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编号：

T0892405C

设计简介：

本设计是基于51单片机的无线病床呼叫系统，主要实现以下功能：

1.从机可通过按键按下进行声光报警，并通过无线模块传输至主机
2.主机可通过无线通信模块接收从机的报警，实现远程呼叫
3.主机可通过显示屏显示报警信息
4.主机可通过按键消除报警

电源： 5V
显示屏：LCD1602
单片机：STC89C52RC
执行器：蜂鸣器、发光二极管
人机交互：独立按键
通信模块：NRF24L01

标签：STC89C52RC、LCD1602、蜂鸣器、发光二极管、独立按键、NRF24L01

题目扩展：基于无线通信的室内环境控制系统、宠物的无线定位看护系统的设计与实现

基于 STC89C52 的无线病床呼叫系统设计

一、系统整体架构

核心：以 STC89C52 单片机为核心控制器，搭配各类功能模块组成完整系统架构划分：系统分为主机与从机两大部分，两者均包含中控部分、输入部分和输出部分，通过模块协同实现无线病床呼叫功能。

二、主机部分

（一）中控部分

核心：STC89C52 单片机功能：接收输入部分的各类数据，经过内部逻辑运算与数据处理后，向输出部分发送控制指令，实现主机的核心调度功能。

（二）输入部分

1. 独立按键模块：用于手动消除报警信号、触发数据发送操作
2. 无线通信模块：建立主机与从机的双向数据传输通道，实现呼叫信号、状态信息的发送与接收
3. 供电电路模块：为整个主机系统提供稳定、持续的工作电源，保障各模块正常运行

（三）输出部分

1. LCD 显示模块：实时显示病床呼叫对应的报警信息（如病床编号、呼叫时间等），便于医护人员快速识别
2. 声光报警模块：当接收到从机呼叫信号时，触发声音提示与灯光闪烁，及时提醒医护人员响应呼叫

三、从机部分

（一）中控部分

核心：STC89C52 单片机功能：采集从机输入部分的操作信号，经内部处理后生成呼叫指令，同时接收主机反馈的控制信号，驱动输出部分执行相应动作。

（二）输入部分

1. 独立按键模块：供患者触发声光报警、发送病床呼叫信号，实现主动呼叫医护人员的功能
2. 供电电路模块：为从机所有模块提供稳定电源，确保从机持续处于可呼叫状态

（三）输出部分

1. 声光报警模块：当患者触发呼叫后，从机本地触发声光提示，告知患者呼叫信号已发出；同时在接收主机响应信号时，可通过声光变化反馈呼叫已被接收
2. 无线通信模块：与主机的无线模块配对，实现从机呼叫信号向主机的发送，以及主机响应信号向从机的接收，保障双向通信链路畅通

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该基于单片机的无线病床呼叫系统硬件主要包括 STC89C52 单片机，作为系统核心控制单元，处理各类信号和执行程序；LCD1602 显示屏，用于显示病床呼叫信息，方便医护人员查看 ；NRF24L01 无线模块，实现主从机间的无线信号传输，完成病床呼叫信号从病床端到医护端的传递；电源电路部分，通过 USB 接口供电，经转换提供系统所需的 + 5V 和 + 3.3V 电压；还有按键电路，包括病床端用于发起呼叫的按键以及医护端用于响应呼叫的按键；声光报警电路由三极管、有源蜂鸣器和 LED 灯组成，在接收到呼叫信号时发出声光提醒。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 病床呼叫测试

该无线病床呼叫系统中，当病人有需求时，按下病床端电路板上的按键，触发信号由 STC89C52 单片机处理，通过 NRF24L01 无线模块以无线方式发送出去 。医护端电路板上的 NRF24L01 无线模块接收到呼叫信号后，传输给其 STC89C52 单片机，单片机控制声光报警电路启动，有源蜂鸣器发出声响，同时红色 LED 灯亮起，提醒医护人员有病人呼叫 ；与此同时，LCD1602 显示屏显示 “ALARM!” 字样，直观呈现呼叫状态，便于医护人员及时知晓并前往处理，待医护人员处理完呼叫，按下响应按键，即可停止声光报警，完成一次病床呼叫流程。病床呼叫测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 病床呼叫测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 病床呼叫测试

病人按下病床端按键，信号经 STC89C52 单片机处理，由 NRF24L01 无线模块发送。医护端 NRF24L01 接收信号后，单片机控制声光报警（蜂鸣器响、红灯亮），LCD1602 显示 “ALARM!”。医护处理后按响应键，可停止报警，完成呼叫流程。病床呼叫测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 病床呼叫测试图

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与方法

1.4 论文章节安排

第2章 系统总体分析

2.1 系统总体框图

2.2系统主控方案选型

2.3显示屏选择

2.4通信模块选择

第3章 系统电路设计

3.1 系统总体电路组成

3.2 主控电路设计

3.3 电源电路设计​

3.4通信模块电路设计

3.5 LCD1602电路设计

第4章 系统软件设计

4.1 系统软件介绍

4.2 主机主程序流程图

4.3主机按键函数流程设计

4.4从机主函数流程设计

4.5从机按键函数流程图

第5章 实物调试

5.1 整体实物构成

5.2 病床呼叫测试

第6章 软件调试

6.1 软件介绍

6.2 病床呼叫测试

第7章 总结

参考文献

致谢