病房呼叫系統(tǒng)電路概要

1、安徽科技學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目：病房呼叫系統(tǒng)姓名：湯大智專業(yè):電子科學(xué)與技術(shù)班級：112學(xué)號：指導(dǎo)教師：_無2013年06月15日安徽科技學(xué)院理學(xué)院病房呼叫系統(tǒng)一課程設(shè)計(jì)題目與實(shí)習(xí)目的課程設(shè)計(jì)題目：病房呼叫系統(tǒng)實(shí)習(xí)目的：1 掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識以及數(shù)字電子技術(shù)在生活中的應(yīng)用。2熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片的功能和應(yīng)用，并掌握其工作原理，進(jìn)一步 學(xué)會(huì)使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。3進(jìn)一步深化對電子技術(shù)的了解，強(qiáng)化實(shí)際動(dòng)手操作能力以及發(fā)現(xiàn)問題解決問題的方法。4.培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。5數(shù)電課程實(shí)驗(yàn)是大學(xué)中為我們提供的一次動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)實(shí)際

2、動(dòng)手操作與研發(fā)的能力。二任務(wù)和要求要求：1. 用15個(gè)開關(guān)模擬5個(gè)病房的呼叫輸入信號，5號優(yōu)先級最高；15 優(yōu)先級依次升高；2. 用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號呼叫時(shí)顯示0;又多個(gè)信號呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號（其它呼叫號用指示燈顯示）；3. 凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；4. 對低優(yōu)先級的呼叫進(jìn)行存儲(chǔ)，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進(jìn)行低優(yōu)先級呼叫的處理（附加）。三總體方案的選擇病房呼叫系統(tǒng)整體思路為：LED指示燈顯示病房模塊數(shù)碼管優(yōu)先顯示重病房模塊蜂鳴器報(bào)警5秒模塊首先由病人按下呼叫器開關(guān)，即邏輯數(shù)據(jù)開關(guān)，（1）進(jìn)入第一模塊，通過LED指示燈顯示病人呼叫的病房，（2）進(jìn)入第二模塊，傳輸?shù)?/p>

3、一個(gè)編 碼器進(jìn)行編碼，我這里選用的是74LS148, 8線一3線優(yōu)先編碼器，其低 電平為有效輸入；然后再進(jìn)行譯碼輸出，我選用的是 74LS48,為共陰極 7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，74LS148輸出為反碼輸出，遂在 74LS48前加上反向 器進(jìn)行輸入；再用共陰極七段數(shù)碼管進(jìn)行輸出。（3）進(jìn)入第三模塊，通過一個(gè)與非門對信號進(jìn)行處理，連接周期 T為10秒，占空比為50%的方波發(fā)生器與信號一同通過與門，控制輸出信號可以持續(xù)5秒，使蜂鳴器呼叫5秒流程圖如下:第4頁共15頁與非門LED指 示 燈 顯 示 呼 叫 病 房:項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)思路與流程安徽科技學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四單元電路的設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)所使

4、用的元件及工具:(1) LED指示燈模塊LED顯示燈5保護(hù)電阻R=500Q5(2) 數(shù)碼管顯示模塊編碼器 74LS148D1反相器74LS04D3譯碼器74LS48D1(3) 蜂鳴器呼叫模塊與非門74LS30D1方波發(fā)生器1與門 7408D1蜂鳴器1個(gè); 個(gè);個(gè); 個(gè); 個(gè);個(gè); 個(gè); 個(gè); 個(gè);另外：邏輯雙擲開關(guān)5個(gè)；電源VCC接地GND導(dǎo)線若干2. 各個(gè)單元電路(1) LED指示燈電路電路圖如下圖1:VCC6圖1第4頁共15頁5V-OOKey = Ar -J2 2Key 茄 B；LED1:*LED2*LED310：R6 ：AW*500Q:R7 :500QKey = D S r Jff! m

5、 uKey a C- T jWIi -4 H El. I. !LED4VCCJ3 3Y OR8 ：AyW°500Q：R9 ：AAA500Q :g.-oo：R10 :AAA500Q :Key 二 E安徽科技學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(2) 數(shù)碼管顯示模塊電路第19頁共15頁(3) 蜂鳴器呼叫5秒模塊電路U1ASOHALERT200 Hz：SONAi FRT2WHz： 1LEELED4LEDS33346xR5x600Q -wVW一 vcc _vcc5V - ； d 33. 總電路圖圖4五電路測試(1) 當(dāng)單獨(dú)A、B、C、D、E呼叫時(shí)，電路LED對應(yīng)的亮，數(shù)碼管顯示 相應(yīng)的病房。電路

6、測試圖如下：&OHALER1H£ = 丄74DNU874L5300LED2LED3LEWLED1冷LEM33SxJR-ftxMO 口3&VCCVCC 5V按鍵J1按下后，指示燈LED1亮，數(shù)碼管顯示病房圖51；5kR-6x500033XFG1740 BNAAVvccKey = AKey =BKey =D0VCCU2|gmd螢AZHAX口JklMM=3XQU|驗(yàn) 74LS0AD確ML SABO74LS14SD5V圖6按鍵J5按下后，LED5亮，數(shù)碼管顯示病房5。(2) 當(dāng)多個(gè)病房同時(shí)呼叫時(shí)，LED顯示呼叫病房，數(shù)碼管優(yōu)先顯示重病房。 測試電路如下：?4LS04D74LS

7、148D.»: r ivccDCJkZ1Jki5JAJ汕 4iTnsannoITTiiLUUSB741548D有截圖可以看出，1、2、4、5病房同時(shí)呼叫，LED1、LED2、LED4、LED5亮, 數(shù)碼管優(yōu)先顯示重病房5。當(dāng)病房5通知呼叫停止時(shí)，數(shù)碼管顯示下一個(gè)優(yōu)先級高點(diǎn)的病房， 測試電路如下 圖U9SOHALER1200 Hz丄LED2LEDt-VW-AAV買5“LED,LED3-A/W-VW=VCCVCC5VVCC囂mH二2圖8（3）蜂鳴器呼叫5秒測試原理：用方波發(fā)生器產(chǎn)生周期 T=10s的方波，利用與門產(chǎn)生間斷5s的信號；由 于頻率f=0.1HZ時(shí)，示波器很難測試蜂鳴器呼叫周期

8、， 實(shí)驗(yàn)中為了便于觀察，取 f=100HZ 測試。當(dāng)五個(gè)開關(guān)只要有開關(guān)按下，與非門會(huì)輸出高電平，按照設(shè)計(jì)要求，蜂鳴器要呼 叫5秒，所以把與非門輸出信號與方波信號一起通過與門，從而控制呼叫 5 秒, 信號波形如圖示波器所示；XSC1fciT"d卜4Jir-4-:戟:SONAl200 HzFTLfDIII1A丁jii y inn74Q8N :仝< Os c 111 uaririjipK- 1EEC 5Vria_高電平測試數(shù)據(jù)為:圖10頻率為100HZ時(shí)，測得高電平時(shí)間為：4.924ms,有公式T=*，可計(jì)算出，f=0.1HZ時(shí)，T=4.924s，即可控制實(shí)現(xiàn)蜂鳴器呼叫 5秒。六 電

9、路設(shè)計(jì)、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法。蜂鳴器呼叫電路設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了控制呼叫5秒的一個(gè)問題，怎樣設(shè)計(jì)使產(chǎn)生 5秒信號，在老師的指點(diǎn)下，采取與門和方波信號，方波信號可以使用 555時(shí)基 電路形成，查閱相關(guān)資料，得到555時(shí)基電路的周期計(jì)算公式，T=t i +t 2 , 11=0.7（R+&）C, t2=0.7R2Co實(shí)驗(yàn)中為了數(shù)據(jù)的精確，采用方波發(fā)生器代替 555時(shí) 基電路。七分析和總結(jié)。本次課程設(shè)計(jì)持續(xù)了將近一個(gè)星期的時(shí)間， 在設(shè)計(jì)之前我根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要 求，先對每個(gè)模塊都仔細(xì)的設(shè)計(jì)分析，再對每個(gè)模塊進(jìn)行耦合，排除相互干擾， 得到整體的系統(tǒng)的電路圖，本次課程設(shè)計(jì)可以總結(jié)為以下的幾點(diǎn)收

10、獲：1、進(jìn)一步鞏固數(shù)字電子技術(shù)知識這次課程設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的一些相關(guān)知識，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。在開始設(shè)計(jì)初，我將數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程相關(guān)部分仔仔細(xì)細(xì)復(fù)習(xí)了， 并且自學(xué)了一些元件的使用，這樣深 入的了解，讓我對系設(shè)計(jì)的理解更加透徹，對后來的快速設(shè)計(jì)起了很好的鋪墊作 用。2、大大地提高了實(shí)踐動(dòng)手操作能力課程設(shè)計(jì)，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識將其付諸實(shí)踐來完成。 這次課程設(shè)計(jì)雖然沒有實(shí)際操作制作實(shí)物，但通過仿真，大大擴(kuò)展了我們的思維， 提高了用理論知識解決實(shí)際問題的能力， 最關(guān)鍵的是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決 問題的方法。這并不是在課堂上的

11、單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解， 這需要的是一種理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。 理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假 設(shè)論，而實(shí)際的動(dòng)手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問題。有些知識在 理論上可能完全沒錯(cuò)但到了實(shí)際中則不然。3、團(tuán)隊(duì)合作、互相學(xué)習(xí)、共同研發(fā)最初和Partner沒思路的時(shí)候，特別的著急，后來，我查看數(shù)電實(shí)驗(yàn)教程， 想到了設(shè)計(jì)思路，于是同伴一起商量，共同探討，對于不同模塊，我們有時(shí)設(shè)計(jì) 思路不一樣，但不影響結(jié)果，遂各自按照各自思路進(jìn)行下。在設(shè)計(jì)時(shí)和同學(xué)相互 交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交 流中獲得不同的思路，他人的設(shè)計(jì)也可能有比你出色的地方

12、， 很好的借鑒，并在 同伴的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會(huì)得到最好的設(shè)計(jì)方法。總結(jié)：本次試驗(yàn)中包括方波發(fā)生器，基本電路我用了一片74LS14 8 片74LS48七段數(shù)碼管、蜂鳴器、若干與門，非門，與非門等。是目前我想出的用 最少的器件，最簡單的布線來實(shí)現(xiàn)所要求的功能。從電路圖的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、仿真、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，都是自己思考和動(dòng)手。進(jìn)一步熟 悉了 MMultisim軟件的操作，用所學(xué)習(xí)過的芯片設(shè)計(jì)電路，并用仿真來實(shí)現(xiàn)，實(shí) 現(xiàn)的過程中排錯(cuò)、檢查的能力也得到鍛煉?？偠灾?，好好利用了本次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)， 努力按要求完成了任務(wù)，提高 了自己的綜合思考能力和動(dòng)手實(shí)踐能。八參考文獻(xiàn)<<數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

13、>> 高等教育出版社清華大學(xué)電子學(xué)教研組 編VV數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程>> 北京航天航空大學(xué)出版社 編附：部分元件功能詳解1、74LS148功能詳解74LS148是一個(gè)八線-三線優(yōu)先級編碼器。在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí) 輸入兩個(gè)以上編碼信號。不過在設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼器時(shí)，已經(jīng)將所有的輸入信號按優(yōu) 先順序排了隊(duì)。在同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號時(shí)， 優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級 高的輸入信號編碼，優(yōu)先級低的信號則不起作用。如圖所示的是八線-三線編碼器74LS148的慣用符號及管腳圖引腳圖。74LS148Drm，址戢WQQQQQQQQU1O CQCJ I OM O成戌V74LS148

14、優(yōu)先編碼器為16腳的集成芯片，除電源腳 VCC(16和GND(8外， 其余輸入、輸出腳的作用和腳號如圖中所標(biāo)。其中D0-D7為輸入信號，A2,A1,A0 為三位二進(jìn)制編碼輸出信號，EI是使能輸入端，E0是使能輸出端，GS為片優(yōu)先 編碼輸出端。有真值表可以得出：當(dāng)使能輸入EI=0、EO=0 GS=0時(shí)，允許編碼，在 DO- D7輸入中，輸入 D7 優(yōu)先級最高，其余依次為：D6, D5, D4, D3, D2, D1等級排列。本片又沒有編 碼輸入時(shí)為0。其中GS = 0表示“電路工作，而且有編碼輸入”。74LS148優(yōu)先編碼器真值表u i i i xsx 咗2、74LS48功能詳解7段顯示譯碼器7

15、4LS48是輸出高電平有效的譯碼器，74LS48有實(shí)現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA ）和輸出（OAOG ）端，此外74LS48還引入了燈測試輸入端（LT） 和動(dòng)態(tài)滅零輸入端（RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出（BI/RBO ）端。如圖所示的是八線-三線編碼器74LS48的慣用符號及管腳圖引腳圖。74LS48DU7QN3 00 lard? fco . E-ll-qd Mo Qo a 00 0 mo m <0 h 00>74LS48測試真值表為:輸ABf/輸出顯示LT RBIBCBARED 2Y.Y.YfYg字符11oooo1111 11101X00 0 11011 0000iB1K001011i0 110131X00 1111i1 100131X0100i011 00111K0 1011a1