醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)計

1、目錄一、設(shè)計總體思路1.1.1 設(shè)計要求11.2 總體設(shè)計框圖：11.3 設(shè)計思路2二、單元電路2.2.1 信號鎖存22.2 優(yōu)先編碼32.5 二進制轉(zhuǎn)換42.5 反相器 62.6 總電路圖72.7 仿真圖7三、安裝及調(diào)試步驟 93.2 安裝步驟93.2 調(diào)試步驟10四、故障分析與電路改進 11五、總結(jié)與體會12六、元器件清單 13七、參考文獻1.3設(shè)計總體思路1.1設(shè)計要求1. 當(dāng)病人緊急呼叫時，顯示病人的編號（在此設(shè)定為3 6號四個 病人病情依次加重），。2. 根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級別。當(dāng)有多人呼叫時，病情嚴重者優(yōu) 先（6號優(yōu)先級最高）。3. 醫(yī)護人員處理完當(dāng)前最高級別的呼叫后，系統(tǒng)按優(yōu)先

2、級別顯示 其它呼叫病人的編號。1.2 總體設(shè)計框圖：呼叫信號1.3設(shè)計思路系統(tǒng)由呼叫信號鎖存，優(yōu)先編碼，二進制譯碼，顯示及邏輯控制 清除等幾部分組成，電路核心部分為優(yōu)先編碼器，當(dāng)有信號輸入時， 用觸發(fā)器鎖存相應(yīng)的按鍵信號，由優(yōu)先編碼器完成信號優(yōu)先級的判 別，并提供相關(guān)的顯示輸出編碼。二進制譯碼單路譯出當(dāng)前最高級別 的呼叫，待醫(yī)護人員處理完后，清除呼叫的觸發(fā)器信號，轉(zhuǎn)而對其它 呼叫輸入進行判別處理。信號的鎖存用7474D觸發(fā)器實現(xiàn)。觸發(fā)器把信號送給74148編碼 器，編碼器按信號的優(yōu)先編碼。編碼器輸出進入74138譯碼器，譯碼 器產(chǎn)生清零信號，進行邏輯清零，以便處理其它信號。二單元電路2.1信號

3、鎖存74LS74正邊雙D觸發(fā)器用來鎖存信號，其引腳如圖：1CLRXVCCIDMLR'紅i1FRCEC LOIQGhJD747474LS74正邊沿觸發(fā)雙D觸發(fā)器的動作特點是輸出端狀態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā) 生在CP的上升沿，而且觸發(fā)器所保存下來的所保存的狀態(tài)僅僅取決 于CP上升沿到達是的輸入狀態(tài)。Q的初始狀態(tài)為低電平，當(dāng)給SD' 個高電平時，輸入一個時鐘信 號是，D觸發(fā)器被強制翻轉(zhuǎn)，是Q輸出變成高電平，Q'輸出為低電 平。觸發(fā)器可以保持信號，同時接受反饋信號，最后還可以實現(xiàn)邏輯 清0.此電路先用到4個7474分別代表4個病人，是先把D端置 高電平，當(dāng)給了時鐘CP后，Q端出高電平1，Q&

4、#39;端出低電平0，我 們要用的輸出端正是Q'。當(dāng)清除端給了信號0后，Q'端出1，利用 這點可以對信號進行清除，既會顯示其它病人的信號。后面還會再用 到4個7474鎖存由138出來的信號，用來當(dāng)作開關(guān)，利用此信號接 至前面4個D觸發(fā)器的清除端。2.2優(yōu)先編碼10I即14is1E111OQ在此設(shè)計電路中，優(yōu)先編碼器可以用8-3線優(yōu)先編碼器74LS148. 其引腳圖如下：no1oAO74LS148對幾個輸入信號同時輸入時，按優(yōu)先級別依次編碼（7 0） 真值表如下：當(dāng)中同時有幾個輸入端為低電平，即有編碼輸入信號。其中7的優(yōu)先權(quán)最 高，0的優(yōu)先權(quán)最低，當(dāng)7= 0時，無論其它輸入端有無

5、信號輸入， 輸出端只給出7的編碼，其余的類推。在本試驗中給出的四路信號中7號位的優(yōu)先給最高，所以把6號觸發(fā)器的信號接至16，5 3號分解接至15-13。當(dāng)6號病人按下 按鈕（CP）時，16出0，無論I3-I5 出什么信號都只出0 0 1 ，所以I6的優(yōu)先權(quán)最高，同理I5的優(yōu)先權(quán)大于I4，I3的優(yōu)先權(quán)最低。2.5二進制轉(zhuǎn)換此電路用到3-8二進制譯碼器74138.其引腳圖如下：AVCCB¥0CYLY2¥2G1gY7Y5GNDY634S74139真值表如下:輸入輸出SiS2 S3A2A1AoY0YY2EY4Y5PY7X1XXX111111110XXXX11111111100000

6、11111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110從表中我們知道輸出與輸入的關(guān)系:Yo' M o'Y1'M1'此電路中，當(dāng)丫1 '出0時就是清除了 6號病人的呼叫信號，Y2' -Y4 '出0時分別清除了病人5-3的呼叫信號。2.5反相器Q 3 5 4 4VDAi UT An 1 A. VI N212233g信號顯示要用到CT74LS04反相器，其引腳圖如下：131£11.1027404

7、輸出與輸入的關(guān)系：丫 A'我們用的是共陰級數(shù)碼管，高電平有效，所以必須把信號取反， 才能得到相應(yīng)的數(shù)字。2.6總電路圖2.7仿真圖安裝及調(diào)試步驟3.2 安裝步驟數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計是自上而下的，但在電路的安裝、調(diào)試時，都 是自下而上的。首先，安裝并調(diào)試每個子系統(tǒng)對應(yīng)的單元電路；然 后，逐漸擴大將幾個單元電路進行聯(lián)調(diào)；最后，進行整機調(diào)試。電子電路的安裝：根據(jù)設(shè)計好的總體電路圖，把各種元器件按 照電路圖組裝起來，現(xiàn)分別介紹如下：整體結(jié)構(gòu)布局：整體結(jié)構(gòu)布局應(yīng)從全局出發(fā)，決定電子裝置 各部分的空間位置。電路板結(jié)構(gòu)布局：在一塊板子上按電路圖把元件組裝成電 路。必須考慮的是元器件在電路板上結(jié)構(gòu)布局問題

8、。布局的優(yōu)劣不僅 影響電路板的走線、調(diào)試、維修以及外觀，對電路板的電氣特性也有定的影響元器件的插接：插接方式是把組成電路的所有元器件插在面板上3.2 調(diào)試步驟調(diào)試就是對安裝后的電路進行參數(shù)和工作狀態(tài)測試。通常，調(diào) 試工作是按信號的流程逐級進行的，可以從輸入端向輸出端推進，也 可以從輸出端向輸入端倒推。第一步：不通電檢查電路安裝完畢后，不要急于通電，應(yīng)首先認真檢查線是否正確， 包括多線、少線、錯線等，尤其是電源線不能接錯或接反，以免通電 后燒壞電路或元器件。第二步：直接檢查連線檢查完畢后，直接檢查電源、底線、信號線、元器件接線 端之間有無短路，連線間有無接觸不良，二極管、三極管、電解電容 等有極

9、性元件引線端有無錯接、反接，集成塊是否插接正確。第三步：通電檢查把經(jīng)過準確測量的電源電壓接入電路， 但暫時不接入信號源，首先觀察有無 異?，F(xiàn)象，如冒煙、異味、觸摸器件有無過熱，電源是否短路等，如有異?，F(xiàn)象 應(yīng)立即切斷電源，排除故障后方可通電。第四步：分塊測試分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一 個模塊進行調(diào)試。比較理想的調(diào)試程序是按信號的流向進行，這樣可 以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng) 造條件。此電路大致可以分以下幾個模塊測試，首先測試從4個D觸發(fā) 器出來的信號是否正常（清零也要測量），然后信號通過74148和 74LS04后出來的信號可以直接接

10、到數(shù)碼管上測量，然后測試信號經(jīng) 過74138后是否正確，最后測量通過4個7474的信號，如果正確就 可以把信號接回到模擬4個病人的D觸發(fā)器的清零端。第五步：整機聯(lián)調(diào)對于復(fù)雜的電子系統(tǒng)，在分塊調(diào)試的過程中，由于是逐步擴大 范圍，故實際上已經(jīng)完成某些局部聯(lián)調(diào)工作，只要做好各功能模塊之 間接口電路的調(diào)試工作，再把全部電路連同，就可以實現(xiàn)整機聯(lián)調(diào)。二、故障分析與電路改進接線之前應(yīng)該把器件和導(dǎo)線全部測量一遍，確定都是好的才可以 開始接線。第一次接線缺乏經(jīng)驗，我先把器件全部安裝好以后就開始 接線，由于器件安裝的位置不太好，接的亂七八糟，根本看不清，掉 了一根線都要找好久才知道是哪個口掉出來的，接好以后便直

11、接測 量，發(fā)現(xiàn)根本不行，錯誤也找不出在哪，只好全部拆了重新接線，這 樣不僅浪費時間，還浪費精力，打擊自信心，后來就一個模塊一個模 塊的接，接好一和模塊就開始測試，確保萬無一失才開始接下一個模 塊。就這樣我接了四五次線。我的電路大致出現(xiàn)了以下幾種狀況：首先是顯示鎖存模塊顯示不了我存的信號，我檢查了數(shù)碼管， 找到了顯示比較好的管子。檢查了每一個D觸發(fā)器觀察輸入與輸出是 否一致，有兩個管子是壞的。然后就是數(shù)碼管顯示的信號不是我所希望看到的信號，比如我 按下6號開關(guān)，顯示的不是6而是4,那就說明有個端口本該出1現(xiàn) 在出0 了，就可以繼續(xù)往上一級檢查，可能是148出現(xiàn)錯誤。再次就是檢查138出來的信號，

12、如果跟預(yù)想的不一樣（該出0 的端口出的是1）那就可能是A、B、C的位置沒接對。最后檢查通過 4個7474出來的信號，每次也只有1個Q出0。改進：我想如果把最 后那4個7474該成3個7474接到138的前面，即信號先經(jīng)過7474 在經(jīng)過138可能更好點，最直觀看到的就是節(jié)省了一個7474。三、總結(jié)與體會經(jīng)過兩周的數(shù)字電子課程設(shè)計，我終于完成了本次課程設(shè)計的要 求?？傮w感覺很累，經(jīng)過查資料、自己的知識基礎(chǔ)、同學(xué)一起討論， 我做出來了。我上個學(xué)期學(xué)的數(shù)電，所以對一些芯片的功能還比較清晰，想應(yīng) 該比較容易。經(jīng)過這兩周，我感覺自己知識很不扎實，動手能力更是 欠缺，理論聯(lián)系實際的能力還需加強。通過這次設(shè)

13、計我學(xué)會了使用protues 軟件，protues 軟件真的很 好用，很方便。Protues 比ewb功能多，便于操作。完成了繪圖和仿 真，接下來是接線安裝，與畫圖和仿真相比這項任務(wù)最難。最開始是 測試器件的好壞，驗證器件沒問題后就按圖紙接線，在接的時候才發(fā) 現(xiàn)困難重重，在一塊小小的接線板上要接上七個芯片，每個器件有十 多個引腳，線多得讓人眼花繚亂，而且線與插槽接觸的很松，一不小 心就會把線弄出來，然后再找是哪個槽掉的，十分之煩躁，這正是考 驗一個人的細心時候了，還好我經(jīng)受了這次考驗。接線要分模塊來接， 這點非常重要，接完一個模塊就要檢查，對了才繼續(xù)往下接，錯了要 找出原因，并及時改正，這樣不僅提高了效率，更鍛煉了自己的排錯 能力。經(jīng)過本次設(shè)計，我受益非淺，不僅使我回憶起了數(shù)電的很多知識， 而且鍛煉了我理論與實踐相結(jié)合的能力。但也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不 足，在今后的學(xué)習(xí)中將加以彌補和改進。通過這次課程設(shè)計，我最大 的體會就是對一些芯片的功能有了更好的理解和運用，明白了只是一 味的死記理