病床呼叫系統(tǒng)匯總

1、課程設計說明書唐 山 學 院 電子技術 課 程 設 計 題 目 病床呼叫系統(tǒng) 系 (部) 機電工程 班 級 12機制本四 姓 名 郭福 學 號 4120105416 指導教師 王志秦 2014 年 12 月 15 日至 12 月 19 日 共 1 周2014年 12 月 19 日出勤情況出勤天數(shù) 缺勤天數(shù)成績評定出勤情況及設計過程表現(xiàn)（20分）課設答辯（30分）說明書（20分）設計成果（30分）總成績（100分）提問（答辯）問題情況綜合評定 指導教師簽名： 年 月 日目 錄1引 言41.1設計背景41.2 本課程設計任務及要求：42.電路總體設計52.1設計方案52.2.1單元電路工作原理62

2、.2.2譯碼顯示模塊設計72.2.3 譯碼模塊設計82.2.4呼叫模塊設計93軟件簡介1031 Multisim發(fā)展史104芯片簡介114.1 74LS148：114.2 74LS248：114.3555定時器115設計總結121引 言1.1設計背景病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班室醫(yī)生或護士進行診斷或護理的緊急呼叫工具，它主要用于協(xié)助醫(yī)院病員在病床上方便的呼叫醫(yī)務人員，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士，是提高醫(yī)院和病房護理水平的必備設備之一。1.2 本課程設計任務及要求：本設計的病床呼叫系統(tǒng)，當病人摁下呼叫按鈕時，如第 1 號病人呼叫時電子數(shù)碼管顯 示。蜂鳴器開始響。 由于蜂鳴器聲音比較 1

3、 號，蜂鳴器發(fā)出刺耳的響聲。本系統(tǒng)的優(yōu)先呼叫功能，當優(yōu)先級 較高的病床呼叫時，可以屏蔽其他病床的呼叫，如五號病床的優(yōu)先級最高，當一號和二 號病床同時呼叫時，數(shù)碼管只顯示 2 號，系統(tǒng)自動屏蔽了一 號的呼叫，只有當 2 號解除警報時具有下一優(yōu)先級的病床才能呼叫，這樣只要把病情嚴重的病人放在優(yōu)先級較高的 病床，就可以保證病人優(yōu)先得到治療，而且是醫(yī)生有目的的治療，分清主次。本設計的整個呼叫系統(tǒng)由控制，顯示，報警三部分組成使得病人可以及時的通知醫(yī)生，并且醫(yī)生也能很快的知道哪個床位的病人在求助，本系統(tǒng)還兼具有優(yōu)先呼叫的功能，把病情嚴重的病人安排在優(yōu)先級較高的病床，則當優(yōu)先級較高的病床呼叫時可以屏蔽其他病

4、床的呼叫，從而使得病情嚴重的病人得到優(yōu)先醫(yī)技術參數(shù)：1用一個數(shù)碼管顯示呼叫號碼。2沒信號呼叫時顯示0。3用10個撥碼開關設置功能鍵5號優(yōu)先級最高，9-0號優(yōu)先級依次降低。4用LED燈指示對應的病房有呼叫，有呼叫時蜂鳴器開始響動。設計要求：1用靜態(tài)數(shù)碼管顯示呼叫的病房號；2用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴。設計思路根據(jù)實驗要求本次設計需要相應病床呼叫時，數(shù)碼管顯示相應數(shù)字，而且輸入信號有優(yōu)先級，故需74LS147的優(yōu)先編碼器需要數(shù)碼管顯示，故其輸出端需要和靜態(tài)顯示數(shù)碼管相連設計要求對應病床的LED燈亮，在LED燈亮的同時蜂鳴器開始響動。具體設計見病床呼叫系統(tǒng)功能模塊介紹。本病床呼叫系統(tǒng)的功能模塊分為病床呼叫控制

5、轉(zhuǎn)換模塊，系統(tǒng)顯示模塊，蜂鳴器模塊三部分。通過各個模塊的協(xié)調(diào)作用使得病床呼叫系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)2.電路總體設計2.1設計方案多諧檢測病房信號編碼譯碼電路顯示電路多諧震蕩指示電路2.2.1單元電路工作原理優(yōu)先選擇模塊設計： 根據(jù)設計要求，數(shù)碼管要顯示優(yōu)先級別最高病房的呼叫信號，所以我們要對病房呼叫信號進行優(yōu)先選擇并輸出。在本設計中，9號病床為優(yōu)先級最高，然后依次是9,8,7,6,5,4,3,2,1號病床。 在這里，應用了8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）進行此功能的實現(xiàn)。其輸入為低電平有效，輸出編碼為反碼形式。 8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）功能表如下所示

6、： 表3.1 8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）功能表 輸入 輸出 除此之外，根據(jù)使能輸出端EO的特性：當使能輸入端EI為0時并且74LS148無有效信號輸入時，EO輸出為0；當使能輸入端EI為0時并且74LS148為有效信號輸入時，EO輸出為1。利用EO端的輸出來控制數(shù)碼顯示電路的啟動與熄滅復位，以及555定時器的啟動與復位。 8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）將輸入的低電平有效信號進行優(yōu)先選擇，并且將選擇出的信號傳到譯碼顯示模塊，并且將EO端（由）的輸出信號傳到555定時器（來啟動呼叫模塊）和七段字形譯碼器（74LS47D

7、）來啟動數(shù)碼管顯示電路2.2.2譯碼顯示模塊設計此模塊由兩小模塊構成，即譯碼模塊與數(shù)碼管顯示模塊。先由譯碼模塊將8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）輸出的四位二進制編碼轉(zhuǎn)換成病床號所對應的Z1，Z2,Z3，Z4碼，再將該Z1，Z2，Z3，Z4碼輸入到七段字形譯碼器（74LS248D）并由七段陰極數(shù)碼管顯示病床號數(shù)字。其圖如下：2.2.3 譯碼模塊設計因為優(yōu)先選擇模塊輸出的三位二進制編碼不是所需的病床號碼（在BCD碼上相差1），所以要用譯碼將將8線-3線優(yōu)先編碼器（74LS148）輸出的三位二進制編碼轉(zhuǎn)換成病床號所對應的BCD碼。模塊譯碼模塊是由基本邏輯門設計而成的小規(guī)模邏輯門電路，于是得出輸

8、入輸出真值轉(zhuǎn)換表，如下：Y12Y11Y10Ys1Yex1Y22Y21Y20Ys2Yex2Z3Z2Z1Z0000101111111110011011111111001010111111101011101111111001001011111101110110111111010110101111110011111011111100011101000100111111010011001101110101010010011101011100101111011001000111110110110001011101110100001111011111000002.2.4呼叫模塊設計利用555集成時基電路組成

9、脈沖啟動型單穩(wěn)態(tài)電路，產(chǎn)生定長時間的方波信號驅(qū)動蜂鳴器呼叫?？蛇m當?shù)倪x擇電阻、電容，可將震蕩時間準確的控制在要求的5秒鐘。 當無病房呼叫時，同時74LS148為無有效信號輸入，EO輸出為0傳入555定時器的復位端。當有病房呼叫時，同時74LS148為有效信號輸入，EO輸出為1傳入555定時器的復位端，使得定時器得以啟動。3軟件簡介31 Multisim發(fā)展史Multisim是加拿大圖像交互技術公司（Interactive Image Technoligics簡稱IIT公司)推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述

10、語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。 工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。Multisim發(fā)展簡介： 加拿大EWB （Electrical Workbench） EWB4.0 EWB5.0 EWB6.0 Multisim2001 Multisim 7 M

11、ultisim 8 Multisim 9 Multisim 104芯片簡介4.1 74LS148：:為16腳的集成芯片，電源是VCC(16)  GND(8),I0I7為輸入信號，A2,A1,A0為三位二進制編碼輸出信號，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端。4.2 74LS248：七段譯碼器，輸出高電平有效，適合于共陰極接法的七段數(shù)碼管使用 A3，A2，A1，A0，為 8421BCD 碼輸入，a,b,c,d,e,f,g 為七段數(shù)碼輸出，LT 為試燈輸入信號，用來檢查，數(shù)碼管的好壞，IBR 為滅零輸出信號，用來動態(tài)滅零，IB/QBR 為滅燈輸出信號，該端既可以作輸

12、入也可以作輸出4.3555定時器555定時器是一種多用途的數(shù)字/模擬混合集成電路，具有開關特性，可以構成各種單元脈沖電路。 圖5-4 555 定時器引腳5設計總結對于這次的課程設計我感覺很有挑戰(zhàn)性，不僅要會把圖連接起來更重要的是設計完成一定的功能，在設計之初遇到了很多困難，感覺圖形特別麻煩，器件的原理也都序言知道清楚，翻閱了很多資料、與同學討論并且向老師尋求幫助，攻克了一個個困難，最終完了設計，雖然不免瑕疵，但也基本上滿足了設計要求?？傮w來說這次課設讓我收獲頗多，提高了動手能力，學到了很多專業(yè)知識，更重要的是讓我了解了設計項目的不易，遇到困難應該迎難而上，有恒心，有毅力，堅持不懈，最后一定會有意想不到的收獲。我非常感謝學校為我們提供的這次寶貴的實習機會，讓我們學到了很多課堂上學不到的東西，還要感謝我的實習老師，她非常負責任，悉心指導每一個同學的提問，不厭其煩，兢兢業(yè)業(yè)在剛開始進行電路設計時由于不清楚軟件對74LS48的仿真不準確這一缺陷，在譯碼部分花費了很長的時間。明白這一缺陷之后順利很多，在檢查更正之后很好地體現(xiàn)了本次設計