醫(yī)院住院病人呼喊器

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前言 21.設(shè)計要求 32.設(shè)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(shè)計 52.174LS148優(yōu)先編碼器2.374LS472.4（1）555單穩(wěn)態(tài)定時器（2）蜂鳴器2.474LS302.45數(shù)碼顯示器3.電路仿真及測試 114.實習(xí)總結(jié) 12參考文獻(xiàn) 13 前言

隨著社會的發(fā)展，科技的發(fā)展也非?？欤貏e在電子的時代，各種電子電路的知識運(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(shè)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。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(jī)、走廊顯示屏和護(hù)士臺的由發(fā)光二極管組成的病床一覽表（板）組成。

1任務(wù)與要求：1設(shè)計一種呼喊器，供醫(yī)院住院病人“呼喊”醫(yī)護(hù)人員時使用。1.2住院病人可通過按動自己的床位按鈕開關(guān)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出“呼喊”信號。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，同時揚(yáng)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(shè)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(kuò)展，可在該基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。此處為了便于設(shè)計，采用7路按鈕開關(guān).各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計2.174LS148優(yōu)先編碼器其邏輯圖和功能表1所示。74LS48邏輯圖表274LS148功能表71LS138有三個附加的控制端、和。當(dāng)、時，輸出為高電平（S＝1），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(kuò)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(dāng)＝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74LS138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(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LT(——)RBI(——-)A3A2A1A0BI(—)/RBO(———)a(—)b(—)c(—)d(—)e(—)f(—)g(—)1100001000000101X00011100111111X00101001001021X00111000011031X01001100110041X01011010010051X01101110000061X01111000111171X10001000000081X1001100011009XXXXXX01111111熄滅10000001111111熄滅0XXXXX100000008(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，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(shè)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，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對每一位A3=A2=A1=A0=0時，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。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(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V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(yīng)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(zhǔn)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，當(dāng)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(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。我們本次設(shè)計就是用這種設(shè)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(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常見蜂鳴器外形（3）74LS3074LS30八輸入與非門，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(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(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、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(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0～15等阿拉伯?dāng)?shù)字。在實際應(yīng)用中，10～15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，它是通過譯碼器對其A.B.C.D.E.F.G段二極管的明暗進(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(dá)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(jìn)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(jìn)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)碼管是否顯示對應(yīng)的病人編號；直到完成了此功能，進(jìn)行下一向調(diào)試。（當(dāng)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(dāng)按第5號鍵，顯示5，報警器、定時器作發(fā)聲器件，