基于51单片机的医院病房紧急呼叫系统(无线+语音)(6)

2018-12-27 16:33

进入中断 关中断,指示灯亮 接发数据 Temp是否为0x00,0x0f Y N 报警标志jieshou置1 Y Temp是否与自己的地址相同 呼叫次数加1 应答标志清零 N 全部数据后移 保存当前信息 Flag=1 中断返回

图4-2 主机接收数据中断子程序流程图

4.2从机程序流程图

分机程序较简单,其主程序流程图及串行发射中断子程序的流程图分别如图图4-3,图4-4

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初始化寄存器 Y 是否有键按下 发送信息 N

图4-3 分机主程序流程图

进入中断 接收数据 是否与本机地址相同 Y 灯亮 蜂鸣器响 N 中断返回

图4.3 分机发射数据中断子程序流程图

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第五章 系统测试与分析

5.1

系统设计过程

经过一段时间的资料查阅,明确了毕业设计的方案,也逐渐了解到了一些主要芯片的技术资料。经过使用专业的电路制图软件Protel DXP来设计原理图,然后导入PCB图进行布线和元器件的位置摆放,其中既要考虑美观,干扰等问题,也要考虑到元器件的封装是否和实际器件相匹配。遵守布线地线大于电源线大于信号线的原则,把几个模块所用到的器件集中摆放在一起,以便进行单个模块的调试。在制作电路板的时候,在打印PCB图之后进行压板,如果出现压制到铜板的线路不清楚或有断开的现象,应用油性笔画好补上,等油干之后采用盐酸与酸氧水配置的药水进行泡板。泡板之后应对废液进行回收,保护好环境。然后打孔,对不同的封装孔,采用不同的钻孔针。之后用砂纸擦去铜上的碳粉,涂上用酒精和松香配置的松香水,因为这样可以帮助焊接锡。最后是焊板,焊接时间不应太久,以免烧坏芯片或元器件,焊接时杜绝虚焊。这样一块电路板就制作完成了,接下来的就是单个模块的调试。

5.2

单个模块的调试

制作好硬件之后,就进行软件编程,把两者结合起来对每一个模块进行调试。各个模块包括液晶显示器1602,语音模块的录放音,以及无线收发模块的接收和发射三个大模块。

1602的的调试相对而言是比较简单的,只要熟悉了它的那些指令,线路连接正确,便可以显示出数字和字符。通过对它的地址码的编程,让它显示出所需要的数字,能够进行简单的上下翻查询就算是成功了。刚开始的时候没有字符显示,但是换成别的1602就可以显示,初步判定是不同1602对背光的要求不同,在烧入正确的1602测试程序下不断的调节精密可调电阻的阻值之后,1602就能够正常的显示。实践表明只要主机一收到来自分机的信号,液晶显示器则自动显示被呼叫的号码,被呼叫的次数。同时,还可以通过主机上的上下翻键来查询最近呼叫的八组号码。

语音电路的调试有些复杂,不仅要能录音,放音,而且要让所播放的声音清晰,没有杂音,电路工作时也不能出现的一些沙沙的噪音。噪音的产生主要来源是在硬件上,所以硬件的设计至关重要。最初做的电路板能够录放音,但是却出

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现了在录音的时候放音的部分也在放音的奇怪现象,这说明语音工作存在很大的噪音干扰,录音的质量不高。通过查资料得知语音芯片4004对地的连线要求很高,对于地线要求一点接地,最后在参考了别人的电路的基础上通过不断的改进电路的地线达到了不错的音质。语音芯片4004对电源的要求也是很苛刻的(3V),最初设计是用稳压管达到3V的作电压的,但实际上达不到想要的效果,稳压管发热坏掉了,看了模电书才知道问题出在没有对稳压管进行保护电路的设计,因为要设计的话要知道语音芯片4004的许多工作特性,所以我改用LM317进行调节电压。在外接麦克风的时候为了达到改好的效果要先接上两个瓷片电容去除高频噪声和毛刺。在语音方法方面,采用功放芯片LM386组成功放电路对音频进行放大,从而满足人们切合实际的音量。在主机上一按下录音键,则开始录音并自动存储起来,当无线接收模块接收到信号时,语音电路便开始自动放音,播放预先存储的音频。其中由于收到附近的电磁干扰和电路本身设计的因素,不可避免的有些噪音信号干扰。但是经过无数次的调试,依靠软件的驱动,它的基本功能还是得以实现。

无线通信模块是中心,是重点,如果调试不成功也就无法达到无线呼叫的功能了。起初以一块只有接收功能,一块只有发射功能的两块小板作为调试对象,进行模块的单独调试,能过LED的指示来判定是否发送和收到数据,起初没有任何的效果,仔细阅读了PT2262和PT2272的相关资料才明白PT2272的VT脚(解码有效确认 )输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态),而单片机不能判别上升沿的电平,只能判别低电平和下降沿,所在改进时在VT脚到INT0脚之间加了一个非门,还有就是PT2262的电源是一直在上电的,要是这样的话PT2262就一直在发送数据,而且数据不是我们想要的,因为模块上PT2262的使能脚没有帮我们引出来,就只能通过控制电源的通与不通来解决这个问题,实际证明这样是可行的。 做完这些之后又出现了新的问题,那就是收发不是很远,模块上给我们留出了加天线的位置,因为对于如何制作天线不是很懂就拿了一些漆包线来绕制,但问题依然没有解决,最后用不同的粗细的漆包线采用不同的绕制方法来制作天线,一个一个的进行测试并进行比较,最后用一个比较细的网线去皮拉直焊在模块上效果最好。由于51系列单片机工作时,会产生比较强的电磁辐射,主要频率在9 MHz~900 MHz,它会影响无线接收模块的灵敏度。经过仔细查找资料,借鉴前人的经验,可以采取几个解决的办法:一是对接收模块采用独立的5 V电源;二是布板时应在单片机周围增加大面积地层以减小单片机的电磁辐射;三是对单片机进行屏蔽。这些措施能较好地解决灵敏度干扰问题。发射模块上的PT2262芯片从接收数据到数据处理完毕需要一定的时间延时,如果不考虑到这段时间便无法实现

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发射。无线模块配合单片机实现数据通信需要一定的技巧,要注意合理的通信速率、合理的信息码格式以及单片机对接收模块的干扰等。无线模块最大传输数据速率为9.6KBs,一般控制在2.5K左右,过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至无法工作。单片机和无线模块工作时,信息码格式直接影响到数据的可靠收发。单片机模拟2262时一般很正常,但模拟2272解码时会发现距离缩短了,由于单片机的时钟频率的倍频会对接收模块产生干扰,因此需要尽量降低CPU晶体的频率来增加无线接收设备的灵敏度。由于受到环境因素的影响,比如隔墙等,它的发射距离有所影响。经过无数次的调试得知,无线收发的距离与天线关系密切,天线的粗细,长短,材料等都直接影响收发的灵敏度和收发距离。

5.3系统测试达到的技术指标

1、呼叫距离:100—200m 2、呼叫次数:达到99次

3、可设置的分机地址数目:2的8次方即256个 4、可存储的信息数量:8组 5、分机之间的呼叫时间间隔:50ms 6、语音工作:可任意录音、放音

7、液晶屏工作:可显示组号、呼叫号码、呼叫次数、应答标志 8、电源:直流5V

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