病房呼叫系统.doc

滁州职业技术学院信息工程系2015届应用电子技术专业毕业论文姓 名： 李袁园 班 级： 12应用电子（2）班 设计课题： 病房呼叫系统 指导教师： 尹 礼 博 二零一二年十一月 滁州职业技术学院应用电子专业毕业论文目录摘 要3第一章 病房呼叫系统的设计要求41.1研究目的41.2病房呼叫系统设计要求41.3电路软件简介4第二章 病房呼叫系统电路设计62.3 总原理图7第三章 单元电路的设计92.1 编码电路92.2 555定时器12第四章 电路板的制作及调试1341电路板的调试过程及所遇问题的解决方案13第五章 系统电路及原理15总结16致谢17参考文献173滁州职业技术学院应用电子专业毕业论文摘 要 随着科技的发展，社会的进步，越来越多的设施都趋向于科技化，当前，人类对健康的关注越来越多，医疗行业正快速膨胀，患者也希望能得到最佳的护理和服务，传统的继电器控制门铃式呼叫系统，由于外观粗糙、噪声大、功能单一，在医院达标定级中已不能适应现代医院的要求。 病房呼叫系统是病人请求值班人员或护士进行诊断护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，是提高医院和护理水平的必备设备之一。实现了医院医疗人员值班室和病人病房之间的通信呼叫联系，具有使用方便、操作简单等特点。关键词:脉冲器 计数器 译码器滁州职业技术学院应用电子专业毕业论文第1章 病房呼叫系统的设计要求1.1研究目的随着现代科学技术的发展，现代医疗技术也有了长足性的进步。人类对生的渴求是与生俱来的，对于病人来说治疗时间的早晚，也决定了他们的命运。在医院里医生护士不能每时每刻都在你身边，一旦发生意外是很危险的。如果有一种机器，像是把病人和医生连着一根线，你这边拽一拽，他那边就有反映。这样就可以及时治疗，并可保证始终是同一医生（其对病人较为了解便于治疗）。所设计的这款病房呼叫器就是这个作用。当病人感觉不舒服，就可以按下床头上的按钮，在医生那端就会有相应的病人的房间、床位号码。大大提高抢救速度和抢救成功率，也为病人家属提供了方便(不必二十四小时陪护)。考虑到医院的房间比较多，紧急情况也时常发生。要想将此机器做成带线装置会比较麻烦，不便于管理，所以如有可能将此机器做成无线传呼装置会更方便。本次设计的就是此类的无线呼叫装置，这样不会受到是否有电的影响和其它因素的干扰。此机器还可以与危重病人的监测仪器相连，当有某项数据有异常时就可发出呼叫，也可显示其房间号、病床号。对于某些病房还可以将按钮做成触摸式按钮，以方便病人的呼叫。1.2病房呼叫系统设计要求（1）用开关模拟病房的呼叫输入信号，并分有优先等级；（2）用一个数码管显示呼叫信号的号码，没信号呼叫时显示0；（3） 有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；（4）凡有呼叫发出5秒的呼叫声；（5）用中、小规模集成电路设计电路, 用protel画出电路原理图和pcb板图；(6) 画出各单元电路图、整机框图和逻辑电路图（7） 焊接电路板，并进行组装和调试，写出毕业设计论文。1.3电路软件简介（1）pcb技术及其发展电子设备要求高性能化、高速化和轻薄短小化,而作为多学科行业-pcb是高端电子设备最关键技术。pcb产品中无论刚性、挠性、刚-挠结合多层板,以及用于ic封装基板的模组基板,为高端电子设备做出巨大贡献。pcb行业在电子互连技术中占有重要地位。（2）单片机技术及其发展单片机发展极为迅速,当前世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位等,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(cpu)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、输入/输出端口(i/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势。第二章 病房呼叫系统电路设计2.1 功能说明本次项目设计的是病房呼叫系统电路，能够模拟病房的呼叫输入信号，并分有优先等级，显示呼叫信号的号码，没信号呼叫时显示0，有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示），凡有呼叫发出5秒的呼叫声2.2功能划分及芯片描述1、 编码电路 74ls148优先编码器管脚功能介绍:为16脚的集成芯片，电源是vcc(16) gnd(8),i0i7为输入信号，a2,a1,a0为三位二进制编码输出信号，ie是使能输入端，oe是使能输出端，gs为片优先编码输出端。使能端oe(芯片是否启用)的逻辑方程：oe =i0i1i2i3i4i5i6i7ie 当oe输入ie=1时，禁止编码、输出(反码)： a2,a1,a0为全1。当oe输入ie=0时，允许编码，在i0i7输入中，输入i7优先级最高，其余依次为：i6,i5,i4,i3,i2,i0，i0等级排列。输入输出eii0i1i2i3i4i5i6i7a2a1a0gseo1xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001100xxxxx011010100xxxx0111011100xxx01111100100xx011111101100x01111111101000111111111110 从以上的的功能表中可以得出，74ls148输入端优先级别的次序依次为i7，i6，i0 。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：i5=0且i6=i7=1(i6、i7优先级别高于i5) 则此时输出代码010 (为(5)10=(101)2的反码)这就是优先编码器的工作原理。2、 555定时器 引脚功能1脚：外接电源负端vss或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源vcc，双极型时基电路vcc的范围是4.516v，cmos型时基电路vcc的范围为318v。一般用5v。3脚：输出端vo2脚：低触发端6脚：th高触发端4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论tr、th处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：vc为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01f电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器a1、a2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表 2.3 总原理图2-2 单片机总原理图第三章 单元电路的设计2.1 编码电路设计要求用五个开关模拟五个病房输入信号，74ls148是一块83优先编码器，具有8个输入端，则五个开关依次接11、12、13、1、2、3号管脚，其它3个管脚接高电平。74ls148的管脚排列图和逻辑符号如图a和图b所示：图3-1 74ls148芯片模型图3-2 74ls148芯片模型引脚解释：74ls148优先编码器管脚功能介绍:为16脚的集成芯片，电源是vcc(16) gnd(8),i0i7为输入信号，a2,a1,a0为三位二进制编码输出信号，ie是使能输入端，oe是使能输出端，gs为片优先编码输出端。使能端oe(芯片是否启用)的逻辑方程：oe =i0i1i2i3i4i5i6i7ie 当oe输入ie=1时，禁止编码、输出(反码)： a2,a1,a0为全1。当oe输入ie=0时，允许编码，在i0i7输入中，输入i7优先级最高，其余依次为：i6,i5,i4,i3,i2,i0，i0等级排列。 2.2 555定时器图3-3 pcb 555定时器单片机图 如图3-4所示图3-4 单片机555定时器第四章 电路板的制作及调试41电路板的调试过程及所遇问题的解决方案电路所设计的功能能否实现，电路板制作的好坏也起了很大的作用。在接通电源前，我先测试所有器件的好坏，然后对电路中的功能进行检测。接通5v电源后，首先观察所以等是否都亮，如果不亮，一一看电路板是否虚焊了。还有灯如果亮，这样检查焊锡是否多了，焊锡多了也容易出现问题，因为焊接时，焊锡会空隙焊接，实际上并没有焊接好电路。在这次的调试过程中，从最开始的制作到后来的电路板进行实物检测，我都遇到了很多的问题，以下是我对这些问题的解决过程以及从中获得的心得体会4.2 断线和虚焊在做完电路板，焊接好元件之后就要对线路进行全面的检查，用万用表对着原理图来测量，不能光凭肉眼判断。在这次的课设中，在焊好元件后我已经对线路进行了检查，在做pcb板子时 ，没有发现问题。在焊接的技术不是很熟练的时候，虚焊很容易出现，而且与断线相比，它不容易被发现，特别是对于多管脚的芯片,芯片插进去的时候就会很困难，很容易出现一些管脚没有完全穿过去的情况，这个时候就最容易出现虚焊，在这次课设的过程中，就是有一个芯片的管脚没有插好导致电路没有实现功能。还有，管脚特别多的时候，不能把管脚焊接在一起，这样会造成电路短路，元器件会容易烧坏，所以，在接电源之前要注意检查虚焊和焊接是否会造成短路。还有注意芯片的保护，由于芯片管脚很多，而且芯片管脚比较小，所以在芯片的安放和拿出过程中必须要小心，不能把芯片管脚弄坏，建议使用工具把管脚取出。4.3万用表的使用使用万用表，可以检查电路是否虚焊了，这样有助于保证电路板成功实它的功能。万用表的种数码和结构是多种多样的，使用时，只有掌握正确的方法，才能确保测试结果的准确性，才能保证人身与设备的安全！（1）插孔和转换开关的使用首先要根据测试目的选择插孔或转换开关的位置，由于使用时测量电压，电流和电阻等交替的进行，一定不要忘记换档。切不可用测量电流或测量电阻的档位去商量电压。如果用直流电流或电阻去测量220的交流电压，万用表则会立马烧坏（2）测试表笔的使用万用表有红，黑笔，别看它就有两根，使用中能不能运用自如，也是大有学问的，如果位置接反，接错，将会带来测测试错误或烧坏表头的可能性。一般红表笔为“+”，黑笔为“-”。表笔插放万用表插孔时一定要严格按颜色和正负插入。测直流电压或直流电流时，一定要注意正负极性没电流时，表笔与电路串联，测电压时，表笔与电路并联，不能搞错万用表使用前应检查指针是否在零七八碎位上，如不指零位，可调正表盖上的机械调节器，调至零位万用表有多条标尺，一定要认清对应的读数标尺，不能图省事面而把交流和直流标尺任意混用，更不能看错万用表同一测量项目有多个量程，例如直流电压量程有1v，10v，15v，25v，100v，500v等，量程选择应使指针满刻度的2/3附近。测电阻时，应将指多云指向该档中心电阴值附近，这样才能使测量准确万用表有多条标尺，一定要认清对应的读数标尺，不能图省事面而把交流和直流标尺任意混用，更不能看错第五章 系统电路及原理原理：首先由病人按下呼叫器开关，即逻辑数据开关，通过led指示灯显示病人呼叫的病房，传输到一个编码器进行编码，我这里选用的是74ls148,8线3线优先编码器，其低电平为有效输入；然后再进行译码输出。通过一个与非门对信号进行处理，连接周期t为10秒，占空比为50%的方波发生器与信号一同通过与门，控制输出信号可以持续5秒，使蜂鸣器呼叫5秒。图5-1 pcb总原理图图5-2 实物图总结本设计的主要目的是实现一个当医院发生紧急情况时，病房之中又有多个病人需要护理的一个优先级别的电路。用于医院病房需要呼叫具有优先级别的呼叫系统。当有病人进行呼叫时，系统会自动先处理具有优先级别的病房的编号，同时产生光信号和5秒钟的声音信号。另外在产生信号的同时系统会显示呼叫病人的病房编号。这样医护人员可以根据呼叫信号的优先级别及时对每一位呼叫病人进行救治。其中，医院可以对病人的病情的进行编号，病情最严重者具有最高级别的优先权，依次降低。此呼叫系统的使用能让医院出现紧急状况时临危不乱，不仅使医护人员能够对病人的病情有一定的了解，还能对病人的突发情况进行及时有效治疗，让救护工作紧张有序的进行。同时，医院可以在有本系统的情况下，更加合理有效的安排值班的医护人员，为医院节省大量人力、物力、财力。本设计的指导思想是设计一个当病人紧急呼叫时，产生声光提示，并显示病人编号；然后根据病人病情进行优先级别设置，当有多人呼叫时，病情严重优先；医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，清除已处理的最高级别的呼叫信号，系统按优先级别显示其他呼叫病人的编号。由呼叫信号的输入，74ls148优先编码，由74ls48译码显示和逻辑控制清除几部分构成，其核心在74ls148优先编码器。本题目选择的目的是为了更好的为病人进行护理工作，对病情严重优先处理。本设计主要是采用数字、模拟电路的一些基础原件来完成，结构简单，安装方便，价格低廉来完成病房紧急呼叫系统，当有多个呼叫时，病情严重的优先。此设计能让普通的乡村医院使用，价格便宜，节约人力、财力资源，能更好的体现医院的本质-救死扶伤，为人民大众服务。 致谢本次