醫(yī)院住院病人呼喊器

1、目錄  前 言21.設(shè)計(jì)要求32.設(shè)計(jì)硬件電路圖及其說(shuō)明52.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)52.1 74LS148優(yōu)先編碼器2.3 74LS472.4 （1）555單穩(wěn)態(tài)定時(shí)器（2） 蜂鳴器2.4 74LS302.45 數(shù)碼顯示器3. 電路仿真及測(cè)試114. 實(shí)習(xí)總結(jié)12參考文獻(xiàn)13前言 l 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的發(fā)展也非常快，特別在電子的時(shí)代，各種電子電路的知識(shí)運(yùn)用得十分廣泛。為了讓醫(yī)院能夠最好的為病人服務(wù)，減少醫(yī)護(hù)人員的巡查次數(shù)和工作量，醫(yī)院住院病人“呼喊”器，在醫(yī)院已經(jīng)運(yùn)用的很好，應(yīng)用本設(shè)計(jì)可使病人及時(shí)通知醫(yī)生，并使醫(yī)生能夠通過(guò)顯示器和報(bào)警聲很快的知道求助病人的確

2、切床位，從而及時(shí)搶救。以555構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器為核心，用5秒呼叫模塊，優(yōu)先編碼顯示模塊，呼叫顯示模塊來(lái)設(shè)計(jì)的病房呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有優(yōu)先級(jí)，造價(jià)低廉，能確保呼叫信息不失終端數(shù)碼管顯示呼叫地址，聲音報(bào)警等功能。l 護(hù)呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院提高醫(yī)護(hù)服務(wù)質(zhì)量、提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和減少醫(yī)療事故的一種必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備。 目前，用于病床呼叫的系統(tǒng)有很多，它們多數(shù)都是有線通信，通過(guò)聲光報(bào)警和LED屏顯示告知呼叫求援的床位號(hào)碼，一般由有線的床頭分機(jī)、走廊顯示屏和護(hù)士臺(tái)的由發(fā)光二極管組成的病床一覽表（板）組成。1任務(wù)與要求：1. 1設(shè)計(jì)一種呼喊器，供醫(yī)院住院病人“呼喊”醫(yī)護(hù)人員時(shí)使用。1.2住院病人可通過(guò)按動(dòng)

3、自己的床位按鈕開(kāi)關(guān)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出“呼喊”信號(hào)。1.3一旦有病人“呼喊”，醫(yī)護(hù)人員值班室設(shè)置的顯示器即顯示出該病人的床位編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出聲響信號(hào)提示值班人員。2病人“呼喊”器原理框圖及其說(shuō)明本設(shè)計(jì)采用74LS138 為3 線8 線譯碼器，74LS47,74LS30，和555單穩(wěn)態(tài)，74LS138/按鈕開(kāi)關(guān)電路采用低電平有效。該電路總共采用7路，分別代表7個(gè)病床，如果想要擴(kuò)展，可在該基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。此處為了便于設(shè)計(jì)，采用7路按鈕開(kāi)關(guān).2. 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)2.1 74LS148優(yōu)先編碼器其邏輯圖和功能表1所示。 74LS48邏輯圖表2 74LS148功能表71LS138有三個(gè)附加的

4、控制端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平（S1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.3.8電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時(shí)），而將作為“地址”輸入端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)101時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。無(wú)論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS13

5、8的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞2.2 74LS47譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表2列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。 表2 輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號(hào) LT() RBI(-) A3 A2 A1 A0 BI()/RBO() a() b() c() d() e() f

6、() g() 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1

7、 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 (1)LT()：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)LT()=0時(shí)，無(wú)論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)BI()：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。BI()=0時(shí)。不論LT()和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽(yáng)極數(shù)碼管熄滅。 (3)RBI(-)：滅零輸入，它是

8、為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對(duì)每一位A3= A2 =A1 =A0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是在RBI(-)=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)RBO()：滅零輸出，它和滅燈輸入BI()共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。2.3 555單穩(wěn)態(tài)定時(shí)器555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，其電路原理圖如下圖。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，755

9、5 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。圖 555定時(shí)器555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓

10、，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。（2） 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。我們本次設(shè)計(jì)

11、就是用這種設(shè)備來(lái)模擬，它的外形常見(jiàn)的有以下幾種，如圖5所示。一般呈圓柱狀，下面兩針長(zhǎng)短不同，長(zhǎng)的就為正極，短為負(fù)極，我們只要在正負(fù)極加上正向電壓其便可以發(fā)出聲響。圖5 常見(jiàn)蜂鳴器外形（3）74LS30 74LS30八輸入與非門，管腳圖如附圖圖 74LS30管腳圖2.4 數(shù)碼顯示器在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀地顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果；另一方 面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)碼顯示器是用來(lái)顯示數(shù)字、文字或符號(hào)的器件，現(xiàn)在已有多種不同類型的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字設(shè)備中，目前數(shù)碼顯示器件正朝著小型、低功耗、

12、平面化方向發(fā)展。數(shù)碼的顯示方式一般有三種：第一種是字形重疊式，它是將不同字符的電極重疊起來(lái)，要顯示某字符，只須使相應(yīng)的電極發(fā) 亮即可，如輝光放電管、邊光顯示管等。第二種是分段式，數(shù)碼是由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆劃組成，如熒光數(shù)碼管等。第三種是點(diǎn)陣式，它由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點(diǎn)陣所組成，利用光點(diǎn)的不同組合便可顯示不同的數(shù)碼。數(shù)字顯示方式目前以分段式應(yīng)用最普遍，圖5.3.6表示七段式數(shù)字顯示器利用不同發(fā)光段組合方式，顯示015等阿拉伯?dāng)?shù)字。在實(shí)際應(yīng)用中，1015并不采用，而是用2位數(shù)字顯示器進(jìn)行顯示。其七段數(shù)字顯示器發(fā)光組合圖如下所示，它是通過(guò)譯碼器對(duì)其A.B.C.D.E.F.G段二

13、極管的明暗進(jìn)行控制，最后使得其顯示出一定的數(shù)字模式，如圖11所示。圖11 七段數(shù)字顯示器顯示數(shù)字3. 電路仿真及測(cè)試此電路我們需要調(diào)試的東西不多，首先將各個(gè)模塊連接到一起后,注意檢查各個(gè)部分是否連接正確和連接端是否連接好。 注意我們所需要的芯片參數(shù)是否正確，電解電容的極性是否連接正確，在測(cè)試看看各管腳的電平是否符合我們理論上達(dá)到的值，同時(shí)觀察各個(gè)集成器件的各個(gè)管腳的電平變化情況，以及數(shù)碼顯示器的顯示是否正確.如有不正確的就將其逐個(gè)問(wèn)題解決了再進(jìn)行后面的調(diào)試，直到所有問(wèn)題都解決了為止。各模塊連接好之后就可以對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試了。首先觸發(fā)一個(gè)病人信號(hào)，看是否產(chǎn)生聲、光報(bào)警，并且聲音響5秒，數(shù)碼管是否顯

14、示對(duì)應(yīng)的病人編號(hào)；直到完成了此功能，進(jìn)行下一向調(diào)試。 （當(dāng)按第2號(hào)鍵，顯示2，報(bào)警器、定時(shí)器作發(fā)聲器件。工作正常）（當(dāng)按第5號(hào)鍵，顯示5，報(bào)警器、定時(shí)器作發(fā)聲器件，工作正常。）4. 實(shí)習(xí)總結(jié)“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”是電子技術(shù)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)我學(xué)習(xí)電子技術(shù)的綜合性訓(xùn)練。我非常珍惜這次做課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì).本設(shè)計(jì)是為在病人緊急需要時(shí)能很快進(jìn)行救治的呼叫系統(tǒng),增強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員更好的監(jiān)護(hù)病人。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)特色在于可以設(shè)立呼叫優(yōu)先等級(jí)而不是單純的病人呼叫，這樣避免在有多個(gè)病人同時(shí)呼叫時(shí)，醫(yī)護(hù)人員不知道應(yīng)該先救治哪個(gè)。利用本系統(tǒng)設(shè)立呼叫等級(jí)后，當(dāng)有多個(gè)呼叫信號(hào)時(shí)，呼叫系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)先顯示最高級(jí)別的呼叫，使病情嚴(yán)

15、重的病人得到優(yōu)先救治。同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)鎖存其它的呼叫信號(hào)，在高級(jí)別呼叫清零后自動(dòng)對(duì)其它信號(hào)進(jìn)行顯示呼叫。這樣讓所有病人都能夠獲得救治，這種由醫(yī)院根據(jù)病人病情設(shè)立的具有呼叫等級(jí)的控制系統(tǒng)可有效控制因病人突發(fā)病情而醫(yī)護(hù)人員卻未能及時(shí)救治導(dǎo)致病人病情嚴(yán)重甚至死亡的嚴(yán)重后果。同時(shí)這種病情嚴(yán)重者優(yōu)先的呼叫系統(tǒng)也體現(xiàn)了人性的美德和醫(yī)院救人的精神。在設(shè)計(jì)初期我遇到了很多困難，感覺(jué)對(duì)課題無(wú)從下手，不知道從何開(kāi)始，當(dāng)我查閱了大量資料和詢問(wèn)了老師同學(xué)后，才開(kāi)始有些眉目。起初我不知道怎樣區(qū)分病人的優(yōu)先級(jí)；當(dāng)多信號(hào)同時(shí)呼叫時(shí)，對(duì)較低等級(jí)的呼叫信號(hào)不知道怎么處理，才能保證當(dāng)高級(jí)別的信號(hào)被清零后，低級(jí)別的信號(hào)能及時(shí)的由系統(tǒng)自

16、動(dòng)呼出等等。這些問(wèn)題苦惱了我很長(zhǎng)的時(shí)間，后來(lái)才在我翻閱相關(guān)書(shū)籍和瀏覽相關(guān)網(wǎng)站時(shí)找到了解決問(wèn)題的辦法，才知道這些問(wèn)題的解決方法。這也使我對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)有了更深入的了解，對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際有了更加深刻的體會(huì)。參考文獻(xiàn)1 臧春華.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2005.62 高平.電子線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.13 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.94 彭軍.電子線路設(shè)計(jì)與制作.北京：科學(xué)出版社，2005.45 徐敏.電子線路實(shí)習(xí)指導(dǎo)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.86 安真菊.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.17 閻石. 數(shù)