基于51单片机的医院病房紧急呼叫系统(无线+语音)(3)

2018-12-27 16:33

3.2电源电路

示器LCD1602,语音电路和无线收发模块。

从机整个电路比较简单,其电路图如图图3-1-2所示

图3-1-2 从机电路图

决定了电压输出的稳定性,它主要解决的是整流,滤波问题。本电源的设计采用

电路板连接的。下面就依次介绍电源电路,单片机系统,主机功能按键,液晶显

由于语音电路设计要求比较苛刻,所以设计中主机是通过语音接口与额外的语音

个状态,排阻的作用是起上拉作用,增大单片机的电压,增强模块的发射能力。

主机和从机两个系统中都用到了三极管2N3906和2N3904,它们连接在一起作为

因为单片机工作电压为直流+5V,且底层电路功耗很小。电源的设计的好坏

一个输出+9V的变压器,经过4个稳压二极管IN5408桥型连接整流,便可得到比

整个医院紧急呼叫系统的电路图就是上面的两个图,它包括主机的和从机的。

开关功能使用。其中四非门反相器MC74HC04AN的作用是防止主机一直处于同一

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较稳定的直流电压,使用4700uF的大电容除去直流电压的低频噪声(原则上电容越大越好),低频滤波后采用7805三端稳压片稳压,稳压以后再进行一次高频滤波,以便除去电压的高频噪音和纹波,可采用0.1u或0.01u的小电容解决。具体电路如图3-2:

图3-2 电源电路图

3.3主控芯片单片机

单片机是电子设计中经常用到的主控芯片,也是大家比较熟悉的芯片,本系统设计中采用的是型号为AT89S52的单片机,它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。

单片机的引脚图如图3-3

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图3-3 单片机引脚图

3.4主机功能按键介绍

主机功能按键共有6个,3个用于主要模块,其余3个用于语音芯片ISD4004的有关设计。3个按键中,一个做回复键,用于回复从机;两个用做上下翻键,用来查询最近呼叫过的号码;语音部分的3个按键,一个录音键,按键按下时便可录音;一个放音键,按下时便开始放音,也可以是在有信号时自动放音;一个清除键,可清除重新录放。这6个功能键可以完成主机的全部功能的使用。

3.5液晶显示器1602

液晶屏显示模块与数码管相比,它显得更为专业,外观更漂亮,更节约电能,显示功能也更强大,因而设计选用液晶显示器。液晶显示屏以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、使用方便等诸多优点,在仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

3.5.1电路设计

本设计中用到的液晶为LCM1602,这是个字符型液晶模块,一种常用的2行

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16个字的液晶模块,它的显示功能比较丰富,通过不同的地址编码,既可以显示出不同的阿拉伯数字、英文字母的大小写,还可以显示出常用的符号和日文假名等。每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。它的电路设计比较简单,八个数据线口可以直接和单片机的口相连,用它的第三脚V0口接一个20K的精密滑动变阻器便可以对它的亮度进行调节,使显示的字符更清晰。典型的结构如图图3-5-1

图3-5-1 液晶显示器1602

3.5.2 LCM1602引脚及其功能介绍

LCM1602共16个引脚,各个引脚功能如下:

第1脚:VSS为地电源。

第2脚:VDD接5V正电源。

第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚:RW为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。

第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。

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第15~16脚:为背光的阳极脚和阴极脚,如果模块是不带背光的,则为空脚。 具体控制指令如表3-5-1

表3-5-1 1602指令表

序号 指令 1 2 3 4 5 6 7 8 9 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关控制 光标或字符移位 置功能 置字符发生存贮器地址 置数据存贮器地址 读忙标志或地址 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 BF 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 * 1 I/D S D C B * * 1 S/C R/L * DL N F * 字符发生存贮器地址 显示数据存贮器地址 计数器地址 要写的数据内容 读出的数据内容 10 写数到CGRAM或DDRAM) 1 11 从CGRAM或DDRAM读数 说明:1为高电平、0为低电平

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3.6语音电路

本设计用到的语音电路以录音芯片为ISD4004为核心,进行外围电路展开设计,其中还包括一个功放电路LM386,它的作用是使播放出来的语音更清晰,声音更洪亮,配一个精密可调电阻可以对它的音量进行调节,可大可小,直到人们满意为止。ISD4004的工作电压为直流+3V,所以用可调正电压集成稳压器LM317,通过对它的电路设计,设计出满足语音芯片ISD4004的电压,其压差在负载电流为800mA时为1.2V,通过电路设计使其输出为+3V。

3.6.1语音电路图设计

语音电路的设计比较复杂,调试起来也很麻烦,而且很容易受到各种噪音的干扰,影响录放音的音质效果,即使是布线布得不恰当,也会影响音质,因此有很多地方都很需要讲究。本电路的设计,在麦克风的接口处,各接一个104的小电容来对录音时的高频杂音、毛刺等进行过滤,在源头上杜绝了噪音的产生。对于喇叭的连接,采用传统的功放电路,使音质更清晰,播放效果更好。在布线方面,为了避免噪声干扰,杜绝了布线时采用90°的直角,电源线尽量远离ISD4004

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