医院病人紧急呼叫系统设计报告.doc

医院病人紧急呼叫系统班级：机电一体化1213 指导老师: 学生： 龙洪涛学号：122537014一 内容提要:设计一个简单的医院病人紧急呼叫系统，设置四个优先级分别为1、2、3、4，并且当病人紧急呼叫时要显示病人编号；当同时有几个处在不同优先级的病人呼叫时，要根据病人优先级及病人严重情况先对病情严重的病人进行处理；医护人员处理完当前最高级别的呼叫之后，系统就清除此呼叫同时重新安优先级别显示其他呼叫病人的编号并对其做同样的处理。本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。讲述了医院病人紧急呼叫系统的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面 。二 设计内容及要求:医院一个科室有一个医生值班室，需要照顾多个病房的病人，请设计一个由电子电路实现的、多病房使用的、具有病情级别区分、远距离传输、床位对应、集中提示的“医院病人紧急呼叫系统”，1、一个病床有一个供病人呼叫的按键（至少四个病床）。呼叫后状态存在一组锁存器内。设计优先编码电路对锁存器内状态编码，根据病人病情设置优先级别，病情严重者优先。2、当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并按优先级别显示病人编号。3、设计呼叫清除电路（一个按键），当医生处理完当前（最高优先级）显示的病号后，可将该呼叫清除，系统能自动显示优先级病床呼叫信号。4、 (*)双音频声音。三 设计思路及原理:系统可由信号呼叫锁存、优先编码、显示电路及逻辑控制复位电路等几部分组成。系统首先通过按钮开关接受呼叫信号，并将其信号锁存在D触发器（这里用74LS74）中，然后将这一时刻所有的呼叫信号传到8路优先编码器（这里用74LS148），编码器再根据这一时刻信号优先级的高低依次对这这些信号进行编码，然后传到显示电路根据优先级依次由高到低显示，护士根据病人病情严重情况进行处理，处理一个清除一个，清除的具体方法就是每按一下复位按钮就会产生一个上升沿使逻辑控制复位电路的74LS138 3/8二进制译码器根据74LS148编码的地址译码找到这时刻优先级最高的那位并产生一个低电平使产生该位的触发器清零，然后电路又可以用同样的原理处理下一时刻的呼叫信号了。因此,可得出医院病人紧急呼叫系统的原理框图如下:四:设计分析1.信号锁存电路这里是根据的是D触发器74LS74在预置端、清除端都接有效电平且CLK上升沿时将输入信号D锁存在Q中的功能，Q=D 。我们这里将D固定在高电平，用按钮开关输入信号呼叫，呼叫后将产生一个上升沿，促使触发器将信号锁存，然后将信号从输出到74LS148编码。74LS74功能表如下：输 入输 出预 置清 除时 钟CP01xx1010xx0100xx111111011001110x保持部分信号锁存电路如下：图中1 、13 清零端是分别接到逻辑控制电路二进制译码器74LS138的Y1、Y2端以便复位用；6 、8是用来输出信号到编码器74LS148的1、2端进行信号编码。优先级为3、4的电路同理可得。2. 优先编码电路优先编码电路主要是由优先编码器74LS148，根据D触发器传来的信号进行编码产生一个地址码就可以在显示电路中显示是哪个病人需要护理了。74LS148编码器的真值表如下：输入输出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO11111101111111111110000000100100110001101010001110111000111110010001111110110001111111101000111111111110电路图如下：优先编码电路图中1、2、3、4端分别接优先级为1、2、3、4所对应的D触发器的输出端 ；A2、A1、A0就可以做为显示或逻辑控制清除时的地址码。3显示电路根据优先编码器74LS148的地址码可以选取接入译码器74LS48，输出a、b、c、d、e、f、g和七段共阴极显示器的相应端口相连。一般显示器元件同时具有译码器74LS48功能，只需将优先编码器74LS148的地址码输出的信号经过反相器后直接与显示器给出的四个端口相连即可。 4. 逻辑控制及复位电路利用复位开关产生一个上升沿启动74LS160使优先编码器输出的地址且经过反相器后的地址码保持输出，将这些地址码输入到74LS138译码，从而去控制对应D触发器的清零端 ，达到复位的目的。74160和74138真值表分别如下：74LS160计数器的真值表如下：ETEPCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00000010DCBADCBA110保持110保持1111计数74LS138功能表输入输出S1A2A1A011111111101111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110逻辑控制及复位电路：图中74160A、B、C就是接经反相器出来的地址码，而74138的Y1、Y2、Y3、Y4就分别去控制四个D触发器的清零端。74LS160为异步清零计数器，即端输入低电平，不受CP控制，输出端立即全部为低电平。74LS160还具有同步预置功能，在 端无效时，端输入低电平，在时钟共同作用下，CP上跳后计数器状态等于预置输入DCBA，即所谓“同步”预置功能。74LS138 为3 线8 线译码器，当一个选通端G1为高电平，另两个选通端G2A和G2B为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。如上图，74LS148优先编码器的地址码通过74LS160的ABCD输入端输入，当按下清除开关产生一个上升沿CP送到CLK，利用74LS160的同步预置功能，把74LS160的输出端置成与输入端一样的编码，送至74LS138译码器译码译出与地址码相对应的低电平接至74LS74D触发器的清除端，从而实现信号的逻辑控制与清除。医院病人紧急呼叫系统总电路图五.使用的元器件l 元件名称l 规格及用途l 数量74LS74双D触发器274LS1488/3优先编码器174LS160复位清零174LS1383/8译码器174LS04六非门1七段显示器显示病床号1六参考文献1林红 主编 数字电路与逻辑设计 清华大学出版社2华成英 主编 模拟电子技术基本教程 清华大学出版社3吴敏 张晨彧 戴雷 主编 电工电子实验与仿真 安徽人民出版社七心得体会通过这个课程设计，我最大的体会就是对一些芯片的功能有了更好的理解和运用，以及对以前学的知识存在的一些问题也迎刃而解，同时也对学的知识