EDA課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)病房呼叫系統(tǒng)

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目： 病房呼叫系統(tǒng) 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 實(shí)驗(yàn)師 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）設(shè)計(jì)題目病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼沒(méi)信號(hào)呼叫時(shí)顯示0；有多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)用5個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置功能鍵，1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，1-5號(hào)優(yōu)先級(jí)依次降低用指示燈指示對(duì)應(yīng)的病房有呼叫，有呼叫時(shí)蜂鳴3秒。設(shè)計(jì)要求 用靜態(tài)數(shù)碼管顯示呼叫的病房號(hào) 用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴工作量學(xué)會(huì)使用max+plusii軟件和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立

2、完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)試；參加答辯并書(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。工作計(jì)劃1. 了解eda的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件max+plusii，下發(fā)任務(wù)書(shū)，開(kāi)始電路設(shè)計(jì)；2. 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；3. 完成電路設(shè)計(jì)；4. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；5. 答辯并書(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.eda課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。年 月 日 目 錄第1章 摘要2第2章 引言3第3章 課程設(shè)計(jì)參數(shù)要求及設(shè)計(jì)內(nèi)容3 3.1課程設(shè)計(jì)的目的4 3.2 參數(shù)要求課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路4 3

3、.3病床呼叫系統(tǒng)4 3.4 仿真波形圖10 3.5管腳鎖定11第4章 結(jié)論13第5章 心得體會(huì) 14參考文獻(xiàn)15第一章 摘 要呼叫器對(duì)于每一個(gè)住院的人來(lái)說(shuō)都很重要，尤其對(duì)那些在住院期間需要經(jīng)常有護(hù)士護(hù)理的病人來(lái)講，呼叫器對(duì)醫(yī)院來(lái)講也很重要，它能間接的決定醫(yī)院能夠提供給病人的服務(wù)質(zhì)量，但是由于醫(yī)院護(hù)理人員數(shù)量有限，護(hù)士不能時(shí)刻保證呆在每一位病人身邊，病床呼叫系統(tǒng)能夠使病人在危急時(shí)刻及時(shí)的聯(lián)系上醫(yī)生或者護(hù)士，從而得到及時(shí)的救治或看護(hù)。所以擁有一套功能完善的病床呼叫系統(tǒng)，對(duì)于一個(gè)提供高質(zhì)量服務(wù)的醫(yī)院來(lái)講，是非常重要的。這個(gè)設(shè)計(jì)所要求的整個(gè)呼叫系統(tǒng)由撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制電路、蜂鳴器、計(jì)時(shí)器、指示燈等幾個(gè)部分

4、所組成，病人在身邊沒(méi)有醫(yī)生但卻需要護(hù)理的時(shí)候能夠做到及時(shí)的告知醫(yī)務(wù)人員，醫(yī)生也能夠通過(guò)該系統(tǒng)準(zhǔn)確的判斷出是哪個(gè)床位的病人需要護(hù)理。該系統(tǒng)最突出的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)先選擇功能，能夠在第一時(shí)間做到對(duì)最需要救助的人進(jìn)行幫助。 第二章 引 言在本課程設(shè)計(jì)所要求的病床呼叫系統(tǒng)中，若1號(hào)病人當(dāng)病人撥動(dòng)求助開(kāi)關(guān)時(shí)呼叫，則數(shù)碼管顯示1號(hào)，同時(shí)對(duì)應(yīng)床位的led燈亮，蜂鳴器發(fā)出響聲，三秒鐘之后，蜂鳴器停止發(fā)聲。但是led燈和數(shù)碼管仍然顯示，直到醫(yī)生或護(hù)士去到病房解除報(bào)警。由于蜂鳴器聲音比較刺耳，所以只讓蜂鳴器響三秒，三秒過(guò)后自動(dòng)停止，到下一次警報(bào)的時(shí)候再響。這樣可以保證醫(yī)院安靜的工作環(huán)境，使病人能夠更好的休息治療。

5、本系統(tǒng)的優(yōu)先呼叫功能即當(dāng)優(yōu)先級(jí)較高的病床呼叫時(shí)，可以屏蔽其他病床的呼叫，若一號(hào)病床的優(yōu)先級(jí)最高，當(dāng)1號(hào)和2號(hào)病床同時(shí)呼叫或者1號(hào)晚于2號(hào)呼叫，數(shù)碼管只顯示1號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)屏蔽了2號(hào)的呼叫，只有當(dāng)1號(hào)解除警報(bào)時(shí)具有下一優(yōu)先級(jí)的病床才能呼叫，這樣只要把在出現(xiàn)情況的情況下最急需救助的病人放在優(yōu)先級(jí)最高的病床，就可以保證病人優(yōu)先得到治療。第三章 課程設(shè)計(jì)的參數(shù)要求及設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1課程設(shè)計(jì)的目的本次課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生通過(guò)運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和積極的思考，設(shè)計(jì)出要求參數(shù)的病房呼叫系統(tǒng)。在分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，鍛煉學(xué)生從理論知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的過(guò)度能力，3.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路參數(shù)要求：用5個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置功能

6、鍵，1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，1-5號(hào)優(yōu)先級(jí)依次降低用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼，沒(méi)信號(hào)呼叫時(shí)顯示0；有多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)用led燈指示對(duì)應(yīng)的病房有呼叫，用靜態(tài)數(shù)碼管顯示呼叫的病房號(hào)，用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴，有呼叫時(shí)蜂鳴3秒。3.3 病床呼叫系統(tǒng)3.3.1病床呼叫系統(tǒng)的組成及原理圖病床呼叫系統(tǒng)由74hc148、反相器及與門(mén)構(gòu)成。8線-3線優(yōu)先編碼器74hc148，允許同時(shí)輸入兩個(gè)及兩個(gè)以上的信號(hào)，在設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼器時(shí)已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)，當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)優(yōu)先級(jí)別最高的一個(gè)進(jìn)行編碼顯示。74hc148器件圖及其功能表如下： 輸 入 輸 出ein0n 1n 2n

7、3n 4n 5n 6n 7na0n a1n a2n eon gsn1000000000x x x x x xx x1 1 1 1 1 1 1 1x x x x x xx 0 x x x x x x0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 1 11 1 10 0 00 0 1 0 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 10 11 01 01 01 01 01 01 01 0 正常工作時(shí)ein=0，其中7n0n的優(yōu)先級(jí)依

8、次降低，輸出分別對(duì)應(yīng)07，本次設(shè)計(jì)要求15號(hào)病床輸入信號(hào)時(shí)分別顯示15，其中1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，故15號(hào)病床輸入分別對(duì)應(yīng)6n2n。又因?yàn)?4hc148輸入低電平有效，因此信號(hào)輸入端口由反相器和6n2n相連。編碼器正常工作，無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，eon=0，有信號(hào)輸入時(shí)eon=1輸出端口a0n,a1n,a2n分別與eon相與后作為編碼器的輸出信號(hào)。這樣便可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)有病床呼叫時(shí)，通過(guò)反相器，優(yōu)先編碼器編譯成相應(yīng)的號(hào)碼；當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，eon=0，顯示模塊顯示出000的輸出信號(hào)。床位呼叫控制系統(tǒng)電路原理圖如下： 3.3.2蜂鳴器呼叫時(shí)間系統(tǒng)介紹及原理圖 在有床位呼叫時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始響，三秒鐘結(jié)束，本設(shè)計(jì)利用741

9、60十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制時(shí)間。74160為同步十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)從零開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)到十五，進(jìn)位端輸出高電平同時(shí)狀態(tài)回到零重新計(jì)數(shù)。芯片有異步置零端，和異步置位，可以接成小于十六進(jìn)制的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其芯片圖和真值表如下：計(jì)數(shù)器本次設(shè)計(jì)用1hz的時(shí)鐘頻率，用一個(gè)74160接成3進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)位端取反與時(shí)鐘信號(hào)相與，接到74160的時(shí)鐘信號(hào)輸入端口。當(dāng)有進(jìn)位時(shí)，即進(jìn)位輸出為1時(shí)，取反即為0，與時(shí)鐘信號(hào)相與后仍然是0。由于沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)的輸入，74160停止工作，即停止計(jì)數(shù)。從開(kāi)始計(jì)數(shù)到停止計(jì)數(shù)時(shí)間為三秒鐘。病床控制模塊中的三個(gè)輸出端口，取或，輸出為y，既與74160的clrn(異步置零端)

10、相連，又和74160進(jìn)位取反后的輸出相與后接蜂鳴器。沒(méi)有病床呼叫時(shí)，y=0，此時(shí)蜂鳴器不響，74160的初態(tài)均為零，進(jìn)位也為零，取反為1；當(dāng)有病床呼叫時(shí)，y=1與進(jìn)位取反相與為1，即蜂鳴器開(kāi)始響。計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，三秒鐘之后，進(jìn)位端輸出1，取反為0，與時(shí)鐘信號(hào)相與為0，計(jì)數(shù)器停止工作，同時(shí)，蜂鳴器停止蜂鳴。直到下一次病床呼叫再開(kāi)始工。蜂鳴器呼叫時(shí)間控制系統(tǒng)電路圖如下：3.3.3系統(tǒng)顯示及原理圖系統(tǒng)顯示包括led燈顯示和數(shù)碼管顯示兩部分。 led燈顯示模塊led燈顯示模塊電路圖如下：當(dāng)有病床呼叫時(shí)，通過(guò)病床呼叫控制模塊輸出相應(yīng)的二進(jìn)制病床號(hào)001101，通過(guò)74138 3線8線譯碼器譯出y1y5相

11、應(yīng)的高低電平，控制led 燈的亮滅。y1y5中某個(gè)低電平時(shí)對(duì)應(yīng)led15中某個(gè)燈亮。74hc138芯片介紹：74hc138為3線-8線譯碼器，將輸入的一組二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為一組與輸入代碼一一對(duì)應(yīng)的高低電平信號(hào)74hc138及其功能表如下： 輸 入 輸 出g1g2an+g2bnc b ay0n y1n y2n y3n y4n y5n y6n y7n0x11111111 x 1 0 0 0 0 0 000x x xx x x0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 0

12、1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0數(shù)碼管顯示模塊病床呼叫控制模塊的輸出端，通過(guò)管腳鎖定，與試驗(yàn)箱數(shù)碼管相連接，顯示呼叫的病床號(hào)碼。3.3.4蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊含有一個(gè)蜂鳴器和一個(gè)線跳器，當(dāng)使用蜂鳴時(shí)，此跳線短接。同時(shí)獨(dú)立擴(kuò)展下載板cpld/fpga的jp2/cf的speaker接高電平時(shí)，蜂鳴器工作。將系統(tǒng)輸出端口s經(jīng)管腳鎖定到“cpld/fpga擴(kuò)展板”的pin38號(hào)管腳如下圖所示。輸出端s高電平時(shí)蜂鳴器工作。系統(tǒng)原理圖連接

13、如下：3.4仿真波形圖3.5管腳鎖定連接好的原理圖的輸入與輸出端口必須經(jīng)過(guò)管腳鎖定與“cpld/fpga擴(kuò)展板”相連接，下邊簡(jiǎn)要介紹床呼叫系統(tǒng)的管腳鎖定3.5.1輸入端口管腳鎖定 輸入端口15管腳鎖定 時(shí)鐘信號(hào)輸入管腳鎖定3.5.1輸出端口管腳鎖定 數(shù)碼管輸出信號(hào)管腳鎖定 led燈輸出信號(hào)管腳鎖定 蜂鳴器輸出端口管腳鎖定第四章 結(jié) 論在得到這個(gè)課題后，通過(guò)翻閱相關(guān)書(shū)籍，積極的思考以及用max+plus ii軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，電路波形仿真，管腳鎖定，芯片連接等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)有病床在呼叫時(shí)，對(duì)應(yīng)病床的led燈就會(huì)變亮，假如一號(hào)病人按下開(kāi)關(guān)，則一號(hào)燈就會(huì)變亮，以提示醫(yī)務(wù)工作人員是一號(hào)

14、床位的病人需要得到救助，同時(shí)，數(shù)碼管會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)。若二號(hào)先按下開(kāi)關(guān)，則二號(hào)的燈會(huì)變亮，同時(shí)數(shù)碼管會(huì)顯示2，若此時(shí)優(yōu)先級(jí)高于二號(hào)的一號(hào)床位的病人也按下了撥碼開(kāi)關(guān)，則二號(hào)的led燈就會(huì)熄滅，同時(shí)一號(hào)的led燈會(huì)變亮。若優(yōu)先級(jí)是由一號(hào)到五號(hào)依次降低，則在同時(shí)有兩個(gè)至五個(gè)病人按下?lián)艽a開(kāi)關(guān)時(shí)，優(yōu)先級(jí)最高的led燈會(huì)亮，直到醫(yī)務(wù)人員去關(guān)掉它，數(shù)碼管也只會(huì)顯示優(yōu)先級(jí)最高的床位號(hào)，同時(shí)蜂鳴器會(huì)蜂鳴三秒鐘然后停止發(fā)聲。 在成功的進(jìn)行驗(yàn)箱后，可以說(shuō)基本的完成了課程設(shè)計(jì)的功能要求。第五章 心得體會(huì)一周的eda課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)max plus ii軟件的使用有了基本的掌握，在對(duì)題目的分析過(guò)程中，對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)

15、也有個(gè)回顧的過(guò)程而且對(duì)相關(guān)內(nèi)容有個(gè)更深層級(jí)的理解和領(lǐng)悟。在使用max plus ii軟件畫(huà)電路圖、檢測(cè)電路及電路仿真的過(guò)程中，對(duì)自己將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際已經(jīng)形成嚴(yán)謹(jǐn)思維都有很大的幫助。通過(guò)翻閱相關(guān)資料，對(duì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)，時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。驗(yàn)箱過(guò)程也對(duì)自己的動(dòng)手能力有了一定程度的鍛煉。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了不少問(wèn)題，同學(xué)的講解給我了很大的幫助，讓我進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了同學(xué)的幫助及相互合作的重要性。這個(gè)課程設(shè)計(jì)對(duì)自己的思考及動(dòng)手能力的提高有一定的幫助，希望學(xué)校以后能夠提供更多類似的機(jī)會(huì)，讓我們?cè)诓饺肷鐣?huì)之前得到最大程度的鍛煉。參考文獻(xiàn)1. 閻 石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2006年5月2. 周蓮蓮 鄭兆兆 李艷艷 eda課程設(shè)計(jì)b指導(dǎo)書(shū) 2010年 燕山大