數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告病床呼叫系統(tǒng)

1、-. z.數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目:病床呼叫系統(tǒng)班級(jí): *: 指導(dǎo)教師: 組號(hào):目錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.32、方案設(shè)計(jì).33、各單元電路設(shè)計(jì)與分析.4 3.1、開(kāi)關(guān)控制及指示燈與數(shù)碼管顯示局部.4 3.2、優(yōu)先編碼局部.5 3.3、5s閃爍呼叫模擬局部.64、總體電路原理圖及元器件清單.74.2、電路原理圖.8 4.2、原件清單.105、電路仿真及仿真結(jié)果分析.116、電路功能測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果.127、作品照片圖.128、結(jié)論與心得體會(huì).139、參考文獻(xiàn).13病床呼叫系統(tǒng)1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)邏輯電路的具體要求如下：1分別用15個(gè)開(kāi)關(guān)模擬5個(gè)病房的呼叫輸入

2、信號(hào)，5個(gè)呼叫優(yōu)先級(jí)不同。2用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的；沒(méi)信號(hào)時(shí)顯示0；有多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)其他呼叫用指示燈顯示。3凡有呼叫發(fā)出5s的呼叫聲可通過(guò)LED燈5s閃爍模擬。4當(dāng)護(hù)士接收到信號(hào)，按下復(fù)位鍵時(shí)數(shù)碼管被清零，而且不能影響下次呼叫的進(jìn)展。2、方案設(shè)計(jì)：臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病房呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)展診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生和護(hù)士，并在值班室的監(jiān)控屏幕上留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病房護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。監(jiān)控機(jī)構(gòu)一般放置在護(hù)士值班室內(nèi)，當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)展聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源

3、按鈕放在病房?jī)?nèi)，病人有呼叫請(qǐng)求時(shí)，按下請(qǐng)求按鈕，向值班室呼叫，并點(diǎn)亮呼叫指示燈。監(jiān)控機(jī)構(gòu)和呼叫源之間通過(guò)數(shù)據(jù)線連在一起。本設(shè)計(jì)為一個(gè)模擬系統(tǒng)，通過(guò)各類(lèi)芯片的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的根本功能，完成各項(xiàng)操作。病床呼叫系統(tǒng)能對(duì)5*病床進(jìn)展統(tǒng)一監(jiān)護(hù)，能夠?qū)Σ煌瑑?yōu)先級(jí)的呼叫進(jìn)展優(yōu)先響應(yīng)處理，對(duì)發(fā)出呼叫的病床有指示燈進(jìn)展提示，還能顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)，并發(fā)出5s的呼叫聲(用一個(gè)閃爍的指示燈模擬)，當(dāng)護(hù)士接收到信號(hào)，按下復(fù)位鍵時(shí)顯示管被清零。護(hù)士站通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的要求分析，可以將電路大致分為四大模塊，觸發(fā)清零模塊、編碼及譯碼器譯碼模塊、濾除優(yōu)先級(jí)及顯示模塊、計(jì)數(shù)器5s警報(bào)模塊，通過(guò)對(duì)四大模塊的整合，即可根本到達(dá)實(shí)驗(yàn)

4、要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。如圖1所示,該系統(tǒng)分為三大局部:左邊方框是病房的呼叫輸入端，包括5個(gè)呼叫按鈕；右邊方框?yàn)樽o(hù)士站的呼叫處理端，包括5個(gè)指示燈、一個(gè)數(shù)碼管顯示器和一個(gè)響應(yīng)復(fù)位開(kāi)關(guān)；中間是優(yōu)先級(jí)編碼和計(jì)數(shù)功能模塊。制作時(shí)分為病人模塊和護(hù)士模塊。護(hù)士站1號(hào)燈病房1號(hào)燈病房輸入1輸入1優(yōu)先編碼和計(jì)數(shù)功能2號(hào)燈2號(hào)燈閃爍燈提示輸入閃爍燈提示輸入23號(hào)燈3號(hào)燈輸入34號(hào)燈4號(hào)燈輸入4響應(yīng)復(fù)位開(kāi)關(guān)響應(yīng)復(fù)位開(kāi)關(guān)5號(hào)燈輸入5號(hào)燈輸入5圖1 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖3、各單元電路設(shè)計(jì)與分析：3.1、開(kāi)關(guān)控制及指示燈與數(shù)碼管顯示局部由5個(gè)輸入上下電平的開(kāi)關(guān)分別代表5個(gè)病床的呼叫按鈕，還需要一個(gè)開(kāi)關(guān)作為復(fù)位端即清零端。

5、將指示燈及復(fù)位開(kāi)關(guān)放置在護(hù)士模塊上面。利用74LS148進(jìn)展優(yōu)先編碼之后，再利用74LS00的與非門(mén)連接到74LS48上面，是輸出高電平有效的譯碼器，用74LS48連接數(shù)碼管進(jìn)展顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)。5個(gè)開(kāi)關(guān)輸入以后可以經(jīng)5個(gè)D觸發(fā)器輸入到74LS148,5個(gè)輸入有優(yōu)先級(jí),從1到5的優(yōu)先級(jí)依次降低,1到5開(kāi)關(guān)連接到相應(yīng)的指示燈。開(kāi)關(guān)直接控制指示燈亮，而更高一級(jí)的顯示則需要優(yōu)先編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出。由于74LS74屬于TTL芯片，內(nèi)部自帶上拉電阻，所以用開(kāi)關(guān)觸發(fā)的時(shí)候需要加下拉電阻，阻值為470，D觸發(fā)器由上升沿觸發(fā)，開(kāi)關(guān)一邊接高電平，一邊接觸發(fā)端，按下開(kāi)關(guān)時(shí)，觸發(fā)，使燈泡亮。D觸發(fā)器復(fù)位端低電平有效，

6、將所有觸發(fā)器的復(fù)位端連在一起接另一個(gè)開(kāi)關(guān)的一端，該開(kāi)關(guān)另一端接高電平，在不需要復(fù)位的時(shí)候復(fù)位端一直無(wú)效。數(shù)碼管顯示：3.2、優(yōu)先編碼局部?jī)?yōu)先編碼模塊的邏輯電路如圖2。如圖2所示，時(shí)鐘端單獨(dú)接脈沖；5個(gè)開(kāi)關(guān)輸入連接到優(yōu)先編碼器的8個(gè)輸入端的其中5個(gè)即可，分別為I2、I3、I4、I5、I6，經(jīng)過(guò)74LS148的優(yōu)先級(jí)選擇后從A0、A1、A2輸出到數(shù)碼管顯示電路顯示病床號(hào).表1給出了74LS148輸入、輸出對(duì)應(yīng)的真值表。表1 74LS148輸入、輸出對(duì)應(yīng)真值表輸入輸出I6I5I4I3I2A2A1A0*0010*01011*011100*011110101111110圖2 優(yōu)先編碼模塊邏輯電路圖3.3

7、、5s閃爍呼叫模擬局部5s閃爍呼叫模擬局部邏輯電路圖如圖3所示。用開(kāi)關(guān)控制脈沖的輸入：5個(gè)開(kāi)關(guān)依次連入或門(mén)，脈沖再與開(kāi)關(guān)局部連入與門(mén)，再將可控制的脈沖接入74LS161的脈沖輸入端，實(shí)現(xiàn)當(dāng)K1K5任意一個(gè)或多個(gè)為高電平時(shí)有脈沖輸入到74LS161中，全部為低電平時(shí)沒(méi)有脈沖輸入。為了實(shí)現(xiàn)指示燈閃爍5s的功能，當(dāng)Qd Qc Qb Qa為0101時(shí)，把QaQc端接至與非門(mén)再連接至T端，實(shí)現(xiàn)模五計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器可以保持在0101，再將QaQc接入的與非門(mén)與可控脈沖連接到與門(mén)，這樣可以保證Qd Qc Qb Qa從0000到0101每變一次指示燈閃爍一下，共閃爍5次后停頓。利用555來(lái)提供10hz的脈沖，

8、如下圖，由3輸出，電阻均為1k，電容為47uf。圖3 模五計(jì)數(shù)器4、總體電路原理圖及元器件清單： 4.1、電路原理圖將上述各功能模塊綜合起來(lái)得到整個(gè)系統(tǒng)的邏輯電路圖，如圖4所示。圖4和圖5 病房及護(hù)士站模擬電路圖4.2、原件清單：原件名稱(chēng)描述標(biāo)號(hào)數(shù)量?jī)r(jià)格按鍵輕觸開(kāi)關(guān)6數(shù)碼管1PCB板274LS148174LS161174LS74374LS48174LS001排針排線45、電路仿真及仿真結(jié)果分析：仿真結(jié)果比擬理想。6、電路功能測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果：給電路接入電源，然后運(yùn)行電路，當(dāng)按下一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)時(shí)，對(duì)應(yīng)的燈泡會(huì)亮并且會(huì)顯示數(shù)字，另一個(gè)燈會(huì)閃爍五次，當(dāng)按下復(fù)位開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡都會(huì)熄滅，顯示數(shù)字07、作品

9、照片圖：8、結(jié)論與心得體會(huì)：在畫(huà)圖的過(guò)程中，忘記接所有芯片的VCC,GND了，這是嚴(yán)重的錯(cuò)誤，而且有幾個(gè)與非門(mén)接錯(cuò)了，整體布局不是很好導(dǎo)致有很多跳線。做完后發(fā)現(xiàn)所有燈都一起亮了，說(shuō)明開(kāi)關(guān)沒(méi)有起到作用，也就是沒(méi)有觸發(fā)，經(jīng)過(guò)思考后發(fā)現(xiàn)是由于沒(méi)有加下拉電阻，當(dāng)加了下拉電阻之后，五個(gè)燈泡正常工作了，但是數(shù)碼管還沒(méi)有正常工作，檢查后發(fā)現(xiàn)74LS48與數(shù)碼管連接錯(cuò)了，在認(rèn)真的查了芯片的引腳后，進(jìn)展了改正，這時(shí)數(shù)碼管有了顯示，但是不是正確的數(shù)字，再次檢查后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管并不是共陰極數(shù)碼管，這是由于在使用沒(méi)有測(cè)試導(dǎo)致的錯(cuò)誤，換為共陰極數(shù)碼管后整個(gè)東西能夠正常使用了。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)的畫(huà)圖到作出實(shí)物，我收獲了許多東西，畫(huà)圖時(shí)首先就應(yīng)該連好VCC,GN