基于单片机的病床呼叫系统-毕业论文(4)

******毕业设计 (2)行反转法的原理[12]。

行反转法也是识别闭合键的常用方法，它的原理如下所述。这了叙述方便，以4×4=16键的键盘为例。图4.6是行反转法的工作示意图：

图 4.6 行反转法连接图

从图中可以看到，用行反转法识别闭合键时，要将行线接一个并行口，先让它工作为输出方式，将列线接到一个并行口，先让它工作在输出方式。程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送低电平，然后读入列线的值。如果此时有某一个键被按下，则必定会使某一列线值为0，然后，程序再对两个并行端口进行方式设置，使接行线的并行端口工作在输出方式，而使接列线的并行端口工作在输出方式，并且将刚才读得的列线值从所接的并行端口输出，再读取行线的输入值，那么，在闭合键所在的行线上的值必定为0。这样，当一个键被按下时，必定可以读得一对惟一的行值和列值。在键盘设计时，除了以键码的识别以外，还有抖动问题需要解决[13]。

有软件方法可以很容易解决抖动问题，这就是通过延迟来等待抖动消失，这之后，再读入键码。

4.2.2.3 显示电路设计

在LED的点阵显示中，已经详细介绍了显示的原理，此外还需要知道显示驱动程序。显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定，1/16扫描显示屏的刷新率（帧频）计算公式如下：

刷频率（帧频）=1/16×T0溢出率

=1/16×f/12（65536-t）

其中f位晶振频率，t为定时器T0初值（工作在16位定时器模式）。

然后显示驱动程序查询当前燃亮的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据打入输出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，重新打开显示。图4.7为显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图：

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进入中断 定时器赋初 ·Up 读取行号并增加1 ·Down 送新行显示数据 消隐 ·Ok 切换显示数据 发送新行号，打开显示 退出中断 图4.7 显示驱动流程图 图4.8 控制按键

4.2.2.4 控制电路设计

三个控制按键分别接p3.2 ，p3.3，p3.4口（如图4.8所示），当有呼叫发出时，值班室人员收到相应信息后，可按下“响应按钮”，单片机执行中断程序。

4.2.2.5 示警电路

报警电路由一个led灯与p3.1口相接，当有键按下时，有信号输入，灯亮示警，提醒值班人员有病人出现紧急情况。

4.3 系统软件设计

4.3.1 设计的软件环境简介 4.3.1.1 Keil c

对于AT89C51的控制设计，以Keil c软件编程环境，以proteus软件为电路仿真设计环境。二者的结合为该系统的设计提供有利条件。Keil c软件界面，如图4.9所示：

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图4.9 Keil_c软件界面

该软件是一款集编程和仿真于一体的软件，它支持汇编、C语言及二者的混合编程

[14]

。

4.3.1.2 Proteus ISIS

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于

Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。

该软件的特点是：

（1）全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。

（2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS－232动态仿真、I2 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等[13]。

（3）目前支持的单片机类型有：ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

（4）支持大量的存储器和外围芯片。

总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大 ，可仿真ARM、51、AVR、PIC[15]。

Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图所示，包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。

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图4.10 电路仿真界面

运行Proteus程序后，进入软件的主界面。通过左侧工具栏中的P(从库中选择元件命令)命令，在Pick Devices 左侧窗口中选择所需元件的关键字，然后放置元件并调整方向和位置以及参数设置，最后进行连线[16](图4.10 电路仿真界面)。

4.3.2 系统程序设计

4.3.2.1 系统主程序设计的流程如图4.11所示：

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******毕业设计 图4.11 系统主程序设计的流程

主程序程序描述：

首先对各存储单元初始化，设定定时初值，接着判断清零键，看是否按下，若按下，则清零，然后继续扫描键盘，如扫描到键盘有键按下，则调用计数显示子程序，循环显示病床号时，要判断标志位是否为1，若为1，则表示已经按下，则不响应，如为0，则调用循环显示病床号子程序，循环显示病床号，接着定时一秒。最后，清除定时一秒，准备下一次的定时。

4.3.2.2 显示电路流程图

调显示子程序 返回 图4.12 按键总数显示程序流程图 图4.13按键循环显示子程序

计算键值子程序 开始 初始化 N 键标志为0? 标志位是 否为1？ N (COUNTER)+1 INC FLAG Y 40个单 元扫描完？ N 调BCD调整子程序 Y N 定时是否 达到1S？ Y 调显示子程序 存储单元加1 显示程序描述

（1）按下键总数显示子程序描述（图 4.12 按键总数显示程序流程图）

把按键数存储单总元（COUNTER）的值经过BCD调整后十位和个位分别送（7AH）（7BH），调用显示子程序显示按键总数。

（2）循环显示病床号子程序描述（图 4.13按键循环显示子程序）

首先判断标志位是否为0，若为0，则表对示应的存储单元里没有值存入，则再检

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