病床呼叫器系统设计方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除电子课程设计 病床呼叫器系统病床呼叫系统一 本课程设计的内容及要求：本设计的病床呼叫系统，当病人摁下呼叫按钮时，如第 1 号病人呼叫时电子数码管显 示。同时LED灯亮蜂鸣器开始响。 由于蜂鸣器声音比较 1 号，同时对应床位的 LED 灯亮，蜂鸣器发出刺耳的响声。本系统的优先呼叫功能，当优先级 较高的病床呼叫时，可以屏蔽其他病床的呼叫，如五号病床的优先级最高，当一号和二 号病床同时呼叫时，数码管只显示 2 号，系统自动屏蔽了一 号的呼叫，只有当 2 号解除警报时具有下一优先级的病床才能呼叫，这样只要把病情严重的病人放在优先级较高的 病床，就可以保证病人优先得到治疗，而且是医生有目的的治疗，分清主次。 本设计的整个呼叫系统由控制，显示，报警三部分组成使得病人可以及时的通知医生，并且医生也能很快的知道哪个床位的病人在求助，本系统还兼具有优先呼叫的功能，把病情严重的病人安排在优先级较高的病床，则当优先级较高的病床呼叫时可以屏蔽其他病床的呼叫，从而使得病情严重的病人得到优先医技术参数1用一个数码管显示呼叫号码。2没信号呼叫时显示0。3用5个拨码开关设置功能键5号优先级最高，5-1号优先级依次降低。4用LED灯指示对应的病房有呼叫，有呼叫时蜂鸣器开始响动。设计要求1用静态数码管显示呼叫的病房号；2用蜂鸣器发出蜂鸣。设计思路 根据实验要求本次设计需要相应病床呼叫时，数码管显示相应数字，而且输入信号有优先级，故需74LS147的优先编码器需要数码管显示，故其输出端需要和静态显示数码管相连设计要求对应病床的LED灯亮，在LED灯亮的同时蜂鸣器开始响动。具体设计见病床呼叫系统功能模块介绍。本病床呼叫系统的功能模块分为病床呼叫控制转换模块，系统显示模块，蜂鸣器模块三部分。通过各个模块的协调作用使得病床呼叫系统功能得以实现二总体框图多谐振荡电路人工控制台优先编码器数码显示管LED灯显示报警器计数译码 图1 总体框图三 选择器件表1选择器件的列表型号名称数目定时器555脉冲信号发生器1DCD HEX数码管174LS160十进制加法计数器174LS04非门5LED发光二极管580.6hm-1%保护电阻574LS32或门374LS08与门22.5V小灯泡11nf电容2示波器示波器1LIMIT-NO开关5直流稳压源4四 各部分功能模块本病床呼叫系统的功能模块分为病床呼叫控制转换模块，系统显示模块，蜂鸣器模块三部分。通过各个模块的协调作用使得病床呼叫系统功能得以实现。1床位呼叫控制转换模块及原理图74LS147芯片介绍；十进制数-BCD优先编码器74LS147具有优先编码功能，就是在同时输入多个数字时，只对最大数字进行编码。十进制数-BCD优先编码器如图2所示，可以看出该编码器具有9个低电平有效的输入端，没有0输入端，这说明当所有9个输入都无效时即是对0进行编码；具有4个低电平有效的输出端。十进制数-BCD优先编码器74LS147的真值表如表3所示。 图2 74LS147的管脚图 图3 74LS147的真值表由真值表可以看出，74LS147的输出是低电平有效的码。病床呼叫控制模块及LED，数码管显示原理图如下； 图4病床呼叫控制模块及LED，数码管显示原理图蜂鸣器控制呼叫模块及原理图本课程实际要求，再有床位呼叫时蜂鸣器开始响动，且蜂鸣器响动具有一定的周期性本设计利用74LS160十六进制计数器来控制时间。74LS160芯片介绍如下；同步可预置数4位十进制加法计数器74LS160具有异步清零端，它的逻辑符号与时序图如图6-41所示。它具有数据输入端A、B、C、和D，同步置数端LOAD、异步清零端CLR和计数控制端ENT和ENP，为了方便级联，设置了进位输出端RCO。当异步清零端CLR=0时异步清零，当置数端LOAD=0、CLR=1，CP脉冲上升沿预置数。 LOAD=CLR=ENT=ENP时，电路工作在计数状态。当计数器计数值为9时，进位端RCO输出一个与Qa端高电平部分相同宽度的高电平。详细功能见功能表6-16. 图5 74LS160管脚图 图6 74LS160功能表 工作状态X0XX X置 0（异步）10X X 预置数（同步）X110 1保持（包括C）X11X 0保持（C=0）111 1计数 图7 74LS160内部结构图 、74LS04 仔细观察一下三极管组成的开关电路即可发现，当输入为高电平时输出等于低电平，而输入为低电平时输出等于高电平。因此输出与输入的电平之间是反向关系，它实际上就是一个非门。（亦称反向器）。在一些实用的反向器电路中，为了保证在输入低电平时三极管可靠地截止，常在三极管的基极连接一个电阻R和一个负电源VEE。由于接入了电阻R2和负电源VEE,即使输入的低电平信号稍大于零，也能使三极管的基极为负电位，从而使三极管能可靠地截止，输出为高电平。当输入信号为高电平时，应保证三极管工作在深度饱和状态，以使输出电平接近于零。为此，电路参数的配合必须合适，保证提供给三极的基极电流大于深度饱和的基极电流。 所用芯片74LS04是一个有六个反相器的芯片，其逻辑框图如下图9所示： 图8 芯片74LS04管脚图 逻辑功能表如下图： 表2 74LS04逻辑功能表1A 1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6Y010101010101101010101010逻辑符号如下： 图9 74 LS04逻辑符号图 逻辑功能描述如下：当输入端为低电平0时，输出端为高电平1；当输入端为低电平1时，输出端为高电平0；即输出端的电平与输入端的电平总是相反的。 蜂鸣器控制呼叫模块及原理图图10 蜂鸣器控制呼叫模块及原理图 定时器555组成的多谢振荡电路国产双极型定时器CB555电路结构图。它是由比较器C1和C2，基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。它的内部结构图如图3-1所示。逻辑符号图如图3-2所示VH是比较器C1的输入端，v12是比较器C2的输入端。C1和C2的参考电压VR1和VR2由VCC经三个五千欧电阻分压给出。在控制电压输入端VCO悬空时，VR1=2/3VCC,VR2=1/3VCC。如果VCO外接固定电压，则VR1=VCO,VR2=1/2VCO. RD是置零输入端。只要在RD端加上低电平，输出端v0便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使RD处于高电平。图中的数码18为器件引脚的编号。555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当阻容元件，就可以方便地构成脉冲产生和整形电路。基本功能当时，输出电压为低电5平，VT导通。当时，时，时，C1输出低电平，C2输出高电平，Q0，饱和导通。当、时，C1、C2输出均为高电平，基本RS触发器保持原来状态不变，因此、VT也保持原来状态不变。当、时，C1输出高电平，C2输出低电平，Q1，VT截止。 表3 555定时器功能表555定时器功能表输 入输 出阈值输入(vI1)触发输入(vI2)复位()输出()放电管T00导通 11截止10导通1不变不变图11定时器555符号图 图12定时器555的内部框图定时器555组成的多谐振荡电路图；图13 定时器555组成的多谐振荡电路图；其产生的波形如下图所示；图14定时器555组成的多谐振荡电路产生的波形图总体设计电路图和示波器仿真波形图如下所示；心得体会EDA 课程设计，让我对 Max Plus II 软件的使用有了基本的掌握，在对题目的分析过程中，对以前所学的知识也有个回顾的过程而且对相关内容有个更深层级的理解和领悟。在使用 Max Plus II 软件画电路图、检测电路及电路仿真的过程中，对自己将理论知识运用到实际已经形成严谨思维都有很大的帮助。通过翻阅相关资料，对组合逻辑电路设计，时序逻辑电路设计有了更进一步的认识。验箱过程也对自己的动手能力有了一定程度的锻炼。 在设计的过程中，遇到了不少问题，同学的讲解给我了很大的帮助，让我进一步认识到了同学的帮助及相互合作的重要性。这