医院病人紧急呼叫系统设计报告

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DSR CP DQ 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 x 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 EI I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS EO 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 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：RL ET EP CP D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 D C B A D C B A 1 1 0 保持 1 1 0 保持 1 1 1 1 计数 74LS138 功能表 输入 输出 S1 32A2 A1 A0 Y1234Y567 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 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 RL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 C端无效时， DLOA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 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，同时也对学的知识有了 一个实践性的证明。通过这 次课程设计使我懂的了理论与实际相结合的重要性， 只是一味的学那些死的理论知识是远远不够的，只有把所学的理论和实践相结 合，才能真正掌握一门科学