基于PIC12F629單片機的新型醫用呼叫對講系統設計

主控制板的需要完成以下功能：信號收發、信息顯示、信息存儲。根據需求分析，主控CPU必須功能強大、資源豐富。在此選擇了Micro-chip公司的PIC16F877A，其具有高性能RISC CPU，10位多通道數／模轉換，所有GPIO引腳都具有引腳上電平變化觸發中斷的功能，以及128 B的數據E2PROM存儲器。當主分機識別到起始信號，就會觸發中斷收碼。圖3為主機發碼電路。當主機發送信號時，由RESP腳控制三極管QS3的導通和截止，以控制總線電壓的高低變化。圖4是主機收碼電路，分機發給主機的信號，經整形放大以后，送入鎖相環LM567調制成PIC16F877 A能識別的電平信號。LM567通過5，6引腳外接的定時元件Rt、Ct設定中心頻率，關系式為：f0≈1／(1．1RtCt)，工作頻率可在0．01 Hz～500 kHz范圍內連續變化。系統設定中心頻率為100 kHz，第8腳接877A的RB7，RB口的引腳具有電平觸發中斷功能，當第3腳輸入100 kHz的信號時，第8腳輸出低電平觸發877A中斷開始收碼，平時第8腳保持為高電平。

2．2 分機硬件設計
分機的CPU選用PIC系列的PIC12F629，采用此單片機，一是為了降低成本，減小分機體積；二是為了降低分機功耗。功放選用的是內置補償型低噪聲雙運算放大器NE5532，分機框圖如圖5所示。
分機不分正負極地掛接到總線上，由主機供電，當無信號傳輸時，總線上電壓為9 V直流，經由三極管構成的串聯穩壓電路后，為分機芯片提供5 V的穩定電壓。當總線處于空閑狀態時，各分機處于休眠狀態，此時分機上三極管Q6處于截止，使得運放NE5532處于掛斷狀態，每個分機的功耗很小，當總線上掛有較多分機時，總線上流過較小的靜態工作電流，確保系統正常工作。L1為紅、綠雙色燈，用于指示分機狀態，分機休眠時L1熄滅。主機呼叫分機。分機的引腳GP0為下行呼叫信號的接收端，當CIN腳收到起始信號時被喚醒，然后判斷起始信號是否有效，若有效便開始收碼。若滿足接通條件，CLKIN腳輸出為高電平，三極管Q6處于飽和導通狀態，給運放NE5532供電，則該分機處于對講狀態。否則GP2保持低電平，三極管處于截止狀態，該分機會回到休眠狀態。分機呼叫主機。按下床頭或者手柄上的按鈕，分機CPU由GP4引腳輸出呼叫信號，經Q5放大后耦合至總線，分機等待應答同時L1發綠光；主機應答后，GP5輸出高電平，三極管處于飽和導通狀態，NE5532進入工作狀態，L1發紅光表示，表示該分機處于對講狀態。當分機處于與主機對講狀態，下行的音頻信號通過總線，經運放放大后驅動分機揚聲器發聲。上行的語音信號，經運放放大后，通過三極管Q7耦合到系統總線上。

3 通信方式與傳輸協議
目前市場上有的呼叫系統采用CAN總線協議，使用帶CAN通信模塊的MCU，但是此類：MCU一般價格比較昂貴；還有的采用DTMF(雙音多頻)傳輸協議，即使用DTMF信號編解碼芯片，主分機發送DTMF信號來通信，即主機機均使用DTMF信號編解碼芯片，也存在著成本偏高的問題。因此該系統的設計，在考慮通信穩定的原則上，只在主機電路上使用DTMF信號編解碼芯片，編寫通信協議，通過增加軟件設計的復雜程度，合理地降低產品成本。