病床呼叫系统

1、唐 山 学 院 电子技术 课 程 设 计 题 目 病床呼叫系统 系 (部) 机电工程 班 级 12机制本四 姓 名 郭福 学 号 4120105416 指导教师 王志秦 2014 年 12 月 15 日至 12 月 19 日 共 1 周2014年 12 月 19 日出勤情况出勤天数 缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（30分）说明书（20分）设计成果（30分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定 指导教师签名： 年 月 日目 录1引 言41.1设计背景41.2 本课程设计任务及要求：42.电路总体设计52.1设计方案52.2.1单元电路工作原理62.2.2译码显

2、示模块设计72.2.3 译码模块设计82.2.4呼叫模块设计93软件简介1031 Multisim发展史104芯片简介114.1 74LS148：114.2 74LS248：114.3555定时器115设计总结121引 言1.1设计背景病房呼叫系统是病人请求值班室医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，它主要用于协助医院病员在病床上方便的呼叫医务人员，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。1.2 本课程设计任务及要求：本设计的病床呼叫系统，当病人摁下呼叫按钮时，如第 1 号病人呼叫时电子数码管显 示。蜂鸣器开始响。 由于蜂鸣器声音比较 1 号，蜂鸣器发

3、出刺耳的响声。本系统的优先呼叫功能，当优先级 较高的病床呼叫时，可以屏蔽其他病床的呼叫，如五号病床的优先级最高，当一号和二 号病床同时呼叫时，数码管只显示 2 号，系统自动屏蔽了一 号的呼叫，只有当 2 号解除警报时具有下一优先级的病床才能呼叫，这样只要把病情严重的病人放在优先级较高的 病床，就可以保证病人优先得到治疗，而且是医生有目的的治疗，分清主次。本设计的整个呼叫系统由控制，显示，报警三部分组成使得病人可以及时的通知医生，并且医生也能很快的知道哪个床位的病人在求助，本系统还兼具有优先呼叫的功能，把病情严重的病人安排在优先级较高的病床，则当优先级较高的病床呼叫时可以屏蔽其他病床的呼叫，从而

4、使得病情严重的病人得到优先医技术参数：1用一个数码管显示呼叫号码。2没信号呼叫时显示0。3用10个拨码开关设置功能键5号优先级最高，9-0号优先级依次降低。4用LED灯指示对应的病房有呼叫，有呼叫时蜂鸣器开始响动。设计要求：1用静态数码管显示呼叫的病房号；2用蜂鸣器发出蜂鸣。设计思路根据实验要求本次设计需要相应病床呼叫时，数码管显示相应数字，而且输入信号有优先级，故需74LS147的优先编码器需要数码管显示，故其输出端需要和静态显示数码管相连设计要求对应病床的LED灯亮，在LED灯亮的同时蜂鸣器开始响动。具体设计见病床呼叫系统功能模块介绍。本病床呼叫系统的功能模块分为病床呼叫控制转换模块，系统

5、显示模块，蜂鸣器模块三部分。通过各个模块的协调作用使得病床呼叫系统功能得以实现2.电路总体设计2.1设计方案多谐检测病房信号编码译码电路显示电路多谐震荡指示电路2.2.1单元电路工作原理优先选择模块设计： 根据设计要求，数码管要显示优先级别最高病房的呼叫信号，所以我们要对病房呼叫信号进行优先选择并输出。在本设计中，9号病床为优先级最高，然后依次是9,8,7,6,5,4,3,2,1号病床。 在这里，应用了8线-3线优先编码器（74LS148）进行此功能的实现。其输入为低电平有效，输出编码为反码形式。 8线-3线优先编码器（74LS148）功能表如下所示： 

6、表3.1 8线-3线优先编码器（74LS148）功能表 输入 输出 除此之外，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，以及555定时器的启动与复位。 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（由）的输出信号传到555定时器（来启动呼叫模块）和七段字形译码器（74LS47D）来启动数码管

7、显示电路2.2.2译码显示模块设计此模块由两小模块构成，即译码模块与数码管显示模块。先由译码模块将8线-3线优先编码器（74LS148）输出的四位二进制编码转换成病床号所对应的Z1，Z2,Z3，Z4码，再将该Z1，Z2，Z3，Z4码输入到七段字形译码器（74LS248D）并由七段阴极数码管显示病床号数字。其图如下：2.2.3 译码模块设计因为优先选择模块输出的三位二进制编码不是所需的病床号码（在BCD码上相差1），所以要用译码将将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。模块译码模块是由基本逻辑门设计而成的小规模逻辑门电路，于是得出输入输出真值转换

8、表，如下：Y12Y11Y10Ys1Yex1Y22Y21Y20Ys2Yex2Z3Z2Z1Z0000101111111110011011111111001010111111101011101111111001001011111101110110111111010110101111110011111011111100011101000100111111010011001101110101010010011101011100101111011001000111110110110001011101110100001111011111000002.2.4呼叫模块设计利用555集成时基电路组成脉冲启动型单稳

9、态电路，产生定长时间的方波信号驱动蜂鸣器呼叫。可适当的选择电阻、电容，可将震荡时间准确的控制在要求的5秒钟。 当无病房呼叫时，同时74LS148为无有效信号输入，EO输出为0传入555定时器的复位端。当有病房呼叫时，同时74LS148为有效信号输入，EO输出为1传入555定时器的复位端，使得定时器得以启动。3软件简介31 Multisim发展史Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，

10、具有丰富的仿真分析能力。 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim发展简介： 加拿大EWB （Electrical Workbench） EWB4.0 EWB5.0 EWB6.0 Multisim2001 Multisim 7 Multisim

11、 8 Multisim 9 Multisim 104芯片简介4.1 74LS148：:为16脚的集成芯片，电源是VCC(16)  GND(8),I0I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。4.2 74LS248：七段译码器，输出高电平有效，适合于共阴极接法的七段数码管使用 A3，A2，A1，A0，为 8421BCD 码输入，a,b,c,d,e,f,g 为七段数码输出，LT 为试灯输入信号，用来检查，数码管的好坏，IBR 为灭零输出信号，用来动态灭零，IB/QBR 为灭灯输出信号，该端既可以作输入也可以作输出

12、4.3555定时器555定时器是一种多用途的数字/模拟混合集成电路，具有开关特性，可以构成各种单元脉冲电路。 图5-4 555 定时器引脚5设计总结对于这次的课程设计我感觉很有挑战性，不仅要会把图连接起来更重要的是设计完成一定的功能，在设计之初遇到了很多困难，感觉图形特别麻烦，器件的原理也都序言知道清楚，翻阅了很多资料、与同学讨论并且向老师寻求帮助，攻克了一个个困难，最终完了设计，虽然不免瑕疵，但也基本上满足了设计要求。总体来说这次课设让我收获颇多，提高了动手能力，学到了很多专业知识，更重要的是让我了解了设计项目的不易，遇到困难应该迎难而上，有恒心，有毅力，坚持不懈，最后一定会有意想不到的收获。我非常感谢学校为我们提供的这次宝贵的实习机会，让我们学到了很多课堂上学不到的东西，还要感谢我的实习老师，她非常负责任，悉心指导每一个同学的提问，不厌其烦，兢兢业业在刚开始进行电路设计时由于不清楚软件对74LS48的仿真不准确这一缺陷，在译码部分花费了很长的时间。明白这一缺陷之后顺利很