基于stm32的無(wú)線呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張瀚文 位昊 鄭琳

【摘要】系統(tǒng)是基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的、以單片機(jī)STM32為核心的醫(yī)院無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)，利用無(wú)線網(wǎng)傳輸信號(hào)，遠(yuǎn)程控制部分接收無(wú)線網(wǎng)發(fā)送來(lái)的信號(hào)，由STM32對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼后由LED和LCD液晶顯示屏顯示。

【關(guān)鍵詞】病床呼叫器;無(wú)線傳輸模塊;LCD顯示器

一、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

無(wú)線信號(hào)接收系統(tǒng)由以下幾個(gè)模塊組成，分別為單片機(jī)、無(wú)線收發(fā)模塊、LCD顯示模塊、按鍵模塊、LED指示燈模塊、電源進(jìn)行的通信接口。（見(jiàn)圖1）

二、硬件設(shè)計(jì)

（一）單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

在STM32單片機(jī)的里面有一路振蕩電路，之所以單片機(jī)的內(nèi)部會(huì)發(fā)出時(shí)鐘脈沖信號(hào)，是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的18號(hào)引腳和19號(hào)引腳都接上了石英晶體，從而組成了自激振蕩器。當(dāng)在STM32103C8T6芯片的RST引腳流進(jìn)高電平，并保持兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)候，其內(nèi)部就會(huì)運(yùn)行復(fù)位操作，如果引腳一直處于在高電平，那么單片機(jī)就會(huì)處在循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。

（二）液晶顯示模塊設(shè)計(jì)

LCD1602的液晶顯示模塊能夠和單片機(jī)STM32直接接入，DB8～DB15和單片機(jī)PB8～PB15的連接方便了數(shù)據(jù)的傳送和接收，4、5、6管腳分別和STM32單片機(jī)的PB0、地和PB1相連接。

（三）按鍵模塊設(shè)計(jì)

（四）NRF24L01無(wú)線收發(fā)電路設(shè)計(jì)

在NRF24L01接口電路中，將NRF24L01的CE.CSN.SCK.MOSI.MISO.IRQ分別連接至單片機(jī)的PA4～PA8以及PA11引腳。將其VCC接到AMS1117的輸出端。

（五）電源電路設(shè)計(jì)

DC電源插口是一種與顯示器專(zhuān)用電源相配的插座，為電路及顯示器的運(yùn)行提供電源。此設(shè)計(jì)使用的插口2、3引腳接地，1引腳接VCC（電源）

三、軟件設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)

主程序主要功能為呼叫功能，需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)LED燈和顯示屏功能。首先按下按鍵，然后單片機(jī)是否接收到數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，之后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)到無(wú)線數(shù)據(jù)接收端，若收到進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，沒(méi)收到重新發(fā)送。處理結(jié)束之后，顯示屏?xí)@示所對(duì)應(yīng)的床號(hào)并且所對(duì)應(yīng)的LED指示燈亮起。（見(jiàn)圖2）

（二）無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送與接受系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)

開(kāi)始工作，首先完成初始化，設(shè)置為發(fā)送模式。檢測(cè)到數(shù)據(jù)后，是通過(guò)STM32單片機(jī)對(duì)數(shù)值進(jìn)行處理，并通過(guò)NRF24L01模塊將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給收發(fā)模塊，在顯示屏上顯示當(dāng)前檢測(cè)出的距離。檢測(cè)距離完畢后，結(jié)束本輪檢測(cè)，進(jìn)行下一輪的測(cè)試。

檢測(cè)到數(shù)據(jù)后通過(guò)接收端讀取NRF24L01寄存器。如果接收到數(shù)據(jù)，STM32單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過(guò)LED顯示模塊進(jìn)行顯示，顯示完畢后返回NRF24L01。如果接收不到數(shù)據(jù)則繼續(xù)搜尋。

四、系統(tǒng)調(diào)試

啟動(dòng)電源，在按下8號(hào)鍵時(shí)，界面下部分顯示病床;界面上部分代表共有一個(gè)病床按下，在起始位置顯示;如果現(xiàn)在不按清零鍵，再按下3號(hào)鍵時(shí)，按鍵號(hào)循環(huán)顯示，可以看出該系統(tǒng)具有記憶功能，以至于不會(huì)忽略之前按下的按鍵;按up鍵向后選房間，down向前選房間，ok則去房間.。電路做完上電，復(fù)位以后，數(shù)碼管按預(yù)期顯示00，發(fā)射模塊按下一個(gè)鍵，接收模塊能夠很好的接收到信號(hào)，蜂鳴器發(fā)出響聲，對(duì)應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示床位號(hào)并閃爍，直到按下對(duì)應(yīng)的回復(fù)鍵，指示燈熄滅，數(shù)碼管上顯示的對(duì)應(yīng)的床位號(hào)熄滅。

五、結(jié)論

基于STM32F103的無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸信號(hào)的功能并用數(shù)碼管和LED燈屏雙重顯示病房的呼叫，增大了呼叫的成功率和靈活性，在使用的過(guò)程中，可以通過(guò)屏幕顯示和LED燈及時(shí)了解病患的需求，使呼叫更迅速，同時(shí)系統(tǒng)的無(wú)線發(fā)射接收模塊電路可以增大系統(tǒng)靈活性，避免臨時(shí)加床時(shí)的不能呼叫的情況發(fā)生，是病患得到最好的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳新崗，趙陽(yáng)陽(yáng)，李泰鑫.基于單片機(jī)的無(wú)線病房呼叫系器[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，22（10）：126-130

[2] 張華林，林達(dá)明.無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子元器件，2011，（8）：22-25

[3] 廖義奎.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京;中國(guó)電力出版社，2012：132-200.

[4] 陳城，李瑞祥，劉婷婷，劉毅.基于NRF24L01的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[J].電子科技， 2016，11：22-24，27.