基于PIC12F629单片机的新型医用呼叫对讲系统设计

主控制板的需要完成以下功能：信号收发、信息显示、信息存储。根据需求分析，主控CPU必须功能强大、资源丰富。在此选择了Micro-chip公司的PIC16F877A，其具有高性能RISC CPU，10位多通道数／模转换，所有GPIO引脚都具有引脚上电平变化触发中断的功能，以及128 B的数据E2PROM存储器。当主分机识别到起始信号，就会触发中断收码。图3为主机发码电路。当主机发送信号时，由RESP脚控制三极管QS3的导通和截止，以控制总线电压的高低变化。图4是主机收码电路，分机发给主机的信号，经整形放大以后，送入锁相环LM567调制成PIC16F877 A能识别的电平信号。LM567通过5，6引脚外接的定时元件Rt、Ct设定中心频率，关系式为：f0≈1／(1．1RtCt)，工作频率可在0．01 Hz～500 kHz范围内连续变化。系统设定中心频率为100 kHz，第8脚接877A的RB7，RB口的引脚具有电平触发中断功能，当第3脚输入100 kHz的信号时，第8脚输出低电平触发877A中断开始收码，平时第8脚保持为高电平。

2．2 分机硬件设计
分机的CPU选用PIC系列的PIC12F629，采用此单片机，一是为了降低成本，减小分机体积；二是为了降低分机功耗。功放选用的是内置补偿型低噪声双运算放大器NE5532，分机框图如图5所示。
分机不分正负极地挂接到总线上，由主机供电，当无信号传输时，总线上电压为9 V直流，经由三极管构成的串联稳压电路后，为分机芯片提供5 V的稳定电压。当总线处于空闲状态时，各分机处于休眠状态，此时分机上三极管Q6处于截止，使得运放NE5532处于挂断状态，每个分机的功耗很小，当总线上挂有较多分机时，总线上流过较小的静态工作电流，确保系统正常工作。L1为红、绿双色灯，用于指示分机状态，分机休眠时L1熄灭。主机呼叫分机。分机的引脚GP0为下行呼叫信号的接收端，当CIN脚收到起始信号时被唤醒，然后判断起始信号是否有效，若有效便开始收码。若满足接通条件，CLKIN脚输出为高电平，三极管Q6处于饱和导通状态，给运放NE5532供电，则该分机处于对讲状态。否则GP2保持低电平，三极管处于截止状态，该分机会回到休眠状态。分机呼叫主机。按下床头或者手柄上的按钮，分机CPU由GP4引脚输出呼叫信号，经Q5放大后耦合至总线，分机等待应答同时L1发绿光；主机应答后，GP5输出高电平，三极管处于饱和导通状态，NE5532进入工作状态，L1发红光表示，表示该分机处于对讲状态。当分机处于与主机对讲状态，下行的音频信号通过总线，经运放放大后驱动分机扬声器发声。上行的语音信号，经运放放大后，通过三极管Q7耦合到系统总线上。

3 通信方式与传输协议
目前市场上有的呼叫系统采用CAN总线协议，使用带CAN通信模块的MCU，但是此类：MCU一般价格比较昂贵；还有的采用DTMF(双音多频)传输协议，即使用DTMF信号编解码芯片，主分机发送DTMF信号来通信，即主机机均使用DTMF信号编解码芯片，也存在着成本偏高的问题。因此该系统的设计，在考虑通信稳定的原则上，只在主机电路上使用DTMF信号编解码芯片，编写通信协议，通过增加软件设计的复杂程度，合理地降低产品成本。