数电课程设计医院病人紧急呼叫系统综述

1、电子技术课程设计电子技术课程设计成绩评定表设计课题 ：住院病人传呼医务人员系统学院名称 ：电气工程学院专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 设计地点 ： 设计时间 ：指导教师意见：成绩:签名：年月日电子技术课程设计电子技术 课程设计任务书学生姓名专业班级 学号题目住院病人传呼医务人员系统课题性质工程设计 课题来源 自拟指导教师主要内容（参数）设计一个住院病人传呼医务人员系统。病人拉动床头开关，医务人员的值 班室内将按病人拉动开关的先后，显示病床号和床位号，同时用蜂呜声提醒医 务人员注意，蜂呜声在医人员按下应答按钮后停止。系统能对一天内病号的呼 叫次数按人统计次数，以利医务室人员

2、了解病员情况。任务要求（进度）第 1-2 天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第 3-4 天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及 元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第 5-6 天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格 式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 康华光电子技术基础（模拟部分） （第 5 版）M 北京：高等教育出 版社， 20042 阎石数字电子技术基础（第 5版）M 北京：高等教育出版社， 20063 陈光明.电子技术书课程设计与综合实训 M 北京航空航天出版社 . 2007审查意见系（教研室

3、）主任签字： 年 月 日电子技术课程设计目录引言 5一、方案设计与功能说明1.1 方案论证 51.2 方框图 61.3 功能说明 7二、电路设计2.1 模块设计2.1.1 启动呼叫模块设计 72.1.2 选择模块设计 82.1.3 译码显示模块设计 92.1.4 发声模块设计 102.1.5 计数显示模块设计 102.2 单元电路设计2.2.1 74LS148 编码器 112.2.2 八输入与非门 122.2.3 译码器 132.2.4 蜂鸣器 152.2.5 74LS290 计数器 152.2.6 数码显示器 16三、整机电路图 17四、心得体会 17五、参考文献 18电子技术课程设计住院病

4、人传呼医务人员系统引言本设计的主要目的是实现一个当医院发生紧急情况时， 病房之中又有多个病 人需要护理的一个先后依次的电路。 用于住院病人传呼医务人员系统。 住院病人 经常需要医务人员及时诊治和护理， 但医务人员又无法时刻守在病人身边， 当病 人需要输液、 输氧或急需医务人员治疗处理时， 只需按动床前的呼唤器即可得到 有效医护。 当有病人进行呼叫时， 系统会自动先处理先后按下的病房， 同时产生 声音信号。 另外在产生信号的同时系统会显示呼叫病人的病房编号， 同时蜂鸣器 发出声响，提示医护人员。 这样医护人员可以根据呼叫信号及时对每一位呼叫病 人进行救治。 当有多个病人同时进行呼叫时， 系统会根

5、据按下的先后顺序以此显 示，在第一个呼叫信号被医护人员完成后， 再人为的按下开关置低电位， 关闭已 处理的最先呼叫信号， 系统按先后按下的顺序显示其他呼叫病人的编号。 再医护 依次处理呼叫人员直到每位病人处理完毕。 一天下来， 系统能对病号的呼叫次数 按人统计次数，以利医务室人员了解病员情况。此呼叫系统的使用能让医院出现紧急状况时临危不乱， 能对病人的突发情况 进行及时有效治疗， 让救护工作紧张有序的进行。 同时， 医院可以在有本系统的 情况下，更加合理有效的安排值班的医护人员，为医院节省大量人力、物力、财 力。本设计主要是采用数字、 模拟电路的一些基础原件来完成， 结构简单， 安装 方便，价

6、格低廉来完成病房紧急呼叫系统。 通过阅读并学习本论文可以大概了解 此系统原理。一、 方案设计与功能说明1.1. 方案论证病房呼叫系统的设计方法很多， 可由多种类型电路来构成， 这里提供两种方 案供选择：方案 1：单片机系统控制方案单片机是核心控制元件， 利用编程语言对其功能的设计。 主机电路接收由分 机电路送来的 DTMF 码 ,首先经过放大解码 ,然后将解码后的二进制信号送到去伪电子技术课程设计码电路，对它进行去伪码；在完成去伪码后，送到译码驱动电路，去驱动数码管 显示。在显示的同时，放大解码电路还输出一个信号，使双声受控振荡器起振， 发出振荡波，经过放大去推动蜂鸣器发声。 其优点是用软件设

7、计替代了硬件设计， 使得硬件的功能设计不再仅局限于硬件本身， 而变得更加的灵活与多样， 也大大 降低了硬件功能设计的难度。 其缺点是抗干扰性能差， 不通用， 并且需要有接口 电路与之配套，价格中等，制造较难，维修亦较难。方案 2：数字逻辑电路控制方案 数字逻辑电路控制系统主要由各种逻辑元件构成，经过 74LS148 简单的编 码，然后将信号传送到译码驱动电路，最后用数码管显示输出。同时，接通蜂鸣 器发出声响，提醒医护人员。硬件设计思路非常简单，造价低廉，元件少，体积 小，稳定性好，可靠性和性价比都很高。缺点在于功能实现后电路结构复杂，维 护起来比较困难。在本设计中，采用数字逻辑电路控制系统，

8、与单片机相比， 该电路具有价格 低，元件少，体积小，稳定性好，可靠性高的特点。因此，在本设计上采用数字 逻辑电路方案1.2. 方框图电子技术课程设计1.3. 功能说明床位开关电路： 住院病人可通过按动自己的床位按钮启动发声传呼电路， 同 时将信号送入 74LS148 进行编码。编码器：选用 74LS148编码器，将送来的信号进行编码，再送入 7448 译码 器。译码器：选用 7448译码器，将送来的信号进行译码， 译成相应的 BCD 码以 驱动数码管。数码管：选用 LED 七 段显示器 BS201A。其 相应端口 与译码器相连， 根据送 入 的 BCD码显 示 救助 病人 的床 位号 。发声

9、电路 ：住院病人可通过按动自己的床位按钮启动发声电路，由一个八 输入与非门跟蜂鸣器构成。计数电路：每当病人按动床位按钮， 74LS290 输入一次脉冲信号，输出编码 送入 7448译码器译成相应的 BCD 码，再驱动数码管显示病人呼叫次数。 二、 电路设计2.1 模块设计2.1.1 启动呼叫模块设计 一个或者多个病人通过关闭其对应的呼叫开关， 来开启其支路的呼叫显示模 块，进而开启整个病房呼叫系统。显示模块采用一般开关驱动， 高电平有效，并且每条支路加了限流电阻 （ 200 欧姆）为了使得模块能正常工作。当一名或者多名病人闭合各自的呼叫开关时， 其对应的支路接通， 并由初始 的高电平变为低电平

10、电平， 对应的支路显示灯会亮起， 并且同时将有效信号传到 下一个功能模块选择模块。该电路总共采用 7路，分别代表 7个病床，如果想要扩展， 可在该基础上进 行扩展。此处为了便于设计，采用 7 路按钮开关。另外有一路是连接 74LS148 输入使能端总开关 K 。电子技术课程设计他按钮无效。 我们此处设计的是简易装置， 如果需要优先级或者可查询， 可在此 基础上进行软硬件的扩展，实现所需功能。2.1.2 选择模块设计将编码器的 3 个输出端与译码器 3 个输入端相连，另外根据使能输出端 EO 的特性：当使能输入端 EI 为0时并且 74LS148无有效信号输入时， EO输出为 0； 当使能输入端

11、 EI 为 0 时并且 74LS148为有效信号输入时， EO 输出为 1。利用 EO 端的输出来控制数码显示电路的启动与熄灭复位。8 线 -3 线优先编码器（ 74LS148）将输入的低电平有效信号进行优先选择， 并且将选择出的信号传到译码显示模块， 并且将 EO 端的输出信号传到七段字形译码器（ 7448）来启动数码管显示电路 电路图电路如下：电子技术课程设计2.1.3 译码显示模块设计将 8 线-3 线优先编码器（ 74LS148）输出的三位二进制编码转换成病床号所对应的 BCD 码，再将该 BCD 码输入到七段字形译码器（ BS201A ）并由七段阴极数码管显示病床号数字。其流程图如下

12、：译码显示模块设计流程图电子技术课程设计电路图如下：2.1.4 发声模块设计由一个八输入与非门 74LS30，一个限流电阻 （200 欧姆），一个蜂鸣器构成 电气原理图：2.1.5 计数显示模块由两片 74LS290 组成一百进制计数器，再经过译码器译码，送入数码管显电子技术课程设计示出病人传呼总数2.2 单元电路设计2.2.1 74LS148 优先编码器管脚图与功能表如下 :74LS148 管脚图电子技术课程设计74LS148 功能表选用优先编码器， 允许了同时输入两个以上的编码信号， 虽然只对优先权最 高的一个进行编码， 但避免了普通编码器在多个编码信号输入下输出发生错乱的 情况。该编码器

13、有 8个信号输入端， 3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输 入使能端 EI，输出使能端 EO和优先编码工作状态标志 GS。当 EI=0时，编码器 工作；而当 EI=1 时，编码器处于非工作状态。 这种情况被称为输入低电平有效， 输出也为低电来有效的情况。当 EI 为 0，且至少有一个输入端有编码请求信号 （逻辑 0）时，优先编码工作状态标志 GS为 0。表明编码器处于工作状态，否 则为 1。由功能表可知，在 8 个输入端均无低电平输入信号和只有输入 0端（优先级 别最低位）有低电平输入时， A2A1A0 均为 111，出现了输入条件不同而输出代 码相同的情况， 这可由 GS的状态加以区别，

14、 当 GS1时，表示 8个输入端均无 低电平输入， 此时 A2A1A0=111 为非编码输出； GS0 时，A2A1A0=111 表示响 应输入 0端为低电平时的输出代码（编码输出） 。EO只有在 EI为 0，且所有输 入端都为 1时，输出为 0，它可与另一片同样器件的 EI 连接，以便组成更多输 入端的优先编码器。2.2.2 八输入与非门与非门 74LS30当有一个输入 0，输出 1。其引脚如下图电子技术课程设计2.2.3 译码器（ 7448）7448管脚图译码为编码的逆过程。 它将编码时赋予代码的含义 “翻译 ”过来。实现译码的 逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。

15、7448 是输出 低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。灭灯输入 BI/RBOBI/RBO 是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出电子技术课程设计当 BI/RBO 作输入使用且 BI0 时，无论其它输入端是什么电平，所有各 段输入 ag 均为 0，所以字形熄灭。BI/RBO 作为输出使用时，受控于 LT 和 RBI。当 LT 1 且 RBI0，输入 代码 DCBA=0000 时，RBO=0；若 LT=0或者 LT1且 RBI1，则 RBO=1。该 端主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。试灯输入 LT当 LT0 时，BI/RBO 是输出端， 且 RBO1，此时无论其它

16、输入端是什么 状态，所有各段输出 ag 均为 1,显示字形 8。该输入端常用于检查 7488 本身及 显示器的好坏。从功能表还可看出，对输入代码 0000，译码条件是： LT和 RBI 同时等于 1， 而对其它输入代码则仅要求 LT1，这时候，译码器各段 ag 输出的电平是由 输入 BCD 码决定的，并且满足显示字形的要求A1、 A2、 A3、 A4、为 8421BCD 码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1 有效。 工作真值表如下表所示。7448功能表电子技术课程设计2.2.4 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器， 采用直流电压供电， 广泛应用于计 算机

17、、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等 电子产品中作发声器件。 我们本次设计就是用这种设备来模拟， 它的外形常见的 有以下几种，如图 7 所示。一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长的就为正极， 短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。如下图所示：2.2.5 74LS290 异步十进制计数器其逻辑图和外引线排例图下图所示。 它由一个一位二进制计数器和一个异步 五进制计数器组成。 如果计数脉冲由端 CP0 输入，输出由 端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲由 CP1 端输入，输出由引出，即是五进制计数器；如果将 与 CP1相连，计数脉冲由 CP0输入，输

18、出由引出，即得 8421 码 十进制计数器。因此，用两片 74LS290 计数器可以连接成一个一百进制计数器 以统计传呼次数。电子技术课程设计2.2.6 数码显示器 数码显示器是用来显示数字、 文字或符号的器件， 现在已有多种不同类型的 产品，广泛应用于各种数字设备中，目前数码显示器件正朝着小型、低功耗、平 面化方向发展。数字显示方式目前以分段式应用最普遍， 下图表示七段式数字显示器利用不同发光段组合方式， 显示 09 阿拉伯数字。它是通过译码器对其 A.B.C.D.E.F.G段二极管的明暗进行控制，最后使得其显示出一定的数字模式，如下图所示七段数字显示器显示数字电子技术课程设计整机电路图四、电子技术课程设计心得体会漫长的课程设计终于完成了， 在这之前我们也做过训练我这方面能力的课程 设计和实习，像电工电子实习。 但这次是第一次完全由自己设计电路， 遇到的困 难可想而知。这次的数电课程设计， 我做的是个比较简单的医院病人紧急呼叫系统， 任务 拿到手上之后觉得确实很简单再加上以前数电也还学的不错