圖1 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu),監(jiān)控系統(tǒng)(主機(jī))放在醫(yī)生值班室內(nèi)(可以通過接口電路與計算機(jī)相聯(lián),構(gòu)成監(jiān)護(hù)中心),當(dāng)病床有呼叫請求時進(jìn)行聲光報警,并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源(從機(jī))放在病房內(nèi),病人有呼叫請求時,按下請求按鈕,向值班室呼叫,并點(diǎn)亮呼叫指示燈。主機(jī)和從機(jī)之間通過電力線連接在一起。主機(jī)和從機(jī)通訊時,主機(jī)依次向各從機(jī)發(fā)送地址信息,各從機(jī)接收主機(jī)發(fā)來的地址信息,如果和自己的地址相同,則向主機(jī)發(fā)送自己的報警信息,無報警信息時,向主機(jī)發(fā)送一個空號(00)。

2.2 SC1128擴(kuò)頻通信芯片及收發(fā)電路簡介

SC1128芯片是面向電力線載波通信市場而開發(fā)研制的專用擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器電路。由于采用了直接序列擴(kuò)頻、數(shù)字信號處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術(shù),因此該電路應(yīng)用在電力線通信方面具有較強(qiáng)的抗干擾及抗衰減性能。SC1128芯片內(nèi)部集成了擴(kuò)頻/解擴(kuò)、調(diào)制/解調(diào)、D/A轉(zhuǎn)換和A /D轉(zhuǎn)換、內(nèi)置電子表、輸出驅(qū)動、輸入信號放大、看門狗、工作電壓檢測以及與單片機(jī)(MCU)串口通信等功能。該芯片在小型多功能應(yīng)用系統(tǒng)中可以起到降低系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)功能的作用。

SC1128芯片組成的收發(fā)電路框圖如圖2所示,信號由電力線經(jīng)耦合器、帶通濾波器和前級放大器進(jìn)入SC1128芯片。經(jīng)過處理后通過功率放大器和耦合器發(fā)送至電力線上,完成信號在電力線上的發(fā)送和接收?？蛞粸轳詈暇€圈,它可將框三中發(fā)射的信號耦合到電力線;又可將電力線上接收的信號耦合到框二?？蚨榍凹壗邮针娐?它將接收的信號經(jīng)濾波、放大后,送入SC1128的一級運(yùn)算放大器(13腳)進(jìn)行處理。框三為功率放大器,它將SC1128的24腳發(fā)出的調(diào)相信號進(jìn)行功率放大,經(jīng)耦合線圈送入電力線。框四為SC1128內(nèi)部部分模擬信號處理電路,包含三級運(yùn)算放大器,其中一級運(yùn)放的增益可調(diào)。

圖2 SC1128芯片組成的收發(fā)電路框圖

2.3 呼叫源電路的設(shè)計

呼叫源由8051單片機(jī)(從機(jī))、SC1128擴(kuò)頻通信芯片及一些外圍電路組成,如圖3所示。八個請求按鈕開關(guān)接在單片機(jī)8051的P0口上,當(dāng)某一按鈕按下時,該按鈕對應(yīng)的P0口的某一輸入狀態(tài)為0。當(dāng)單片機(jī)確認(rèn)主機(jī)呼叫該機(jī)地址時,掃描P0口上的8位I/O端口狀態(tài),一旦有鍵按下,立即把該P(yáng)0口對應(yīng)的請求信息發(fā)送給主機(jī),并等待主機(jī)的確認(rèn)。當(dāng)主機(jī)返回正確信息時,通過P2口驅(qū)動對應(yīng)的LED指示燈顯示,表明那一個請求信號發(fā)送成功。八個請求按鈕開關(guān)分別編號,每個開關(guān)代表一種請求信息,由用戶自行定義。

圖3 病房呼叫源電路

8051單片機(jī)的P1.0和RST/VPD口接備用電源及掉電保護(hù)電路,以保證發(fā)生停電等電源故障時系統(tǒng)能夠正常使用。假如系統(tǒng)已檢測到“即將發(fā)生掉電故障”信號,則信號通過外部中斷INT0向主機(jī)請求中斷,主機(jī)響應(yīng)中斷便把有關(guān)數(shù)據(jù)送內(nèi)部RAM保存,然后向P1.0寫入“0”,由P1.0引腳上的低電平觸發(fā)555定時器,而555定時器的輸出脈沖取決于R、C和VCC。若555定時器定時結(jié)束,VCC仍正常,這表明“即將發(fā)生掉電故障”信號是個錯誤的告警信號,則555輸出的正脈沖加在RST/VPD使主機(jī)復(fù)位后開始重新操作;如果RST/VPD在555定時結(jié)束時確實(shí)變低了,則555定時器在P1.0 低電平觸發(fā)下輸出高電平加在RST/VPD上作備用電源,直到VCC又恢復(fù)正常,然后再保持一段由R、C所決定的正脈沖寬度時間。應(yīng)選擇合適的R、C值, 以使得在主電源VCC恢復(fù)正常后,有足夠的加電復(fù)位時間,使主機(jī)可靠復(fù)位后恢復(fù)正常運(yùn)行。8051的時鐘采用片內(nèi)時鐘振蕩方式,在XTAL1和XTAL2 腳外接石英晶體(6MHz)和振蕩電容。串行口RXD(P3.0)和TXD(P3.1)通過SC1128芯片及電力線與主機(jī)通訊。呼叫源中斷程序流程圖如圖4所示。

圖4 呼叫源中斷程序流程圖

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