基于vhdl和multisim的病房呼叫系統(tǒng)數(shù)電課設(shè)

./成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生xxx班級(jí)學(xué)號(hào)13030602xx專(zhuān)業(yè)通信工程課程設(shè)計(jì)題目病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?015年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)通信工程學(xué)生xxx班級(jí)學(xué)號(hào)13030602xx課程設(shè)計(jì)題目病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1、了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法2、熟悉掌握VHDL語(yǔ)言及其仿真環(huán)境、下載方法3、熟悉Multisim環(huán)境4、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第15周熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)、查閱資料、進(jìn)行原理分析及可行性論證第16周在QuartusⅡ環(huán)境中用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的程序,在QuartusII環(huán)境中實(shí)現(xiàn)、下載、調(diào)試,在Multisim環(huán)境中仿真設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng),最后通過(guò)驗(yàn)收、答辯、提交報(bào)告。指導(dǎo)教師：2015年月日專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人：2015年月日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2015年月日.摘要在醫(yī)院能夠最好的為病人服務(wù)是很重要的,但是護(hù)士不能總是在每一位病人身邊。所以,病房呼叫系統(tǒng)對(duì)一個(gè)服務(wù)好的醫(yī)院來(lái)說(shuō)是很必要的。本課設(shè)采用兩種方式,其一,基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的仿真波形圖。其二,基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要通過(guò)8/3線優(yōu)先編碼器74LS148、74LS47DBCD-七段譯碼器、按鍵控制、數(shù)碼管顯示、蜂鳴器報(bào)警和指示燈組成。使得病人可以及時(shí)的通知醫(yī)生,并且醫(yī)生也能夠很快的知道是哪個(gè)病房、哪個(gè)床位的病人在求助。關(guān)鍵詞：譯碼器;編碼器；蜂鳴器報(bào)警;數(shù)碼管顯示目錄一、課程設(shè)計(jì)目的1二、課設(shè)題目實(shí)現(xiàn)框圖1三．實(shí)現(xiàn)過(guò)程23.1設(shè)計(jì)原理23.2基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)3指示燈顯示模塊3蜂鳴器警示模塊4病房按鍵輸入模塊4數(shù)碼管顯示模塊5總電路模塊53.3基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)6四、課設(shè)結(jié)果分析114.1基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析114.2基于vhdl的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析13五、總結(jié)13六、參考文獻(xiàn)14.一、課程設(shè)計(jì)目的病房呼叫系統(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方的專(zhuān)用呼叫系統(tǒng),用來(lái)聯(lián)系溝通醫(yī)護(hù)人員和病員。當(dāng)病員需要醫(yī)護(hù)人員幫助時(shí),可以通過(guò)病房呼叫請(qǐng)求。它的應(yīng)用一方面為醫(yī)院或養(yǎng)老院提高護(hù)理水平和護(hù)士的工作效率,減輕護(hù)理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面也為病員提供了方便,提高病員的舒適程度。病房呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用還能規(guī)醫(yī)院中病區(qū)或養(yǎng)老院的秩序,改善護(hù)理人員和病員的關(guān)系,是現(xiàn)代化醫(yī)院必備的輔助設(shè)備。作為一種多功能智能化的病房護(hù)理輔助設(shè)備,病房呼系統(tǒng)不同于專(zhuān)業(yè)醫(yī)療設(shè)備。病房呼叫系統(tǒng)不是直接采用物理或化學(xué)醫(yī)療手段使被護(hù)理人得到治療,它是直接醫(yī)療手段之外的另一種醫(yī)療輔助手段。對(duì)病員來(lái)說(shuō),直接的醫(yī)療是必不可少的,但是缺乏細(xì)致的護(hù)理關(guān)懷對(duì)康復(fù)是很不利的。病房呼叫系統(tǒng)就能在這方面起到巨大的作用。二、課設(shè)題目實(shí)現(xiàn)框圖電路設(shè)計(jì)共分為四個(gè)模塊：〔1病房按鍵輸入模塊〔2指示燈顯示模塊〔3蜂鳴器警示模塊〔4數(shù)碼管顯示模塊電路設(shè)計(jì)流程圖：圖2.1電路設(shè)計(jì)流程圖三．實(shí)現(xiàn)過(guò)程3.1設(shè)計(jì)原理multisim電路設(shè)計(jì)中采用了8/3線優(yōu)先編碼器74LS148、74LS148有8個(gè)數(shù)據(jù)端〔0~7,3個(gè)數(shù)據(jù)輸出端〔A0~A1,1個(gè)使能輸入端〔EI,低電平有效,兩個(gè)輸出端〔GS,E0。數(shù)據(jù)輸出端A~C根據(jù)輸入端的選通變化,分別輸出000~111這0~7二進(jìn)制碼,經(jīng)邏輯組合電路與74LS47DBCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)輸入端〔A~C相連,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的電路功能,電路中與門(mén)74LS08DD的輸出端〔3、6、8與74LS147DBCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)端〔A、B、C連接。病房呼叫系統(tǒng)仿真可在Multisim的主界面下,啟動(dòng)仿真開(kāi)關(guān)即可進(jìn)行電路的仿真。K1~K7為病房呼叫開(kāi)關(guān),在其下方的Key=1。。。Key=7分別表示按下鍵盤(pán)1~7數(shù)字I鍵,即可控制相應(yīng)開(kāi)關(guān)的通道。L1~L7為模擬病房門(mén)口的呼叫指示燈,當(dāng)呼叫開(kāi)關(guān)K1~K7任何開(kāi)關(guān)被按下時(shí),相應(yīng)開(kāi)關(guān)上的指示燈即閃爍發(fā)光,要求當(dāng)一號(hào)病房的按鈕按下時(shí),無(wú)論其他病室的按鈕是否按下,護(hù)士值班室的數(shù)碼顯示"1",即"1"號(hào)病室的優(yōu)先級(jí)別最高,其他病室的級(jí)別依次遞減,7號(hào)病室級(jí)別最低,當(dāng)7個(gè)病房中有若干個(gè)請(qǐng)求呼叫開(kāi)關(guān)合上時(shí),護(hù)士值班室的數(shù)碼管所顯示的即為當(dāng)前優(yōu)先級(jí)別最高的病室呼叫,同時(shí)在有呼叫的病房門(mén)口的指示燈閃爍。待護(hù)士按優(yōu)先級(jí)處理完后,將該病房的呼叫開(kāi)關(guān)打開(kāi),再去處理下一個(gè)相對(duì)最高優(yōu)先級(jí)的病房的事務(wù)。同時(shí)護(hù)士值班室的數(shù)碼管即顯示相對(duì)最高優(yōu)先級(jí)別的病房號(hào),而且蜂鳴器SP會(huì)令計(jì)算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)聲。全部處理完畢后,即沒(méi)有病室呼叫,此時(shí)值班室的數(shù)碼管顯示"0"。3.2基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1指示燈顯示模塊圖3.2.13.2.2蜂鳴器警示模塊圖3.2.圖3.23.2.3病房按鍵輸入模塊圖病房按鍵輸入3.2.4數(shù)碼管顯示模塊圖3.2總電路模塊圖3.2.63.3基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的功能,可用VHDL編寫(xiě)一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn),具體操作過(guò)程如下：點(diǎn)擊File->New創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)文件。圖3.3.1〔2選擇設(shè)計(jì)文件的類(lèi)型為VHDLFile?！?點(diǎn)擊OK,系統(tǒng)顯示如圖3.2.2,窗口右側(cè)為VHDL的編輯窗口。圖3.3.2在編輯窗口中編輯以下程序libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityweisport<d:instd_logic_vector<7downto0>;leds:outstd_logic_vector<6downto0>;q:bufferstd_logic_vector<6downto0>>;endwe;architectureoneofweissignalencode:std_logic_vector<2downto0>;beginprocess<d,encode>beginifd<1>='1'thenencode<="001";elsifd<2>='1'thenencode<="010";elsifd<3>='1'thenencode<="011";elsifd<4>='1'thenencode<="100";elsifd<5>='1'thenencode<="101";elsifd<6>='1'thenencode<="110";elsifd<7>='1'thenencode<="111";elsifd<0>='1'thenencode<="000";endif;endprocess;process<d,q>beginifd<1>='1'thenq<0><='1';elseq<0><='0';endif;ifd<2>='1'thenq<1><='1';elseq<1><='0';endif;ifd<3>='1'thenq<2><='1';elseq<2><='0';endif;ifd<4>='1'thenq<3><='1';elseq<3><='0';endif;ifd<5>='1'thenq<4><='1';elseq<4><='0';endif;ifd<6>='1'thenq<5><='1';elseq<5><='0';endif;ifd<7>='1'thenq<6><='1';elseq<6><='0';endif;endprocess;process<encode> begin caseencodeis WHEN"001" =>leds <="0110000"; WHEN"010" =>leds <="1101101"; WHEN"011" =>leds <="1111001"; WHEN"100"=>leds<="0110011"; WHEN"101" =>leds <="1011011"; WHEN"110" =>leds <="1011111"; WHEN"111" =>leds <="1110000"; WHENOTHERS=>leds<="1111110"; ENDCASE; endprocess;ENDone;輸入程序后,存盤(pán)。圖3.3.3點(diǎn)擊Processing->StarCompilation編譯該文件,系統(tǒng)將開(kāi)始編譯,結(jié)束后,給出提示信息和編譯結(jié)果。圖3.3<7>建立時(shí)序仿真文件,選擇VectorWaveformFile在Name空白處點(diǎn)擊右鍵,Insert->InsertNodeorBus,中單擊NodeFinder,點(diǎn)擊List,再點(diǎn)擊’>>’->‘OK’->’OK’圖3.3.5建立<8>仿真結(jié)果如圖圖3.3四、課設(shè)結(jié)果分析4.1基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析當(dāng)按下按鍵1時(shí),1號(hào)病房的指示燈閃爍,蜂鳴器作用,并且護(hù)士值班室的數(shù)碼管顯示器顯示數(shù)字"1”按下按鍵1,一號(hào)病房指示燈閃爍,數(shù)碼管顯示1,蜂鳴器作用圖1開(kāi)關(guān)按下時(shí)按照優(yōu)先級(jí),當(dāng)1號(hào)跟其他一些被按下時(shí),數(shù)碼管優(yōu)先顯示數(shù)字"1"圖4.1.24.2基于vhdl的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)、六號(hào)、七號(hào)病房病人按下呼叫按鈕時(shí),由于指示燈不分優(yōu)先級(jí),指示燈都會(huì)亮,然而數(shù)碼管的顯示則跟病房的優(yōu)先級(jí)密切相關(guān)。優(yōu)先級(jí)高的顯示,優(yōu)先級(jí)低的,需等待優(yōu)先級(jí)高的被處理之后再行處理。例如仿真圖中當(dāng)一號(hào)和七號(hào)的按鈕被摁下時(shí),一號(hào)和七號(hào)的指示燈都會(huì)亮,但是數(shù)碼管的數(shù)是一,優(yōu)先級(jí)高的先進(jìn)行處理。當(dāng)只有一個(gè)病房的按鈕被摁下時(shí),指向該病房的指示燈亮,數(shù)碼管顯示該病房的。五、總結(jié)在本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中,病房呼叫系統(tǒng)共完成五個(gè)模塊：病房按鍵輸入模塊：當(dāng)病人有需要醫(yī)生的時(shí)候只需摁下按鍵。指示燈顯示模塊：當(dāng)有病人摁下按鍵時(shí),指向該病房的指示燈會(huì)亮,進(jìn)而通知醫(yī)生。蜂鳴器警示模塊：當(dāng)有病人摁下按鍵時(shí),蜂鳴器會(huì)響,通知醫(yī)生有情況。數(shù)碼管顯示模塊：當(dāng)多個(gè)病人同時(shí)摁下按鍵時(shí),數(shù)碼管顯示優(yōu)先級(jí)高病房的。優(yōu)先級(jí)高的先進(jìn)行處理?？傠娐纺K：當(dāng)按鍵摁下時(shí),指示燈會(huì)亮,蜂鳴