multisim医院紧急报警系统设计报告

目 录一、 设计任务. (1).设计要求(2).设计思路(3).设计框图二、设计方案(1). 优先编码器的设计(2). 信号锁存器的设计(3). 译码器的设计(4). 清除逻辑线路设计(5). 实际电路图三、存在问题及改进四、元器件一、设计任务（1）.设计医院病人紧急呼叫系统，要求如下：1. 当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并显示病人编号。 2. 根据病人病情设置优先级别。当有多人呼叫时，病情严重者优先。3. 待医护人员处理完后，清除该呼叫的触发器信号，转而对其他呼叫输入进行判别处理。（2）.设计思路：1系统由呼叫信号锁存、优先编码、二进制译码、显示及逻辑控制清除等几部分组成。2电路核心部分为优先编码器。当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信号，由优先编码器完成信号优先级的判别，并提供相关的显示输出编码。3二进制译码电路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除该呼叫的触发器信号，转而对其他呼叫输入进行判别处理。4信号的锁存及清除可采用D触发器实现。8路优先编码器型号为74LS148D、3/8二进制译码器可选74LS138D，D触发器可选74LS74D。（3）.设计框图：二、设计方案（1）.优先编码器的设计电路核心部分为优先编码器。当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信号，由优先编码器完成信号优先级的判别，这个可以用8路优先编码器74LS148D实现。由表中可以看出，在E10电路正常工作状态下， 07七个输入端，其中7的优先权最高，0的优先权最低，输入低电平有编码作用，当70时，无论其它输入端有无信号输入，输出端只给出7的编码，其余的类推。在我的设计电路中存在四个床位，假设编号是从1到4，优先级别依次提高，则他们的二进制编号依次是001、010、011、100，要的到这样的信号输出，可以选择编码器的D1、D2、D3、D4四个输入端，并且将比它们优先级高的输入端接“1”，它们对应的输出A2A1A0分别为110、101、100、011，转接非门再接上显屏就可以得到数显“1”、“2”、“3”、“4”。（2）. 信号锁存器的设计采用D触发器在时钟脉冲上升沿翻转的功能 ,选用TTL电路里的74LS74D。 所选双D触发器Q的初始电平为“0”，即Q为“1”，当患者按下按钮时，要求触发器翻转，那么Q转为“1”，Q转为“0”，由编码器低电平有效，可以选D触发器的Q作为编码器的输入。触发器的翻转可以通过将D接“1”，时钟输入端CLK接开关，开关打开一瞬间使其电位由低瞬间变为高电位，形成上升沿导致输出端翻转，并可将信号锁存。四个病人需要两个双D触发器（Q1、Q2、Q3、Q4；PR1、PR2、PR3、PR4）。（3）.译码器的设计 将编码器输出端A0-A，A1-B，A2-C对应相接，当病人打开警报对应输入输出如下表：（以4号为优先，4号若开报警器则只输出4号的信号，从4到1，优先级别依次降低，类推）C(A2)B(A1)A(A0)Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7初始1111111111101号D1=0110111111012号D2=0101111110113号D3=0100111101114号D4=001111101111由Y的输出可以看到，按照前面步骤的接线，四个病人的信号输入会影响到Y3到Y6变 “0”，以Y3、Y4、Y5、Y6分别作为译码器的输出端。（4）.清除逻辑线路设计 根据表可以知道，当CLR 为“0”，PR 为“1”时，74LS74D置零，74LS74D触发器默认清零端CLR是“0”，可依靠置零功能清零，当输出Q为“1”时，给PR接“1”即可清零。这里还需要两个双D触发器来分别控制锁存端的两个双D触发器清零（Q5、Q6、Q7、Q8）。将四个D端与译码器的Y3、Y4、Y5、Y6分别相连作为输入，CLK接开关使开关打开时电位由“0”瞬间变“1”，当病人打开警报时，Y3、Y4、Y5、Y6分别会变为“0”，对应输出如下表：（以4号为优先，4号若开报警器则优先清除4号的信号，从4到1，优先级别依次降低，类推）CLKQ（8、7、6、5）=PR（4、3、2、1）Q（4、3、2、1）病人4号：Y3=D=0010101病人3号：Y4=D=0010101病人2号：Y5=D=0010101病人1号：Y6=D=0010101（5）. 实际电路图锁存器（Q接编码器输入端）：编码译码电路：清除逻辑电路（Q接锁存器的PR）：总的电路图：三、存在问题及改进在整个设计过程中，我遇到了很多困难，这些困难小部分是因为对软件不熟悉，大部分还是因为对电路的设计和连接上。这些问题包括以下一些：（1）最初设计锁存器时，只考虑到时钟输入端要有脉冲，没考虑上升沿，导致怎么关开关信号总是不变。（2）在进行锁存器和编码器连接设计时，当我连接显屏时，总是显示“7”、“6”、“5”、“4”而不是我想要的，这说明优先编码器74LS148D的输出端需要更改，所以我就将输出端改变再调试，后来就得到了“1”、“2”、“3”、“4”。（3）当进行数据清零的设计时，起初我以为通过给清零端输入“0”就可以清零，后来发现实际清零端、置零端初始都是“0”，查照输入输出值表，我发现当置零端为“1”，清零端为“0”时就可以清零，所以只需要给置零端接“1”，那么锁存器就会清零了。（4）运行该系统时，如果之前关闭系统时没有进行清零，显屏会出现某个未知状态，需要进行清零。在整个过程中很多问题都和所学有关，只要仔细思考就可以解决。经过本次设计，我受益非浅，不