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基于单片机的医院呼叫系统设计.rar-单片机文档类资源-CSDN下载1、资源内容：毕业设计lun-wenword版10000字+；开题报告，任务书2、学习目标：快速更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/Holidaylive/85046773

1  引言

伴随着科学技术的快速发展，人们对医院医疗水平和服务质量的要求也越来越高，特别是紧急情况下，医护人员能否对病患进行及时诊断或救助至关重要，直接影响到医院的医疗水平和服务质量。该系统的设计主要分为两部分：接收主机和发.................

1.1  研究背景

我国人口数量巨大，医疗资源紧张，随着医院医疗体制改革的不断深化和科学技术的快速发展，现代医院护理对于紧急医疗状况的病患需要快速、及时的获知并处理来确保生命安全，医护人员则通过蜂鸣器报警及液晶显示屏来获取求助信息，并及..............

1.2  研究目的和意义

病房呼叫系统是一种紧急呼叫工具，病患可以向医护人员寻求诊断和帮助，也是提高医院的医疗保健水平的必备设备之一。本系统的设计可以实现病患对护士站的护士的呼叫，具有响铃报警、显示呼叫房床号、医护人员响应等功能，使医生和..............

当今社会由于人们生活水平的提高，对关乎生命的医疗服务业需求也越来越高，病房呼叫系统的质量好坏又直接关系到病患的生命安全，因此一直受到各大医院的广泛关注，本病房呼叫系统的建设“以病患为中心”为原则，方便........................

1.3  研究内容与方法

为了改善有线病房呼叫系统的不足，在无线病房呼叫系统的设计中采用了以STM32为核心研发的呼叫系统。研究内容主要有以下几个方面：

（1）系统方案设计。本系统选用模块化方法进.................。

（2）系统硬件设计。其内容包含单................

（3）系统软件设计。其中含有主程序流..................

为了实现的该系统设计的功能，按照以下方法来实.....................：

（1）功能模块的划分，各功能模块的电路原理图的设计。

（2）控制芯片的选择。

（3）各功能模块软件的调试以及整个系统的调试。

（4）另一方面，在满足系统性能指标.................

2  系统总体方案设计

2.1  无线呼叫系统的总体构成

病房呼叫系统的开发是基于国内外相关技术的发展，同时结合我国医院病房监护的实际情况，以满足病患的要求，并充分考虑其安装成本和稳定性，该.....................

本系统的构成分为两大部分：主机和从机。每个病房都设有多个从机，多个从机处于等待外部呼叫信号的状态，当病患按动安装在床头的呼叫按键进行呼叫请求时，OLED显示屏显示病患的床位号，蜂鸣器发出声音进行报警提醒医生或者护士，主机由........................

图2-1  呼叫系统框图

2.2  系统基本的工作过程

本系统的设计分为从机和主机两大部分。呼叫从机安装在病床旁由病患所有，接收主机则安装在护士站由医护人员所有。如果病患突发紧急情况或请求帮助时，通过从机上的呼叫按钮呼叫医护人员，从机上的STM32完成编码并经由无线网络的数......................

3  医院呼叫系统硬件电路设计

病房呼叫系统主要由OLED显示模块、电源模块、键盘模块、语音模块、报警模块和无线收发模块组成，通过无线网卡发送信号是电路主机部分设计.....................

无线病房呼叫系统所采用的芯片为STM32F103是STM32系列当中的一....................

3.1  STM32最小系统电路设计

STM32最小系统包括控制芯片、电源电路、晶振电路、复...................

图3-1  STM32最小系统原理图

STM32F103系列芯片的CPU即Cortex--M3内核，除了内核，还设有GPIO、 USAR....................

表3-1  芯片介绍

单片机	核心处理器	时钟频率	存储容量	类型
STM32F103C8T6	ARM Cortex-M3	72MHZ	128KB	闪存

STM32芯片主体系统由驱动单元和被动单元构成，其中，各种总线是指令和数....................

晶振电路提供了基本的系统时钟为主控制芯片，外围的工作及CPU的工作都根据这个时钟，电容的作用是确保晶振所输出的振动频率是.............

表3-2  系统时钟的选择

SW	SW=00	SW=01	SW=10
系统时钟	内部时钟	外部时钟	锁相环

STM32支持三种复位的方式：系统复位、源复位、备份区域复位。

系统复位将复位所有寄存器至它们原本的初始..........................

表3-3  系统复位方式

电源复位重新设置除备份区域外的所有记录，只要有下列事件发生，产生电源复位[5]，如表3-4所示。

表3-4  电源复位方式

所有这些复位源都作用于NRST引脚上，并在复位延迟期间保持低水平，对于外部复位，当NRST处于低电平时，即复位信号产生。提供给设备的系统复位信号均由NRST引脚发出[6]，脉冲发生器的复位周期应保证至少20秒。

备份域复位有两个特别的复位，其复位只影..........

表3-5  备份域复位方式

复位方式	1	2
备份域复位	软件复位，备份区域复位可由设置备份域控制寄存器(RCC_BDCR)中BDRST位产生	在VDD和VBAT两者掉电的前提下，VDD或VBAT上电将引发备份区域复位

下载电路是JTAG接口，原理图如图3-2所示，有四个引脚，作用是给单片机下载程序以及在线调试，它是一种通过专用的JTAG测试工具和调试内部节点[7]，用于测试芯片内部..............

图3-2  JTAG原理图

启动配置电路，如图3-3所示，配置为最常用的FLASH为启动领域。BOOT0、BOOT1是单片及STM32的芯片上的两个引脚，这两个引脚在芯片复位时的...................

图3-3  启动配置电路图

表3-6  STM32的三种启动模式

   3.2  系统电源电路设计

电源是整个系统工作的基础，是正常运行最基本的保障。也是电路关键的一部分，考虑...............

由于单片机和串口均为低功耗器件，其工作电压为3.3V，将接口的5V电源经过一对电容滤波后发送到AMS117-3.3芯片上进行电压稳定，稳压之后同理经过一................

图3-4  电源电路原理图

3.3  无线收发模块电路设计

有关无线收发模块的设计,选用新型的广泛的2.4GHZ无线收发芯片NRF24L01，采用SPI通信，主打高频率，低功耗，传输可靠性高，可以连接到各种单片机芯片，其使用范围广泛的原因有以下三点：（1）通用性强（2）兼容性强（3）物理尺寸小。它的主要功能.............

MCU通过SPI接口，将NRF24L01芯片配置成四种工作模式[9]，具体如表3-7所示。

表3-7  NRF24L01的四种工作模式

将NRF24L01无线收发模块分别装于主机和从机。来实现主机和从机之间双向信息的传递，无线收发模块通过串口与STM32之间通信。当病患进行呼叫请求时，呼叫...............

图3-5  NRF24L01电路原理图

3.4  显示模块电路设计

为了快速的反馈信息，使显示更加直观，数字化显示的智能仪器是医院不可缺少的部分，因此无线病房系统的采用OLED显示屏，平时若没有呼叫传入时，显................

主机采用OLED显示器，多种接口方式，最多支持五种，只要3.3V电压就可正常工作，它的优点在于OLED显示屏的响应时间短，便于汉字显示的同时显示相关的数字信息。液晶显示单元以往采用七段数码管显示，当显示信息量多且更复杂时，不能很.........

图3-6  OLED电路原理图

OLED采用自发光原理不需要背光源，所需材料少，制作步骤少，所以在成本大幅度降低，能满足本系统的需求。因此，它广泛应用于低成本低消耗单片机系统。引脚功能如表3-8所示。

表3-8  OLED引脚阐明

.5  报警模块电路设计

无线病房呼叫系统不仅要将呼叫信息实时显示在显示屏上，而且为避免医护人员出现失误或人员紧急等问题的发生，同时蜂鸣器报警来提示医护人员有...............

蜂鸣器是一种专门发声的器件，通常采用直流电压供电，广泛应用于报警器、定时器等电子领域。只要达到蜂鸣器得额定电压，它就会发出声音，蜂鸣器虽功能最简单但完全符合发声需要，我们只需要一个音频来实现提醒作用即可，同时在经济成本上划算很..................。

图3-7  报警模块电路图

3.6  键盘模块电路设计

键盘按照结构原理科分为两类，一类是触点式开关按键，另一类是无触点式..................

独立按键式直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点式每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其他I/O口线的状态。独立式按键...................

图3-8 独立键盘电路图

3.7  语音模块电路设计

为及时了解病患的需求，使服务更快捷的同时医护人员也能在短时间内快速作出应对措施，因此，语音通话功能是提高医院工作效率和服务质量................

（1）I2S Philips标准。
（2）MSB对齐标准。
（3）LSB对齐标准。
（4）PCM标准。

  在四种不同标准中本系统中我们使用的PCM标准。支持全双...................

语音采集模块如图3-9所示，由于原声音信号经过麦克风传入时比较微弱，要在LM358中放大并发送到单片机STM32，增大声音的音量，并在STM32中内...................

LM386是一款低功耗低电压音频集成功放元器件，具有其...............

图3-9  语音采集电路图

图3-10  语音播放电路图

3.8  整体电路设计

本无线病房呼叫系统整体由单片机STM32、OLED显示模块、NRF24L01无线传输、蜂鸣器、声音采集和声音播放以及................

图3-11  整体电路原理图

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4  医院呼叫系统软件设计

该系统的软件设计成可分为主程序的设计、按键模块的设计、语音通话模块的设计、OLED显示模块及双向无线收发模块的设计。系统软件的设计是本系................

4.1  呼叫系统主程序设计

当病房的呼叫系统启动时，先检查电源状态，初始化单片机STM32、OLED显示装置、蜂鸣器、声音传送和所有线路模块，给单片机设定定时初值，...............

图4-1  主程序流程图

4.2  无线收发模块程序设计

SPI口对NRF24L01输出功率频道进行设置，无线通信功能主.....

一套完整的无线通信系统至少需要编写以下两部分程序：NRF24L01发送端程序和NRF24L01接收端程序。其中，发送端通过NRF24L01模块产....................

 图4-2  无线收发模块流程图

4.3  语音模块程序设计

语音模块采用I2S音频协议，它是通过一个同步串行通信接口，使用3路信号。

首先，激活PCM录音模式，加载PATCH。

其次，读取PCM数据，从SCI_HDATO.................

最后，因为FATFS，在本文件被创建后，使用F_CLOSE，来储存文件。

启动时，首先进行初始化，同时扫描字库，其次在检查SD Kagan目录下，Reco.................

图4-3  语音模块流程图

4.4  显示模块程序设计

OLED.款显示图像、数字和专用符号而设计的显示屏。是程序设计至关重要的一部分，..............

1. 建立单片机STM32F103的I/O接口与OLED模块相连接。

（2）进行初始化OLED模块。

（3）通过函数进行程序编写将想要的信息显示到OLED模块上。

（4）最后执行OLED清屏，此显示任务正式完成。

图4-4  显示模块流程图

4.5  键盘模块程序设计

独立式按键的软件常采用查询式结构。

程序设计的核心是先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为..................

首先运行该系统，初始值为0，如果为低电平，则表示按下了相应的键盘，初始值.................

上述过程是一个循环过程。首先需要进行初始化对键盘模块的所有程序，初.................

图4-5  键盘模块流程图

4.6  系统调试

首先，对无线病房呼叫系统源程序进行调试，根据病房呼叫系统的各模块................

其次，把程序写入到实物中，启动电源，当一号病床呼叫键被按下，无线收发模块接收到从机发来的信号，蜂鸣器报警，对应的指示灯被点亮，OLED显示...............

在系统调试过程中，为了减少出错的几率以节省时间，首先要对一个模块一个模块的进行调试来减少错误率，在每个模块完成调试确保无误的前..................

图4-6  呼叫系统实物图

5  总结和展望

5.1  总结

基于STM32医院无线呼叫系统具有很强的实用性，该系统特有的无线呼叫将大大简化系统的安装过程，在减少成本的同时提高了系统可靠性和灵活性，方便了..................

5.2  展望

在系统调试过程中出现了许许多多的问题，同时程序调试.....................

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