医院病人紧急呼叫系统设计

1、目录设计总体思路错. 误 !未定义书签设计要求 错误 !未定义书签。 总体设计框图：错误 !未定义书签。设计思路 错误 !未定义书签。二、单元电路 错误 !未定义书签。 信号锁存 错误 !未定义书签。 优先编码 错误 ! 未定义书签。二进制转换错误 !未定义书签。反相器 错误 !未定义书签。总电路图 错误 !未定义书签。 仿真图 错误 !未定义书签。三、安装及调试步骤错误 !未定义书签。安装步骤 错误 ! 未定义书签。调试步骤 错误 !未定义书签。四、故 障分析与电路改进错误 !未定义书签五、总 结与体会 错误 !未定义书签。六、元 器件清单 错误 !未定义书签。七、参 考文献 错误 ! 未定

2、义书签。一 设计总体思路设计要求1. 当病人紧急呼叫时，显示病人的编号（在此设定 为 36 号四个病 人病情依次加重），。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 （6 号优先级最高）。3. 医护 人员处理 完当前最 高级别的 呼叫后 ，系统 按优 先级 别显 示其 它 呼叫病人的编号。总体设计框图：呼叫信号信号锁存优先编码声光提示昱示设计思路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，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

3、别，并 提供相关的显示输出编码。二进制译码单路译出当前最高级别的呼 叫，待医护人员处理完后，清除呼叫的触发器信号，转而对其它呼叫 输入进行判别处理。信号的锁存用7474D触发器实现。触发器把信号送给74148编码器, 编码器按信号的优先编码。编码器输出进入74138译码器，译码器产 生清零信号，进行逻辑清零，以便处理其它信号。二单元电路信号锁存74LS74正边双D触发器用来锁存信号，其引脚如图：1CLRXvccIDMCLK2D1PRC2CUK<IQlQrGND4£1747474LS74正边沿触发双D触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP的上升沿，而且触发器所保存下来的所保

4、存的状态仅仅取决于 CP上升沿到达是的输入状态。Q的初始状态为低电平，当给SD' 个高电平时，输入一个时钟信 号是，D触发器被强制翻转，是Q输出变成高电平，Q'输出为低电 平。触发器可以保持信号,同时接受反馈信号，最后还可以实现逻辑 清0.此电路先用到4个7474分别代表4个病人，是先把D端置高电 平，当给了时钟CP后，Q端出高电平1，Q'端出低电平0，我们要 用的输出端正是Q' o当清除端给了信号0后，Q'端出1，利用这 点可以对信号进行清除，既会显示其它病人的信号。后面还会再用到 4个7474锁存由138出来的信号，用来当作开关，利用此信号接至 前面

5、4个D触发器的清除端。优先编码在此设计电路中，优先编码器可以用8-3线优先编码器74LS148.其引 脚图如下：vccEG210L；1U74LS148对几个输入信号同时输入时，按优先级别依次编码（7 0）。 真值表如下：由表中可以看出，在E1 = 0电路正常工作状态下，允许0-7当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。其中7的优先权最高， 0的优先权最低，当7= 0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。在本试验中给出的四路信号中7号位的优先给最高，所以把6号 触发器的信号接至16，5 3号分解接至15-13。当6号病人按下按钮 (CP)时，16出0，无论I

6、3-I5出什么信号都只出0 0 1 ,所以I6的优 先权最高，同理I5的优先权大于14， I3的优先权最低。二进制转换此电路用到3-8二进制译码器74138.其引脚图如下：AVCC¥0CYLY2G1Y7GNDY6456874139真值表如下:输入输出SS2S3AA1A丫0丫丫2丫3丫4Y5丫6Y7X1XXX111111110XXXX1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110从表中我们知道输出与输入的关系:

7、Yo' M o'Y1'M1'此电路中，当丫1 '出0时就是清除了 6号病人的呼叫信号，丫2' -Y4 ' 出0时分别清除了病人5-3的呼叫信号。反相器信号显示要用到CT74LS04反相器，其引脚图如下：合 YAYVDAi UT An 1 A. VI N w12233gw131£11107404输出与输入的关系：丫 A我们用的是共阴级数码管，高电平有效，所以必须把信号取反，才能 得到相应的数字。总电路图仿真图安装及调试步骤 安装步骤 数 字 电 路 系 统 设 计 是 自 上 而 下 的 ，但 在 电 路 的 安 装 、调 试 时

8、 ，都 是 自 下而上的。首 先，安 装并调试每个子系统对应的单元电路；然 后，逐 渐扩大将几个单元电路进行联调；最后，进行整机调试。电子电路的安装：根据设计好的总体电路图，把各种元器件按照 电路图组装起来，现分别介绍如下：整体结构布局 : 整体结构布局应从 全局出发，决定电 子装置各部 分的空间位置。电路板结构布局: 在一块板子上按 电路图把元件组装 成电路。必 须 考 虑 的 是 元 器 件 在 电 路 板 上 结 构 布 局 问 题 。布 局 的 优 劣 不 仅 影 响 电 路 板 的 走 线 、调 试 、维 修 以 及 外 观 ，对 电 路 板 的 电 气 特 性 也 有 一 定 的

9、影响。 元器件的插接:插接方式是把组成电路的所有元器件插在面板上。 调试步骤调试就是对安装后的电路进行参数和工作状态测试。通常，调试 工 作是 按信 号的 流程逐 级进行的 ，可以 从输 入 端向 输出 端推 进，也 可 以从输出端向输入端倒推。第一步：不通电检查电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查线是否正确， 包 括 多 线 、少 线 、错 线 等 ，尤 其 是 电 源 线 不 能 接 错 或 接 反 ，以 免 通 电 后烧坏电路或元器件。第二步：直接检查 连线检查完毕后，直接检查电源、底线、信号线、元器件接线端 之 间 有 无 短 路 ，连 线 间 有 无 接 触 不 良 ，二 极

10、 管 、三 极 管 、电 解 电 容 等 有极性元件引线端有无错接、反接，集成块是否插接正确。 第三步：通电检查把经过准确测量的电源电压接入电路， 但暂时不接入信号源， 首先观察有无异 常现象，如冒烟、异味、触摸器件有无过热，电源是否短路等，如有异常现象 应立即切断电源，排除故障后方可通电。第四步：分块测试分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一个 模块进行调试。比较理想的调 试程序是按信号的流向进行，这样可以 把 前 面 调 试 过 的 输 出 信 号 作 为 后 一 级 的 输 入 信 号 ，为 最 后 的 联 调 创 造 条件。此电路大致可以分以下几个模块测试，首先测试从

11、4 个 D 触发器 出来的信号是否正常（清零也要测量），然后信号通过 74148 和 74LS04 后 出 来 的 信 号 可 以 直 接 接 到 数 码 管 上 测 量 ，然 后 测 试 信 号 经 过 74138 后是否正确，最后测量通过 4个 7474 的信号，如果正确就可以把信 号接回到模拟4个病人的D触发器的清零端。第五步：整机联调 对于复杂的电子系统，在分块调试的过程中，由于是逐步扩大范 围，故实际上已经完成某些局 部联调工作，只要做好各功能模块之间 接口电路的调试工作，再把全部电路连同，就可以实现整机联调。故障分析与电路改进 接线之前应该把器件和导线全部测量一遍，确定都是好的才可

12、以开始接线。第一次接线缺乏经 验，我先把器件全部安装好以后就开始接线，由于器件安装的位置不太好，接的乱七八糟，根 本看不清，掉了一根线都要找好久才知道是哪个口掉出来的，接好以后便直接测量，发现根本 不行，错误也找不出在哪，只好全部拆了重新接线，这样不仅浪费时间，还浪费精力，打击自 信心，后来就一个模块一个模块的接，接好一和模块就开始测试，确保万无一失才开始接下一 个模块。就这样我接了四五次线。我的电路大致出现了以下几种状况： 首先是显示锁存模块显示不了我存的信号，我检查了数码管，找到了显示比较好的管子。检查 了每一个 D 触发器观察输入与输出是否一致，有两个管子是坏的。然后就是数码管显示的信号

13、不是我所希望看到的信号，比如我按下 6号开关，显示的不是 6而是 4，那就说明有个端口本该出 1现在出 0 了 ， 就可 以继 续往 上一 级检 查， 可能 是 148 出现 错误 。再次就是检查 138 出来的信号，如果跟预想的不一样（该出 0的端 口出的是1）那就可能是A、B、C的位置没接对。最后检查通过4个 7474 出来的信号，每次也只有 1 个 Q 出 0。 改进：我想如果把最后 那 4 个 7474 该成 3 个 7474 接到 138 的前面，即 信号先经过 7474 在 经过 138 可能更好点，最直观看到的就是节省了一个 7474。总结与体会 经过两周的数字电子课程设计，我终

14、于完成了本次课程设计的要求。 总 体 感 觉 很 累 ，经 过 查 资 料 、自 己 的 知 识 基 础 、同 学 一 起 讨 论 ，我 做 出来了。我 上个 学期 学的 数电，所 以对一些 芯片的 功能还比 较清 晰，想 应该 比 较 容 易 。经 过 这 两 周 ，我 感 觉 自 己 知 识 很 不 扎 实 ，动 手 能 力 更 是 欠 缺 ， 理论联系实际的能力还需加强。通 过 这 次 设 计 我 学 会 了 使 用 protues 软 件 ， protues 软 件 真 的 很 好 用 ， 很 方 便 。 Protues 比 ewb 功 能 多 ， 便 于 操 作 。 完 成 了 绘

15、图 和 仿 真 ， 接 下来是接线安装，与画图和仿 真相比这项任务最难。最开始是测试器 件的好坏，验证器件没问题后 就按图纸接线，在接的时候才发现困难 重重，在一块小小的接线板上 要接上七个芯片，每个器件有十多个引 脚 ，线 多 得 让 人 眼 花 缭 乱 ，而 且 线 与 插 槽 接 触 的 很 松 ，一 不 小 心 就 会 把 线 弄 出 来 ，然 后 再 找 是 哪 个 槽 掉 的 ，十 分 之 烦 躁 ，这 正 是 考 验 一 个 人 的 细 心 时 候 了 ，还 好 我 经 受 了 这 次 考 验 。接 线 要 分 模 块 来 接 ，这 点 非 常 重 要 ，接 完 一 个 模 块

16、就 要 检 查 ，对 了 才 继 续 往 下 接 ，错 了 要 找 出 原 因，并 及 时改 正，这 样不 仅提 高了 效率 ，更锻 炼了自 己的排错 能力。 经 过 本 次 设 计 ，我 受 益 非 浅 ，不 仅 使 我 回 忆 起 了 数 电 的 很 多 知 识 ，而 且锻炼了我理论与实践相结合的能力。但也发现了自己的一些不足， 在 今 后 的 学 习 中 将 加 以 弥 补 和 改 进 。通 过 这 次 课 程 设 计 ，我 最 大 的 体 会 就 是 对 一 些 芯 片 的 功 能 有 了 更 好 的 理 解 和 运 用 ，明 白 了 只 是 一 味 的 死记理论是远远不行的，只有 把所学的理论运用到实际，才能真正掌 握一门科学。相 信