multisim医院紧急报警系统设计报告

1、目录设计任务(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 、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

2、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：呼叫信号信号锁存优先编码二进制译码声光提示逻 辑 控 制除二、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

3、 号优先级的判别，这个可以用 8 路优先编码器 74LS148D实现。U1810D0A0D1A1D2A2D3D4GSD5EOD6D7EI99766141574LS148D由表中可以看出，在 E10电路正常工作状态下， 0 7七个输入端，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

4、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。21PR1D 1Q531CLK 1Q61CLR174LS74D4U15A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

5、，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1AY02B U19Y136CG1Y2Y3Y4455G2AG2BY5Y6Y774LS138D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=011

6、0111111012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

7、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=00101015）. 实际电路图锁存器（ Q接编码器输入端） ：VCC5VR61kVCCJ

8、6J7VCC5V74LS74D2R71k3126745Q2QRP2KLC2DRLC2CCV编码译码电路：1015 135VD0A0D1A1D2A2D3D4GSD5EOD6D7EIU189141574LS148D31VCCVCC5VAY0B U19Y1CY2Y3G1Y4G2AY5G2BY6Y7123674LS138D40 45清除逻辑电路（ Q接锁存器的 PR）：VCCVCC5VVCCVCC5V74LS74DKLC2DRLC2CCVQ2Q2RP2RLCAY0B U24Y1CY2Y3G1Y4G2AY5G2BY6Y7136455 74LS138D171514131211J11VCC5VVCCU251

9、Q74LS74D2D L2KC 2PR2Q 2QU2611 4Key = AR111kVCCVCC5V总的电路图：R0R1CCR1R1X1U112.5 VU12NAND4NOT13VCC111BUZZER2kHzVC2CU545V74LS148D211011141515D0A0D1A1D2A2D3D4GSD5EOD6D7EIC0CVCC2019AY0B U2Y1CY2Y3G1Y4G2AY5G2BY6Y704VCC 574LS74DKR25VVCC22 74LS138D0Key = AVCC1kVCC5V74LS74DU1001 9 8LK PR2D 2C 2 2Q4131 21115VVCC三

10、、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。