數(shù)字電子技術課程設計報告

1、數(shù)字電子技術課程設計報告題目：病床呼叫系統(tǒng)班級：姓名： 指導老師：組號：第八組目錄一、設計任務及要求 1二、方案設計與論證 1三、各單元電路設計與分析23.1 開關控制及編碼部分23.2 電源部分23.3 譯碼顯示部分33.4 報警部分3CD4511 真值表4四、電路仿真4五、實驗遇到的問題及解決方案5六、結(jié)論與心得體會6七、參考文獻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、設計任務及要求：用中小規(guī)模集成電路設計病床呼叫系統(tǒng)邏輯電路的具體要求如下：(1) 分別用 110

2、 個開關模擬 10 個病房的呼叫輸入信號，10 個呼叫優(yōu)先等級不同。(2) 用兩個數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號時顯示 00；有信號呼叫時，顯示呼叫號并伴隨蜂鳴器的聲響。(3) 當護士接收到信號，按下復位鍵時數(shù)碼管被清零，而且不能影響下次呼叫的進行。二、方案設計與論證：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)是病人請求值班醫(yī)生或護士進行診斷或護理的緊急呼叫工具，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士，并在值班室的監(jiān)控屏幕上留下準確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病房護理水平的必備設備之一。監(jiān)控機構(gòu)一般放置在護士值班室內(nèi)，當病床有呼叫請求時進行聲光報警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（按

3、鈕）放在病房內(nèi)，病人有呼叫請求時，按下請求按鈕，向值班室呼叫，并點亮呼叫指示燈。監(jiān)控機構(gòu)和呼叫源間通過數(shù)據(jù)線連接在一起。本實驗要求運用數(shù)字邏輯的基本知識來設計一個模擬系統(tǒng)，通過各類芯片的組合來實現(xiàn)該系統(tǒng)的基本功能，完成各項操作。病床呼叫系統(tǒng)能對 10 張病床進行統(tǒng)一監(jiān)護，能夠?qū)Πl(fā)出呼叫的病床有指示燈進行提示，還伴隨呼叫信號，發(fā)出呼叫聲（用鳳鳴器模擬），當護士接收到信號，按下復位鍵時顯示管被清零。護士站病房輸入1號燈6 號燈輸入2 號燈輸入3 號燈7 號燈4 號燈8 號燈輸入編碼和計9 號燈5 號燈輸入數(shù)功能10 號輸入輸入輸入閃爍燈提示輸入輸入響應開關圖 7.6.1病床呼叫系統(tǒng)設計框圖通過對實

4、驗的要求分析，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、警報聲音產(chǎn)生模塊、報警信號產(chǎn)生模塊，通過對以上幾大模塊的整合，即可基本達到實驗要求，實現(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 個呼叫按鈕；右邊方框為護士站的呼叫處理端，包括 10 個指示燈、一個數(shù)碼管顯示器和一個響應復位開關；中間是優(yōu)先級編碼和技術功能模塊。三、各單元電路設計與分析：3.1 開關控制及編碼部分由 10 個輸入高低電平的開關分別代表 10 個病床的呼叫按鈕。住院病人可通過按動自己的床位按鈕啟動發(fā)聲傳呼電路，同時將信號進行編碼。開關輸入以后可以經(jīng)

5、過 10 個二極管，從 1 到 10 開關連接到相應的指示燈。開關直接控制指示燈亮，如圖圖7.6.2 所示。圖 7.6.23.2 電源部分設計電路中供給電源的，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，將送來的信號進行譯碼，譯成相應的 BCD 碼以驅(qū)動數(shù)碼管，目的是顯示各個病房房間號。數(shù)碼管：其相應端口與譯碼器相連，根據(jù)送入的 BCD 碼顯示救助病人的床位號。如圖圖 7.6.4 所示。圖 7.6.43.4 報警部分發(fā)聲（報警）電路：住院病人可以通過按動自己的床位按鈕啟動發(fā)聲電路，由

6、一個二輸入與非門跟蜂鳴器構(gòu)成。通過 555 芯片。連接蜂鳴器，以達到報警，讓護士或者醫(yī)生有所覺醒。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，每個模塊相互連接，最終根據(jù)書上的電路圖和相應的參考材料，設計出該電路圖。如上圖所示。五、實驗遇到的問題及解決方案問題 1：在畫電路的仿真圖時，開關使用特別復雜，想到畫電路板時會很費勁。5解決方法：在網(wǎng)上搜了一下接觸開關，方便簡單。問題 2：在 AD 中畫元器件封裝時將管腳的銅片設置成了橢圓行，且銅孔較小，導致打孔是不方便，元件的封裝大小與實際的相差較大，導致芯片無法正常

7、連接解決方法：在網(wǎng)上查詢需要畫的元器件封裝數(shù)據(jù)（元件為直插式），再根據(jù)所查的數(shù)值畫元器件的封裝，然后從新修改原理圖；問題 3：在焊接電路時由于電烙鐵的的溫度沒有熟練的把握將電路中連線較密的地方連帶焊錫，導致電路無法正常工作解決方法：用萬用表檢查電路，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。問題 4：元器件芯片的好壞沒有事先檢查，盲目相信元器件一定是好的，導致電路沒有正常工作。還未解決。六、結(jié)論與心得體會：漫長的課設終于完成，在這之前我們也做過相關的訓練關于課程設計和實習，例如電子工藝實習。但這次是第一次自己動手設計電路，遇到的困難也不小。這次的數(shù)電課程設計，我們組做的是病床呼叫

8、系統(tǒng)，看懂書上的設計方案才后開始動手，真正開始做時才發(fā)現(xiàn)理想與實際間的差距很大，對于學的那些芯片管腳及功能都有些模糊。這個課程設計，我們的最大收獲就是對于芯片的功能有了更好的應用和了解，以及對于學過的知識存在的一些問題也迎刃而解，同時也對學的知識有了一個實踐性的證明。我們也根據(jù)課程需要選學參考資料，查閱手冊圖表和文獻資料進行了小組間的探討，深入研究有關問題，學會了分析解決問題的方法。通過這次課程設計使我們明白了理論與實際相結(jié)合的重要性，只是一味的紙上談兵是行不通的，時間可以提高動手能力和獨立思考能力，這也是為當代急需的實踐型人才的社會做一種準備。6七、 參考文獻：現(xiàn)代電子學及應用，童詩白、徐振英編，高等教育出版社，1994 年電子系統(tǒng)設計，何小艇等編，浙江大學出版社，2000 年集成電子技術基礎教程，鄭家龍、王小海、章安元編，高等教育出版社，2002 年電子技術課程設計指導，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實物圖九、操作步驟：1. 插入電源2. 有 10 個鍵可以選擇，當十個病房中有人按下相應開關，就可以顯示是哪個病房，蜂鳴器也會發(fā)出明亮的叫聲。3. 最后再次按下開關結(jié)束此過程，并可以再次使用。9十、電路所需元件：序號元件名稱數(shù)量1555 芯片1274LS32 芯片1