基于单片机的医院呼叫系统设计
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目 录
摘要---------------------------------------------------------------- I
ABSTRACT----------------------------------------------------------- II
1 引言------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景-------------------------------------------------- 1
1.2 研究目的和意义-------------------------------------------- 1
1.3 研究内容与方法-------------------------------------------- 2
2 系统总体方案设计------------------------------------------------- 3
2.1 无线呼叫系统的总体构成------------------------------------ 3
2.2 系统基本的工作过程---------------------------------------- 4
3 医院呼叫系统硬件电路设计----------------------------------------- 5
3.1 STM32最小系统电路设计------------------------------------- 5
3.2 系统电源电路设计------------------------------------------ 8
3.3 无线收发模块电路设计-------------------------------------- 9
3.4 显示模块电路设计----------------------------------------- 10
3.5 报警模块电路设计----------------------------------------- 12
3.6 键盘模块电路设计----------------------------------------- 12
3.7 语音模块电路设计----------------------------------------- 13
3.8 整体电路设计--------------------------------------------- 15
4 医院呼叫系统软件设计-------------------------------------------- 16
4.1 呼叫系统主程序设计--------------------------------------- 16
4.2 无线收发模块程序设计------------------------------------- 17
4.3 语音模块程序设计----------------------------------------- 18
4.4 显示模块程序设计----------------------------------------- 19
4.5 键盘模块程序设计----------------------------------------- 20
4.6 系统调试------------------------------------------------- 21
5 总结和展望------------------------------------------------------ 22
5.1 总结----------------------------------------------------- 22
5.2 展望----------------------------------------------------- 22
参考文献----------------------------------------------------------- 23
致谢--------------------------------------------------------------- 25
附录--------------------------------------------------------------- 26
1 引言
1.1 研究背景
1.2 研究目的和意义
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.....................:
(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.....................
2.2 系统基本的工作过程
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...................
STM32F103系列芯片的CPU即Cortex--M3内核,除了内核,还设有GPIO、 USAR....................
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.............
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..........................
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。
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..............
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...................
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................
3.3 无线收发模块电路设计
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。
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...............
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................
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。
.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...............
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...................
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...............
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................
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,...............
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....................
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。
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.................
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,..............
(3)通过函数进行程序编写将想要的信息显示到OLED模块上。
4.5 键盘模块程序设计
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.................
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..................
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.....................
本文介绍了在设计的过程的关键点,供大家参考学习,如果有错误或者不明白的可以直接私信作者,或者添加微信biyezhan007。
最后说一下,如果大家对硬件和编程感兴趣,可以点击牛客网这个连接看看,是个不错的学习网站,是学长推荐给我的,因为之前找工作的时候没有太多经验,也不知道怎么准备,去哪里搜资源,走了很多弯路,所以推荐给大家,当初在上面大量刷题还看了好多面试经验等,反正上面有很多课程+刷题+面经+求职+讨论区等资源,关键里面的资源全部公开免费,不用花钱,希望能帮助家!
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