医院病人紧急呼叫系统

1、西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级课 程电子技术课程设计题 目医院病人紧急呼叫系统学 号学生姓名指导教师 2013年12月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名 学 号0803110232指导教师 职 称 讲师 教研室 自动化 课 程 数字电子线路 题 目 医院病人紧急呼叫系统设计 任务与要求1、 设计任务：（1） 设计4病人呼叫系统，根据病人病情设置优先级，当同时有多人呼叫时，病情严重者优先；（2） 能对呼叫病人的编号进行显示并发出警报声；（3） 医护人员处理完当前最高级别呼叫后，系统按照优先级别显示其他呼叫病人的编号。2、 设计要求：（1） 要求设计思

2、路清晰，给出总体设计框图和总电路图；（2） 给出各单元电路设计及其原理；（3） 结合软件进行电路仿真；（4） 组装实际电路并调试通过；（5） 按照要求撰写课程设计报告。开始日期 2013.12.16 完成日期 2013.12.27 2013年 1 月 27 日目录设计要求 1系统概述 1 总体设计方案 1系统设计设计与分析 2 D锁存器2 优先编码器3 反相器4 灯光提示4安装调试 5实验仪器及元器件清单 6心得体会 7附录 系统电路图8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14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（4号优

3、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。1、 系统概述本设计的指导思想是设计一个当病人紧急呼叫时，产生灯光提示，并显示病人编号；然后根据病人病情进行优先级别设置，当有多人呼叫时，病情严重优先；医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，清除已处理的最高级别的呼叫信号，系统按照优先级别显示其他呼叫病人的编号。其中信号锁存用到双D触发器74LS74,优先编码用8-3优先编码器74LS148, 信号显示用到四反相器74LS00.2、 总设计方案 1、检测病床信号通过病床开关控制输入高低电频从而使后续电路产生相关信号。2、编码译码电路通过开关1号4号的开与关控

4、制74LS74双D触发器的输入进而控制其输出，74LS148有优先编码功能（当四号病床的按钮按下时，无论其它病床的按钮是否按下，护士值班室的数码显示“4”，即“4”号病床的优先级别最高，其它病床的级别依次递减）74LS148的输出控制74LS00的输入，由74LS00的输出控制其显示电路的相关功能。第 0 页3、显示电路开关闭合灯泡发光，开关闭合数码管显示优先级别最高的病床号。其中1号开关4号开关依次对应1号4号病床。4、 信号清零医护人员处理完最优先病人后，清除相对应的病床信号，然后处理病情次一级的病人，再次清除相对应的病床信号，依次循环，直到处理完所有的病人。其中58号开关依次对应1号4号

5、病床。3、 系统设计与分析 总电路图见附录（p8） 1、D锁存器 信号锁存用74LS74正边双D触发器，其真值表如下图： 输 入 输 出 预 置清 除时 钟 D Q Q SD RD CP 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 x Q0 Q0 其管脚图如下： 74LS74模块图 74LS74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存的状态仅仅取决于CP上升沿到达是的输入状态。 此电路先用到2个74LS74分别代表4个病人，是先把D端置高电平，当给了时钟CP后

6、，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。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4个D触发器的清除端。2、优先编码器由设计要求，数码管要显示优先级最高的病床的呼叫信号，所以我们须得对病房呼叫信号进行选优。出于设计考虑，优先级最高为4，然后为3，依次到2,最后是1。 在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号，而优先编码器已经将输入信号的优先顺序进行了安排，当同时有几个信号输入时，只对其中优先级最高的那个进行编码输出。 输入 输出EII7I6I5I

7、4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOLXXXXXXXXLLLLLHLLLLLLLLLLLLHHHXXXXXXXHHHHLHLHXXXXXXHHLHLHLLHXXXXXHLHHLHLLLHXXXXHLLHLHLLLLHXXXLHHHLHLLLLLHXXLHLHLHLLLLLLHXLLHHLHLLLLLLLHLLLHL在此设计电路中，优先编码器可以用8-3线优先编码器74LS148.其真值表如下： 其引脚图如右：由真值表可以看出，在E10时，电路正常工作，0-7输入端当中可以同时有几个输入端为低电平。其中7的优先权最高，0的优先权最低，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，

8、其余的类似。 而在本试验中给出的四路信号中4号位的优先给最高，所以事先把I7-I5接高电平，把4号触发器的信号接至I4，3-1号分解接至I3-I1。当4号病人按下按钮（CP）时，I4出0，无论I1-I3出什么信号都只出011，所以I4的优先权最高，同理I3的优先权大于I2，I1的优先权最低。 3、反相器 信号呼入要用到CT74LS04反相器，其引脚图如下： 真值表如下：A | Y- 1 | 0 0 | 1 反向器功能较简单，就起了反向的作用，当输入为0时输出为1，当输入为1时输出为0。由于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，数码管才能显示。 4、灯光提示 （1）数码管 数码

9、的显示方式一般有三种：第一种是字形重叠式，它是将不同字符的电极重叠起来，要显示某字符，只须使相应的电极发 亮即可，如辉光放电管、边光显示管等。第二种是分段式，数码是由分布在同一平面上若干段发光的笔划组成，如荧光数码管等。第三种是点阵式，它由一些按一定规律排列的可发光的点阵所组成，利用光点的不同组合便可显示不同的数码。本实验应用的是字形重叠式数码显示管。 a b c d 如图所示，数码管接高电平有效，a、b、c、d四个管脚分别代表数字8421；其次，当任意一个以上管脚同时接高电平，数码管显示数字为各管脚代表的数字之和。例如，cd同时接高电平，则显示数字为3（3=2+1）。 （2） 灯光显示 数码

10、管只能显示当前最高级别的病床号，所以设计中加入4只灯泡，可以显示当前所有的病人是否呼叫。更方便医护直观的了解病人的呼叫情况。4、安装调试 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，集成块是否插接正确。 第三步：通电检查 把经过准确测

11、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2个双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74LS00后出来的信号可以直接接到数码管上测量，最后模拟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

12、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。5、实验仪器与元器件清单仪器及元器件名称数量8-3优先编码器74LS1481反向器74LS001灯泡（5V 1W）4双D触发器2字形重叠式数码显示管1数电实验箱16、 心得体会在这两周的数字电子课程设计过程中，经过查资料,和同组人员一起讨论，我们终于完成了本次课程设计的要求.因为上个学期有学习数电，所以对一些芯片的功能还比较了解，感觉应该比较容易。经过这两周，我感觉把知识用在实践中还不是一件容易的事，理论联系实际的能力还需加强.而且动

13、手能力也特别需要加强.在设计之前对设计的理念认识不够清晰，通过和伙伴们相互交流才使我对本设计有了清晰地认识。另外在设计的过程同学们提出的好的建议使我意识到学习贵在交流，只有在交流中才能提升自己，才能丰富自己的知识.这次设计我的任务主要是调试,虽然任务不难但是需要操作特别谨慎小心,只有这样才能发现某些细节错误.接线要分模块来接，这点非常重要，接完一个模块就要检查，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。在这个过程中也锻炼了自己的耐心增长了见识.在这次设计的过程中让我更加深入的了解了数电知识，让我有一个能够综合运用数、模知识机会。让我的动手能力，逻

14、辑思维能力的到了相应的锻炼。也让我知道了做任何事情都应该以严谨的态度对待，否则一个小小的错误就可能导致整个设计的失败。这个设计让我有了能够综合运用所学知识的机会；让我的动手能力，逻辑思维能力得到了相应的锻炼。也让我对学习有了新的理解。这次的课程设计也让我知道了理论的存在是为了指导实践，没有了理论的指导就不会有实践的成功，理论和实践是不可分的整体。一切的产品的开发都要拥有一定的经济基础，产品的原料要尽可能的简单，价格尽可能的低廉，要大家都会用并且用得起。我们现在所学的一切都是为了将来能更好的为社会服务，同时让我了解到了所学专业与社会需要的联系。让自己对工程与社会，经济，文化，环境等方面的联系有了更进一步的认识。这次的课程设计过程也让我深深的体会到了团队的力量.让我意识到团结的重要性.在这两周设计过程中，在老师的帮助下和伙伴们的团结一致我们很顺利的完成了任务. 虽然过程很辛苦，但是收获很多。附录：系统电路图呼 叫 器 开 关清零开关第 7 页西安文理学院物理与机械电子工程学院电子信息工程专业数字电子技术课程设计评分表学生姓名：班 级：自动化2班学 号：题 目：医院病人紧急呼叫系统序号项目内容满分得分1工作量适中，难易度合理52态度端正，能积极、主动参与课程设计；能很好地与组内成员协同合作完成设计；课程设计期间不缺勤203具有一定查阅文献及运用