基于PIC單片機的病房呼叫系統設計

0 引言
病房呼叫系統是一種應用于醫院病房、養老院等地方，用來(lái)聯(lián)系溝通醫護人員和病員的專(zhuān)用呼叫系統，是提高醫院護理水平的必備設備之一。病房呼叫系統的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，歷來(lái)受到各大醫院的普遍重視。它要求及時(shí)、準確可靠、簡(jiǎn)便可行、利于推廣。
目前市場(chǎng)上存在著(zhù)許多種型號不一功能各異的醫院病房呼叫系統，主要為兩大類(lèi)：有線(xiàn)式和無(wú)線(xiàn)式。傳統的有線(xiàn)式病房呼叫系統往往采用集中式結構，電源線(xiàn)、數據通信線(xiàn)、語(yǔ)音通信線(xiàn)分開(kāi)傳輸，具有鋪設線(xiàn)路較多、成本高、安裝調試困難、實(shí)時(shí)性差、故障率較高等缺點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)式病房呼叫系統不存在鋪設線(xiàn)路的問(wèn)題，但是可靠性差，而且無(wú)線(xiàn)電波會(huì )干擾其它醫療儀器設備，目前大多數醫院不采用此類(lèi)無(wú)線(xiàn)呼叫系統。
本文設計的是以單片機為核心的病房呼叫系統，整個(gè)系統只需一條兩芯屏蔽線(xiàn)，主機通過(guò)向各分機提供的電源線(xiàn)實(shí)現數據通信和語(yǔ)音通信，最多可容納100臺分機，采用多種軟、硬件抗干擾措施，使得系統抗干擾能力強、實(shí)時(shí)性好、可靠性高、成本低。

1 設計方案
該設計方案是由主機、分機和顯示三部分構成。系統總結構框圖如圖1所示。主機主要是控制與各分機之間的通信與通話(huà)，使整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )系統協(xié)調工作，具體包括將請求通話(huà)分機的分機號送到顯示控制板的主控芯片中進(jìn)行顯示；無(wú)通話(huà)請求時(shí)控制顯示屏顯示時(shí)鐘；控制主機的通話(huà)、系統的復位以及系統自檢。分機主要是將自己的分機編碼號發(fā)送給主機，向主機發(fā)出通話(huà)請求，控制通話(huà)線(xiàn)路及復位本機。顯示分為兩部分，一是顯示控制板顯示呼叫過(guò)的分機號，由對應的發(fā)光二極管顯示；對復位矩陣掃描并對該矩陣進(jìn)行譯碼；通過(guò)復位按鈕將顯示復位。二是顯示屏顯示呼叫的分機號碼。通信方式采用串行異步半雙工通信方式。

2 系統硬件設計
2．1 控制芯片的選取
主機控制芯片是整個(gè)系統的核心，它控制著(zhù)系統的數據通信、語(yǔ)音通信、信號顯示、時(shí)鐘顯示、故障自檢等功能。MCS-51系列單片機總線(xiàn)技術(shù)開(kāi)放，開(kāi)發(fā)、仿真設備多，價(jià)格低廉，同時(shí)該系列單片機進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間早，匯編語(yǔ)言指令書(shū)寫(xiě)形式與Intel公司8位通用微處理器接近，很容易被接觸過(guò)Intel通用微處理器匯編語(yǔ)言的用戶(hù)所接受。因此，本設計采用的是MCS8051單片機。
分機控制芯片主要是控制分機的數據通信和給音頻鎖相環(huán)供電，控制任務(wù)比較簡(jiǎn)單，因此在能保證完成設計功能的前提下考慮設計的成本；同時(shí)，分機是安裝在每個(gè)病床邊，要求體積不能太大?；谝陨弦蛩?，本系統分機選用PIC12C508單片機作為控制器。

顯示主控芯片的選擇有多種方案，因為51類(lèi)單片機有許多種，但由于系統設計要求是在滿(mǎn)足功能的前提下本著(zhù)簡(jiǎn)單實(shí)用與高性?xún)r(jià)比的原則，同時(shí)希望所選元器件體積小、編程方便。通過(guò)比較，顯示主控芯片選擇51類(lèi)的AT89C2051，它能很好地滿(mǎn)足系統的功能需求。