醫(yī)院住院病人呼喊器

1、目錄  前 言21.設計要求32.設計硬件電路圖及其說明52.1 各單元模塊功能介紹及電路設計52.1 74LS148優(yōu)先編碼器2.3 74LS472.4 （1）555單穩(wěn)態(tài)定時器（2） 蜂鳴器2.4 74LS302.45 數(shù)碼顯示器3. 電路仿真及測試114. 實習總結(jié)12參考文獻13前言 l 隨著社會的發(fā)展，科技的發(fā)展也非?？?，特別在電子的時代，各種電子電路的知識運用得十分廣泛。為了讓醫(yī)院能夠最好的為病人服務，減少醫(yī)護人員的巡查次數(shù)和工作量，醫(yī)院住院病人“呼喊”器，在醫(yī)院已經(jīng)運用的很好，應用本設計可使病人及時通知醫(yī)生，并使醫(yī)生能夠通過顯示器和報警聲很快的知道求助病人的確

2、切床位，從而及時搶救。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，呼叫顯示模塊來設計的病房呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有優(yōu)先級，造價低廉，能確保呼叫信息不失終端數(shù)碼管顯示呼叫地址，聲音報警等功能。l 護呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院提高醫(yī)護服務質(zhì)量、提高醫(yī)護人員工作效率和減少醫(yī)療事故的一種必不可少的基礎設備。 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，通過聲光報警和LED屏顯示告知呼叫求援的床位號碼，一般由有線的床頭分機、走廊顯示屏和護士臺的由發(fā)光二極管組成的病床一覽表（板）組成。1任務與要求：1. 1設計一種呼喊器，供醫(yī)院住院病人“呼喊”醫(yī)護人員時使用。1.2住院病人可通過按動

3、自己的床位按鈕開關(guān)向醫(yī)護人員發(fā)出“呼喊”信號。1.3一旦有病人“呼喊”，醫(yī)護人員值班室設置的顯示器即顯示出該病人的床位編號，同時揚聲器發(fā)出聲響信號提示值班人員。2病人“呼喊”器原理框圖及其說明本設計采用74LS138 為3 線8 線譯碼器，74LS47,74LS30，和555單穩(wěn)態(tài)，74LS138/按鈕開關(guān)電路采用低電平有效。該電路總共采用7路，分別代表7個病床，如果想要擴展，可在該基礎上進行擴展。此處為了便于設計，采用7路按鈕開關(guān).2. 各單元模塊功能介紹及電路設計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有三個附加的

4、控制端、和。當、時，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以擴展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(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），而將作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過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101時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS13

5、8的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞2.2 74LS47譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(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應關(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 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)光而設置的。當LT()=0時，無論輸入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)碼顯示的滅燈所設置的。BI()=0時。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熄滅而設定的。當對每一位A3= A2 =A1 =A0=0時，本應顯示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，可以實現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。2.3 555單穩(wěn)態(tài)定時器555 定時器是一種模擬和數(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，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時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定時器555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(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。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓VCC /3 和 2VCC /3555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個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 5 腳懸空時，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 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，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。我們本次設計

11、就是用這種設備來模擬，它的外形常見的有以下幾種，如圖5所示。一般呈圓柱狀，下面兩針長短不同，長的就為正極，短為負極，我們只要在正負極加上正向電壓其便可以發(fā)出聲響。圖5 常見蜂鳴器外形（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)字測量儀表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀地顯示出來，一方面供人們直接讀取測量和運算的結(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)字設備不可缺少的部分。數(shù)碼顯示器是用來顯示數(shù)字、文字或符號的器件，現(xiàn)在已有多種不同類型的產(chǎn)品，廣泛應用于各種數(shù)字設備中，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，要顯示某字符，只須使相應的電極發(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。第三種是點陣式，它由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點陣所組成，利用光點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等阿拉伯數(shù)字。在實際應用中，1015并不采用，而是用2位數(shù)字顯示器進行顯示。其七段數(shù)字顯示器發(fā)光組合圖如下所示，它是通過譯碼器對其A.B.C.D.E.F.G段二

13、極管的明暗進行控制，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. 電路仿真及測試此電路我們需要調(diào)試的東西不多，首先將各個模塊連接到一起后,注意檢查各個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，在測試看看各管腳的電平是否符合我們理論上達到的值，同時觀察各個集成器件的各個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問題解決了再進行后面的調(diào)試，直到所有問題都解決了為止。各模塊連接好之后就可以對電路進行調(diào)試了。首先觸發(fā)一個病人信號，看是否產(chǎn)生聲、光報警，并且聲音響5秒，數(shù)碼管是否顯

14、示對應的病人編號；直到完成了此功能，進行下一向調(diào)試。 （當按第2號鍵，顯示2，報警器、定時器作發(fā)聲器件。工作正常）（當按第5號鍵，顯示5，報警器、定時器作發(fā)聲器件，工作正常。）4. 實習總結(jié)“電子技術(shù)課程設計”是電子技術(shù)課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對我學習電子技術(shù)的綜合性訓練。我非常珍惜這次做課程設計的機會.本設計是為在病人緊急需要時能很快進行救治的呼叫系統(tǒng),增強醫(yī)護人員更好的監(jiān)護病人。此系統(tǒng)的優(yōu)點特色在于可以設立呼叫優(yōu)先等級而不是單純的病人呼叫，這樣避免在有多個病人同時呼叫時，醫(yī)護人員不知道應該先救治哪個。利用本系統(tǒng)設立呼叫等級后，當有多個呼叫信號時，呼叫系統(tǒng)會自動先顯示最高級別的呼叫，使病情嚴

15、重的病人得到優(yōu)先救治。同時系統(tǒng)自動鎖存其它的呼叫信號，在高級別呼叫清零后自動對其它信號進行顯示呼叫。這樣讓所有病人都能夠獲得救治，這種由醫(yī)院根據(jù)病人病情設立的具有呼叫等級的控制系統(tǒng)可有效控制因病人突發(fā)病情而醫(yī)護人員卻未能及時救治導致病人病情嚴重甚至死亡的嚴重后果。同時這種病情嚴重者優(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。在設計初期我遇到了很多困難，感覺對課題無從下手，不知道從何開始，當我查閱了大量資料和詢問了老師同學后，才開始有些眉目。起初我不知道怎樣區(qū)分病人的優(yōu)先級；當多信號同時呼叫時，對較低等級的呼叫信號不知道怎么處理，才能保證當高級別的信號被清零后，低級別的信號能及時的由系統(tǒng)自

16、動呼出等等。這些問題苦惱了我很長的時間，后來才在我翻閱相關(guān)書籍和瀏覽相關(guān)網(wǎng)站時找到了解決問題的辦法，才知道這些問題的解決方法。這也使我對學習的認識有了更深入的了解，對理論聯(lián)系實際有了更加深刻的體會。參考文獻1 臧春華.電子線路設計與應用.北京：高等教育出版社，2005.62 高平.電子線路設計基礎.北京：化學工業(yè)出版社，2007.13 謝自美.電子線路設計實驗與測試.武漢：華中科技大學出版社，2005.94 彭軍.電子線路設計與制作.北京：科學出版社，2005.45 徐敏.電子線路實習指導教程.北京：機械工業(yè)出版社，2005.86 安真菊.電子技術(shù)課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007.17 閻石. 數(shù)