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基于STC89S52单片机的病床呼叫系统设计

第一章 绪论

传统医院病床呼叫系统多依赖有线连接，存在布线复杂、扩展困难、故障排查繁琐等问题，尤其在中小型医院或临时病房中，改造与维护成本较高。部分简易系统仅能实现单一呼叫功能，缺乏病床号显示与优先级区分，医护人员难以快速定位呼叫来源，影响响应效率。

STC89S52单片机凭借低成本、高稳定性及丰富I/O接口，成为小型病床呼叫系统的理想控制核心。相较于PLC或专用芯片方案，其通过编程可灵活扩展功能（如多床位轮显、呼叫记忆、应答反馈），硬件架构简洁，适合10-30床位的病房使用。本设计以STC89S52为核心，构建集多床位呼叫、实时显示、声光报警与应答反馈于一体的系统，旨在简化医护响应流程，缩短患者等待时间，提升病房管理效率。

第二章 系统总体设计

本系统核心目标为：支持16个病床呼叫（编号1-16），呼叫响应时间≤1秒；护士站通过LCD1602显示呼叫病床号，支持3个以内同时呼叫时轮显，超过3个时显示“多床呼叫”；具备声光报警（蜂鸣器+红色LED），响应后转为绿色LED提示；医护人员通过应答按键清除呼叫，支持优先级设置（如重症病床呼叫优先）；工作电压DC5V（支持市电转接），待机功耗≤0.3W，呼叫状态功耗≤1W，适应病房24小时运行需求。

系统采用模块化架构：患者端为16个独立呼叫按键（带指示灯），安装于病床旁；控制层以STC89S52为核心，接收呼叫信号并处理逻辑；显示层为LCD1602与LED指示灯，展示呼叫状态；报警层为蜂鸣器，提示呼叫请求；交互层含护士站应答按键与优先级设置拨码开关。电源模块提供稳定5V电压，确保各模块协同工作。

核心部件选型注重实用性：STC89S52的40引脚满足16路呼叫信号接入需求；呼叫按键选用带灯轻触开关，方便患者确认呼叫状态；LCD1602显示清晰，适合护士站实时查看。

第三章 硬件与软件设计概述

硬件设计围绕信号传输与状态反馈展开。患者端电路中，16个呼叫按键通过4×4矩阵连接STC89S52的P1口（行）与P3口（列），按下时对应行列导通，单片机通过扫描识别病床号，同时点亮按键自带LED；护士站电路中，LCD1602数据端接P0口，控制端接P2.0-P2.2，实时显示呼叫信息；蜂鸣器经三极管驱动接P2.3，红色/绿色LED接P2.4-P2.5，分别指示未应答/已应答状态；应答按键接P2.6，按下后清除当前呼叫。电路增设RC滤波电容，减少病房电器干扰。

软件基于Keil C51开发，采用中断与扫描结合的逻辑。按键扫描模块每10ms扫描一次矩阵按键，识别呼叫信号后存储至呼叫队列（支持16个缓存）；显示模块根据队列长度，单床呼叫时显示“呼叫：X床”，多床时轮显或提示“多床呼叫”；报警模块在队列非空时启动蜂鸣器与红灯，应答后关闭蜂鸣器并切换为绿灯；优先级模块通过拨码开关预设3个重症病床，其呼叫信号插入队列首位，优先响应。程序支持掉电记忆，断电后未应答呼叫信息不丢失。

第四章 系统测试与总结

测试环境模拟16床病房，进行100次单床呼叫、50次多床（3-5床）同时呼叫测试。结果显示：单床呼叫响应时间0.8秒，病床号显示准确率100%；多床呼叫时轮显流畅（每2秒切换一次），“多床呼叫”提示准确；优先级呼叫可优先显示并延长蜂鸣时间，应答后状态切换无延迟。连续运行72小时，系统无漏报或误报，待机功耗0.25W，满足设计指标。

本设计通过STC89S52实现了低成本病床呼叫系统，较传统有线系统成本降低40%，适合中小型医院使用。局限性在于：仅支持有线连接，扩展床位需重新布线。未来可优化：改用NRF24L01无线模块实现无线呼叫，减少布线；增加语音提示功能，播报呼叫病床号；接入医院管理系统，统计响应时长，进一步提升服务质量。





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