课程设计 关于医院住院病人“呼喊”器的设计.doc

电子技术课程设计报告 医院住院病人“呼喊”器的设计 学 院： 机械与电子工程学院年级专业： 09级电信1 学 号： XXXXXXX 姓 名： X X 指导教师： 郭 文 川 完成时间： 2010.6.24 成 绩： 中国 陕西 杨凌摘 要病房里不是每时每刻都会有护士，当病人出现危险状况时，应最快的让相关护士得到通知。在病房里安置“呼喊”器，建立病房与护士室间的即时联系，保障病人的安全。病人按下按钮后产生瞬时电平信号，利用74LS273芯片的锁存功能将此信号锁存，再通过74HC148的优先编码输出二进制编码，输入到74LS48，驱动共阴极数码管，显示病房号的信息。同时在74HC的GS输出端设计的发声模块发声报警。护士病房的开关作为系统的主控端具有清零消声的功能，拨动开关先下再上解除锁存，电路继续工作。另一个方面是用市电通过7805芯片模块及相关电路得到直流5V稳压电源给“呼喊”电路供电。关键词：病房；译码器；报警目 录1 设计任务11.1 设计目的和意义11.1.1 设计的目的11.1.2 设计的意义11.2 设计任务要求11.2.1 设计的任务11.2.2 设计的功能要求12 系统设计22.1 总体方案设计22.2 具体电路设计22.2.1 按钮输入电路的设计22.2.2 锁存器电路的设计32.2.3 优先编码电路的设计32.2.4 译码管驱动电路42.2.5 电源电路设计52.2.6 主控端电路的设计52.3 系统总体电路52.4 系统所用元器件63 系统调试与仿真73.1 呼喊功能的调试73.2 显示功能的调试73.3 输出5V直流电源功能的调试84 总结84.1 本系统的优缺点84.2 心得体会9参考文献991 设计任务1.1 设计目的和意义1.1.1 设计的目的 病房里不是每时每刻都会有护士。当病人需要帮助时，按下呼叫按钮，护士办公室里显示模块上显示相应床位编号，同时扬声器发出声音信号提示值班人员，使值班护土能及时的知道哪个床位的病人需要帮助或需要进行抢救，更好的为病人服务，提高医院的服务质量。1.1.2 设计的意义 衡量一个医院的综合水平高低，不再仅局限于软、硬件的建设上，更要比服务。临床呼叫求助装置是传送临床信息的重要手段，关系呼病人安危，一个好的“呼喊”系统能够给医院和病人带来积极的意义。每段开始空2个字。其他同样进行修改。1.2 设计任务要求1.2.1 设计的任务 设计一种“呼喊”器，供住院病人“呼喊”医护人员时使用。1.2.2 设计的功能要求（1）住院病人可通过按动自己的床位按钮开关向医护人员发出“呼喊”信号。（2）一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室设置的显示器即显示出该病人的床位编号，同时扬声器发出的信号提示值班人员。（3）设计“呼喊”器所需要的直流稳压电源。 2 系统设计2.1 总体方案设计 根据系统的要求，确定系统的总体方案如图1所示。按钮输入电 路锁 存电 路优 先 编码 电 路发生报警模块译码管 驱动电路显 示 模 块主控端电路解锁寄存器，同时消声清零电源设计电路系统供电图1 系统总体设计方案2.2 具体电路设计2.2.1 按钮输入电路的设计 按钮输入电路如图2所示。按钮一端接地，一段与高电平相接，一旦开关闭合，74LS273的的输入端就会得到一个高电平，以达到电路输入的功能。 图2 按钮输入电路2.2.2 锁存器电路的设计 74LS273的输入输出接线如图2所示。本电路采用带有清除端的8D触发器74LS273实现锁存功能。只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。1D8D为数据输入端，1Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。按钮按下后相应的输入端就会有一个高电平，且此时清除端MR为高电平，具有锁存功能。2.2.3 优先编码电路的设计本电路采用74HC148优先编码器实现电路的优先编码功能。输入输出接线如图3所示。锁存器的输出信号经过反相器后输入74HC148的输入端，编码后输入到74LS148的输入端。输出端GS同时控制发生报警报警模块。图3 优先编码电路2.2.4 译码管驱动电路 译码管驱动电路如图4所示。图4 译码管驱动电路由于74HC148是三位编码器，而74LS48是四位数码管驱动器，所以最高位D默认接地。LT、RBI、BI接高电平，右边七个输出接共阴极数码显示管，数码显示管共阴极接地。2.2.5 电源电路设计 电源设计模块的电路图如图5所示。 图5 电源设计电路本电路采用7805稳压电源模块实现得到5V稳压电源的目的。市电220V、50HZ经过线圈降压后再经过单相桥式电路整流输入7805稳压模块，最终可在输出端R1得到5V左右的直流电源。2.2.6 主控端电路的设计主控端电路的设计如上图2所示。当病人按下按钮显示模块显示病床号发声模块发声报警后，护士可以将主控端开关下拨，此时74LS273的清零输入端立即变成低电平，实现清零，GS端也会输出高电平使报警器停止报警。实现清零消声功能，再将开关上拨，MR端重新变成高电平，其他病人可以继续使用其功能。2.3 系统总体电路系统的整体电路如图6所示。图6 系统的总体电路2.4 系统所用元器件 本系统所用的元器件清单如表1所示。表1 本系统所用的元器件元器件名称数量10K电阻90.1K电阻710u电容2编码器74HC1481 显示管驱动器74LS481反相器NOT9七段译码显示器7SEG-COM-CATHODE15V稳压模块78051晶体管2N50651开关SW-SPDT-MOM1 触发器74LS2731喇叭SPEAKER1线圈TRAN-2P2S1单相桥2W005G1导线若干3 系统调试与仿真3.1 呼喊功能的调试编号床位的病人按下按钮后都会有声音信号，具有呼喊功能。在protues中测试结果如图7所示。 图7 “呼喊”调试电路调试描述：在Q5所对应的D5端线上的按钮按下后，锁存了高电平信号，到GS端后输出电路控制speaker元件发声。如图所示，speaker上下端分别是高低电平，可以发声。3.2 显示功能的调试在发声的同时，护士室的显示模块会显示出相应的病床号，调试结果如图8所示。声音和显示模块同时反应，确保病人能在第一时间得到相应的处理。 图8 显示调试电3.3 输出5V直流电源功能的调试电源设计电路的调试结果如图9所示。得到了5.01599近似5V的直流电源，基本达到了预期目标。图9 电源调试电路 4 总结4.1 本系统的优缺点本系统的优点在与设计出了病人在按下触发信号后具有锁存功能的显示发声电路。同时，在护士室增加了主控制端，在护士知道哪个病房出了问题后通过开关来清零消声，使电路又能重新工作，解除锁存。本系统同样也还有很多缺点，例如并没有做出无线的模块，而是根据现有的知识只做出了有线模块。相关元件电路结构十分冗杂，不利于大规模推广，不具备显示竞争性和可行性。设计的电源模块并没有接到系统中去，只是分立的设计出了两个模块，没有解决两个模块整合的调试的冲突问题。4.2 心得体会 通过本次电子技术课程设计让我加深了对数电及相关课本知识应用于实际的理解，知道了学到的知识该怎么用，如何去用，如何去查各种资料，更好的利用图书馆的