病房呼叫系统

1、燕山大学EDA课程设计报告书题目：病房呼叫系统一、设计题目及要求1用 15 个开关模拟 5 个病房的呼叫输入信号， 1 号优先级最高； 15 优先级依次降低；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；又多个信号呼叫时， 显示优先级最高的呼叫号， 低级别呼叫号用 LED指示灯显示；3凡有呼叫发出2 秒的呼叫声，然后重复播放如下一段音乐，用一个数码管显示乐谱； 1155 665- 4433 221- 5544 332- 5544 332-附音符频率表：音调频率 (Hz)C(高音 )261.63x2B493.88A440.00G392.00F349.23E329.63D293.66C2

2、61.634. 设置护士按钮，按下一次，清除当前高优先级呼叫（即表示处理） ，并终止演奏。5. 有多个呼叫时，先对低优先级的呼叫进行存储，处理完高级别后，数码管显示低级别呼叫号，然后再行处理，依次类推。二、设计过程及内容 （包括1 总体设计的文字描述， 即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法； 2 主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多）整体电路由病人呼叫护士处理模块（nuesecontrol ）、优先选择模块（ priority ）、扫描电路模块、分频模块，以及呼叫 2 秒模块和自动演奏（ automisic ）模块。总电路图如下：1. 病人护士

3、处理模块较为简单，首先是一个由 D 触发器构成的防抖电路，用于消除按键时的抖动。然后再连一个 D触发器，用于存储病人的信号；同时护士会有一个控制端，当病人信号处理后，护士通过 nurse 清零端给信号清零。2. 优先级模块是当有多个病房同时呼叫时，将会优先显示高级别信号。所以用了一个 74LS148优先编码器，再经过组合逻辑电路，得到所要的反码可以接在 7448 数码管编译出来。因为 1 号病房优先级最高，而编码器是 7N 端优先级最高，并且是低电平有效。下图则是将 1 号端出来的高电平信号经过反相器接在 6N 端，则 1 号的信号会优先处理，然后经过逻辑电路和数码管，便可显示数字 1。3.

4、扫描模块是因为实验箱虽然有 8 个数码管，但是只有 ag7 个接口，只能使一个数码管显示， 而之后的自动播放音乐需要显示乐谱，还需要用到数码管，所以要做一个扫描电路。由于需要用到 2 个数码管，可以用 74160 连一个 2 进制计数器，然后控制两个 74151 数据选择器，再接到数码管上（图里是直接做了一个 8 进制计数器）。C0B0A0和 C1B1A1分别接到得到的反码上。然后数码管可以显示病房呼叫号和乐谱。4. 分频模块有很多个， 主要是对 366Hz分频和对 23.438kHz 分频，分频模块主要用到了 74160 计数器，通过给置数端进行置数， 得到所需要的进制数，例如对 366Hz

5、 进行 366 分频，就可以用设计一个 366 进制的计数器，得到 1Hz的频率，但是经过实际仿真的时候，发现设计成 367 进制时，频率更接近 1Hz。下图给出了一个 366 分频，其它分频电路类似。5. 呼叫 2 秒也是一个简单模块，利用之前的 74148 优先编码器的 EON端，当有病房呼叫时，优先编码器开始工作， EON由 0 变为 1，给了 T 触发器一个上升沿信号， Q端变为高电平，控制蜂鸣器发声和由 74160 构成的二进制计数器工作， 2 秒后，计数器给出进位信号，使 T 触发器 Q端清零，蜂鸣器停止鸣叫。6. 自动播放音乐模块比较复杂， 主要是由 3 个小模块构成， 32 位

6、循环顺序脉冲模块，控制乐谱显示模块和分频模块。自动播放音乐模块如下图：仿真图：32 位循环顺序脉冲发射器模块的作用是将自动播放的歌的乐谱，共 32 个音符，一一选择出来。先是由一个 16Hz的时钟信号分别接入两个 8 进制计数器（已经封装成模块） ，上面的计数器的功能是得到 2Hz 的时钟信号，并控制 32 位计数器的脉冲，使得 0.5 秒一个脉冲，再由 32 位计数器，控制两个 74154 也就是 4-16 线的数据选择器。最后使得 0.5 秒输出一个音符。而选择出来的音符则分别接到 S0S5，控制之后的六个音符输出。下面的一个 8 进制计数器和上面 8 进制计数器的用与非门接一起，是为了同

7、步输出。 下面的 8 进制计数器作用，是为了实现音乐 1/8 节拍截断， 7/8 拍奏乐。电路图如下：乐谱显示模块采用了 74148 优先译码器，通过组合逻辑电路就可显示乐谱，最后再接在数码管上就行。音符的频率模块，是采用对 23.438kHz 分频，用两片 74160 来构成 6 个不同的计数器， 得到相应频率， 在总频率后加一个 T 触发器是为了调节占空比 1：1。下面为计算分频数：1 音 分频 23438/261.63/2=452 音 分频 23438/293.66/2=403 音 分频 23438/329.63/2=364 音 分频 23438/349.23/2=345 音 分频 23

8、438/392.00/2=306 音 分频 23438/440.00/2=27这样将对应的音调只要把计数器置成对应进制就行了。 在运行时，如果前面给是 1 音，则会给 S0一个高电平，对应的频率就会输出，使喇叭工作。原理图如下：三、设计结论 （包括设计过程中出现的问题；对 EDA课程设计感想、意见和建议）刚开始拿到题目觉得很简单， 因为之前做过。 但是把要求看了才发现要求变高了。尤其是自动播放音乐模块，开始不知道怎么分频。通过不断上网查阅资料和问老师，才解决了问题。还有就是单个模块运行和仿真的时候， 没有问题。但是当将模块都封装一起时，出现了很多的问题，经过一一检查，才发现出错的地方。当连接实验箱时，出现了清 0 端清 0 后，蜂鸣器仍在工作，经过问老师，才发现是 T 触发器的置 0 端没有接控制端。连整体电路的时候， 总是会出现