基于stm32的无线呼叫系统的设计与实现

张瀚文 位昊 郑琳

【摘要】系统是基于无线网络开发的、以单片机STM32为核心的医院无线病房呼叫系统，利用无线网传输信号，远程控制部分接收无线网发送来的信号，由STM32对其进行解码，解码后由LED和LCD液晶显示屏显示。

【关键词】病床呼叫器;无线传输模块;LCD显示器

一、系统方案设计

无线信号接收系统由以下几个模块组成，分别为单片机、无线收发模块、LCD显示模块、按键模块、LED指示灯模块、电源进行的通信接口。（见图1）

二、硬件设计

（一）单片机系统电路设计

在STM32单片机的里面有一路振荡电路，之所以单片机的内部会发出时钟脉冲信号，是因为单片机的18号引脚和19号引脚都接上了石英晶体，从而组成了自激振荡器。当在STM32103C8T6芯片的RST引脚流进高电平，并保持两个机器周期的时候，其内部就会运行复位操作，如果引脚一直处于在高电平，那么单片机就会处在循环复位状态。

（二）液晶显示模块设计

LCD1602的液晶显示模块能够和单片机STM32直接接入，DB8～DB15和单片机PB8～PB15的连接方便了数据的传送和接收，4、5、6管脚分别和STM32单片机的PB0、地和PB1相连接。

（三）按键模块设计

（四）NRF24L01无线收发电路设计

在NRF24L01接口电路中，将NRF24L01的CE.CSN.SCK.MOSI.MISO.IRQ分别连接至单片机的PA4～PA8以及PA11引脚。将其VCC接到AMS1117的输出端。

（五）电源电路设计

DC电源插口是一种与显示器专用电源相配的插座，为电路及显示器的运行提供电源。此设计使用的插口2、3引脚接地，1引脚接VCC（电源）

三、软件设计

（一）系统主程序设计

主程序主要功能为呼叫功能，需要同时实现LED灯和显示屏功能。首先按下按键，然后单片机是否接收到数据，接收数据则对数据进行处理，之后通过无线数据发送端发到无线数据接收端，若收到进行数据处理，没收到重新发送。处理结束之后，显示屏会显示所对应的床号并且所对应的LED指示灯亮起。（见图2）

（二）无线数据传输发送与接受系统子程序设计

开始工作，首先完成初始化，设置为发送模式。检测到数据后，是通过STM32单片机对数值进行处理，并通过NRF24L01模块将数据信息发送给收发模块，在显示屏上显示当前检测出的距离。检测距离完毕后，结束本轮检测，进行下一轮的测试。

检测到数据后通过接收端读取NRF24L01寄存器。如果接收到数据，STM32单片机对接收到的数据值进行数据处理，并通过LED显示模块进行显示，显示完毕后返回NRF24L01。如果接收不到數据则继续搜寻。

四、系统调试

启动电源，在按下8号键时，界面下部分显示病床;界面上部分代表共有一个病床按下，在起始位置显示;如果现在不按清零键，再按下3号键时，按键号循环显示，可以看出该系统具有记忆功能，以至于不会忽略之前按下的按键;按up键向后选房间，down向前选房间，ok则去房间.。电路做完上电，复位以后，数码管按预期显示00，发射模块按下一个键，接收模块能够很好的接收到信号，蜂鸣器发出响声，对应的指示灯被点亮，数码管显示床位号并闪烁，直到按下对应的回复键，指示灯熄灭，数码管上显示的对应的床位号熄灭。

五、结论

基于STM32F103的无线病房呼叫系统采用无线传输信号的功能并用数码管和LED灯屏双重显示病房的呼叫，增大了呼叫的成功率和灵活性，在使用的过程中，可以通过屏幕显示和LED灯及时了解病患的需求，使呼叫更迅速，同时系统的无线发射接收模块电路可以增大系统灵活性，避免临时加床时的不能呼叫的情况发生，是病患得到最好的服务。

参考文献：

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