數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：病床呼叫系統(tǒng)班級(jí)：姓名： 指導(dǎo)老師：組號(hào)：第八組目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1二、方案設(shè)計(jì)與論證 1三、各單元電路設(shè)計(jì)與分析23.1 開(kāi)關(guān)控制及編碼部分23.2 電源部分23.3 譯碼顯示部分33.4 報(bào)警部分3CD4511 真值表4四、電路仿真4五、實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題及解決方案5六、結(jié)論與心得體會(huì)6七、參考文獻(xiàn)7八、附錄78.1 仿真原理圖78.2 Altium Designer 原理圖88.3 PCB 文件88.4 實(shí)物圖9九、操作步驟9十、電路所需元件10病床呼叫系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)邏輯電路的具體要求如下：(1) 分別用 110

2、 個(gè)開(kāi)關(guān)模擬 10 個(gè)病房的呼叫輸入信號(hào)，10 個(gè)呼叫優(yōu)先等級(jí)不同。(2) 用兩個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼；沒(méi)信號(hào)時(shí)顯示 00；有信號(hào)呼叫時(shí)，顯示呼叫號(hào)并伴隨蜂鳴器的聲響。(3) 當(dāng)護(hù)士接收到信號(hào)，按下復(fù)位鍵時(shí)數(shù)碼管被清零，而且不能影響下次呼叫的進(jìn)行。二、方案設(shè)計(jì)與論證：臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病房呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在值班室的監(jiān)控屏幕上留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病房護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。監(jiān)控機(jī)構(gòu)一般放置在護(hù)士值班室內(nèi)，當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（按

3、鈕）放在病房?jī)?nèi)，病人有呼叫請(qǐng)求時(shí)，按下請(qǐng)求按鈕，向值班室呼叫，并點(diǎn)亮呼叫指示燈。監(jiān)控機(jī)構(gòu)和呼叫源間通過(guò)數(shù)據(jù)線連接在一起。本實(shí)驗(yàn)要求運(yùn)用數(shù)字邏輯的基本知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)模擬系統(tǒng)，通過(guò)各類(lèi)芯片的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的基本功能，完成各項(xiàng)操作。病床呼叫系統(tǒng)能對(duì) 10 張病床進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)護(hù)，能夠?qū)Πl(fā)出呼叫的病床有指示燈進(jìn)行提示，還伴隨呼叫信號(hào)，發(fā)出呼叫聲（用鳳鳴器模擬），當(dāng)護(hù)士接收到信號(hào)，按下復(fù)位鍵時(shí)顯示管被清零。護(hù)士站病房輸入1號(hào)燈6 號(hào)燈輸入2 號(hào)燈輸入3 號(hào)燈7 號(hào)燈4 號(hào)燈8 號(hào)燈輸入編碼和計(jì)9 號(hào)燈5 號(hào)燈輸入數(shù)功能10 號(hào)輸入輸入輸入閃爍燈提示輸入輸入響應(yīng)開(kāi)關(guān)圖 7.6.1病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖通過(guò)對(duì)實(shí)

4、驗(yàn)的要求分析，可以將電路大致分為以下幾大模塊，電源模塊、編1碼模塊譯碼顯示模塊、警報(bào)聲音產(chǎn)生模塊、報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生模塊，通過(guò)對(duì)以上幾大模塊的整合，即可基本達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。如圖 7.6.1 所示，該系統(tǒng)被分為三大部分：左邊方框是病房的呼叫輸入端,包括 10 個(gè)呼叫按鈕；右邊方框?yàn)樽o(hù)士站的呼叫處理端，包括 10 個(gè)指示燈、一個(gè)數(shù)碼管顯示器和一個(gè)響應(yīng)復(fù)位開(kāi)關(guān)；中間是優(yōu)先級(jí)編碼和技術(shù)功能模塊。三、各單元電路設(shè)計(jì)與分析：3.1 開(kāi)關(guān)控制及編碼部分由 10 個(gè)輸入高低電平的開(kāi)關(guān)分別代表 10 個(gè)病床的呼叫按鈕。住院病人可通過(guò)按動(dòng)自己的床位按鈕啟動(dòng)發(fā)聲傳呼電路，同時(shí)將信號(hào)進(jìn)行編碼。開(kāi)關(guān)輸入以后可以經(jīng)

5、過(guò) 10 個(gè)二極管，從 1 到 10 開(kāi)關(guān)連接到相應(yīng)的指示燈。開(kāi)關(guān)直接控制指示燈亮，如圖圖7.6.2 所示。圖 7.6.23.2 電源部分設(shè)計(jì)電路中供給電源的，我們使用兩種方式可以供電，如圖圖 7.6.3 顯示。l 排針l USB 接口圖 7.6.323.3 譯碼顯示部分譯碼器：利用 CD4511，連接陰極數(shù)碼管，將送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行譯碼，譯成相應(yīng)的 BCD 碼以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，目的是顯示各個(gè)病房房間號(hào)。數(shù)碼管：其相應(yīng)端口與譯碼器相連，根據(jù)送入的 BCD 碼顯示救助病人的床位號(hào)。如圖圖 7.6.4 所示。圖 7.6.43.4 報(bào)警部分發(fā)聲（報(bào)警）電路：住院病人可以通過(guò)按動(dòng)自己的床位按鈕啟動(dòng)發(fā)聲電路，由

6、一個(gè)二輸入與非門(mén)跟蜂鳴器構(gòu)成。通過(guò) 555 芯片。連接蜂鳴器，以達(dá)到報(bào)警，讓護(hù)士或者醫(yī)生有所覺(jué)醒。如圖圖 7.6.5 圖 7.6.6 所示圖 7.6.53圖 7.6.6CD4511 真值表：4四、電路仿真：仿真：仿真前做了分析，每個(gè)模塊相互連接，最終根據(jù)書(shū)上的電路圖和相應(yīng)的參考材料，設(shè)計(jì)出該電路圖。如上圖所示。五、實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題及解決方案問(wèn)題 1：在畫(huà)電路的仿真圖時(shí)，開(kāi)關(guān)使用特別復(fù)雜，想到畫(huà)電路板時(shí)會(huì)很費(fèi)勁。5解決方法：在網(wǎng)上搜了一下接觸開(kāi)關(guān)，方便簡(jiǎn)單。問(wèn)題 2：在 AD 中畫(huà)元器件封裝時(shí)將管腳的銅片設(shè)置成了橢圓行，且銅孔較小，導(dǎo)致打孔是不方便，元件的封裝大小與實(shí)際的相差較大，導(dǎo)致芯片無(wú)法正常

7、連接解決方法：在網(wǎng)上查詢(xún)需要畫(huà)的元器件封裝數(shù)據(jù)（元件為直插式），再根據(jù)所查的數(shù)值畫(huà)元器件的封裝，然后從新修改原理圖；問(wèn)題 3：在焊接電路時(shí)由于電烙鐵的的溫度沒(méi)有熟練的把握將電路中連線較密的地方連帶焊錫，導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作解決方法：用萬(wàn)用表檢查電路，將電路中不正常的連線修正，并把所有的線路用錫絲焊了一遍。問(wèn)題 4：元器件芯片的好壞沒(méi)有事先檢查，盲目相信元器件一定是好的，導(dǎo)致電路沒(méi)有正常工作。還未解決。六、結(jié)論與心得體會(huì)：漫長(zhǎng)的課設(shè)終于完成，在這之前我們也做過(guò)相關(guān)的訓(xùn)練關(guān)于課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)，例如電子工藝實(shí)習(xí)。但這次是第一次自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路，遇到的困難也不小。這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)，我們組做的是病床呼叫

8、系統(tǒng)，看懂書(shū)上的設(shè)計(jì)方案才后開(kāi)始動(dòng)手，真正開(kāi)始做時(shí)才發(fā)現(xiàn)理想與實(shí)際間的差距很大，對(duì)于學(xué)的那些芯片管腳及功能都有些模糊。這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我們的最大收獲就是對(duì)于芯片的功能有了更好的應(yīng)用和了解，以及對(duì)于學(xué)過(guò)的知識(shí)存在的一些問(wèn)題也迎刃而解，同時(shí)也對(duì)學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)實(shí)踐性的證明。我們也根據(jù)課程需要選學(xué)參考資料，查閱手冊(cè)圖表和文獻(xiàn)資料進(jìn)行了小組間的探討，深入研究有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)了分析解決問(wèn)題的方法。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我們明白了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只是一味的紙上談兵是行不通的，時(shí)間可以提高動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力，這也是為當(dāng)代急需的實(shí)踐型人才的社會(huì)做一種準(zhǔn)備。6七、 參考文獻(xiàn)：現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用，童詩(shī)白、徐振英編，高等教育出版社，1994 年電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社，2000 年集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程，鄭家龍、王小海、章安元編，高等教育出版社，2002 年電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，彭介華編，高等教育出版社，1997 年八、附錄：8.1 仿真原理圖78.2Altium Designer 原理圖8.3PCB 文件88.4實(shí)物圖九、操作步驟：1. 插入電源2. 有 10 個(gè)鍵可以選擇，當(dāng)十個(gè)病房中有人按下相應(yīng)開(kāi)關(guān)，就可以顯示是哪個(gè)病房，蜂鳴器也會(huì)發(fā)出明亮的叫聲。3. 最后再次按下開(kāi)關(guān)結(jié)束此過(guò)程，并可以再次使用。9十、電路所需元件：序號(hào)元件名稱(chēng)數(shù)量1555 芯片1274LS32 芯片1