每个显示点都对应着有一位二进制数，0表示灭，1表示亮。存储这些点阵信息的RAM被称为显示数据存储器。如果要显示某个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到对应的存储单元中。图形或汉字的点阵信息是由自己设计，这时候问题的关键是显示点在液晶屏上的位置与其在存储器中的地址之间的关系。

显示点在64*64液晶屏上的位置由列号（line,0~63）与行号（line,0~63）确定。512*8 bits RAM中某个存储单元的地址由页地址（Xpage,0~7）和列地址（Yaddress,0~63）确定。每个存储单元存储8个液晶点的显示信息。

由于多数液晶显示模块的驱动电路是由一片行驱动器和两片列驱动器构成，所以12864液晶屏实际上是由左右两块独立的64*64液晶屏拼接而成，每半屏有一个512*8 bits显示数据RAM。左右半屏驱动电路及存储器分别由片选信号CS1和CS2选择。（少数厂商为了简化用户设计，在模块中增加译码电路，使得128*64液晶屏就是一个整屏，只需一个片选信号。）

如如果点亮12864的屏中（20，30）位置上的液晶点，因列地址30小于64，该点在左半屏第29列，所以CS1有效；行地址20除以8取整得2，取余得4，该点在RAM中页地址为2，在字节中的序号为4；所以将二进制数据00010000（也可能是00001000，高低顺序取决于制造商）写入Xpage=2，Yaddress=29的存储单元中即点亮（20，30）上的液晶点。

这是为了为了使液晶点位置信息与存储地址的对应关系更直观关，将64*64液晶屏从上至下8等分为8个显示块，每块包括8行*64列个点阵。每列中的8行点阵信息构成一个8bits二进制数，存储在一个存储单元中。（需要注意：二进制的高低有效位顺序与行号对应关系因不同商家而不同）存放一个显示块的RAM 区称为存储页。即64*64液晶屏的点阵信息存储在8个存储页中，每页64个字节，每个字节存储一列(8行)点阵信息。因此存储单元地址包括列地址（Yaddress,0~63）和页地址（Xpage,0~7）。就这样就可以实现了数和字母的显示如果程序编写正确就可以在屏上显示我们想要的数字和字母。从而实现了功能。

2.3.2存储模块：

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST 公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。AT24C02支持IC，总线数据传送协议IC，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为

发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。就这样实现了密码锁密码的存储。

2.3.3蓝牙模块：

HC-06蓝牙串口模块主要是用来代替普通串口线使用，使有线传输变为无线传输。用户使用时候主要就是使用蓝牙模块上的4个接口，VCC电源接口，GND接地，TX模块串口发送脚，RX模块串口接收脚。VCC是3.3电压供电。串口电平为TTL电平。模块要一主一从，主机和从机分别接在你想通讯的两个设备上。通过7.5v电池供电，经7805降到3.3v，通过手机软件，经蓝牙发送数据给HC-06，控制单片机P1口电平。晶振频率要调成一致。