数电课程设计医院病人紧急呼叫系统

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2 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

2、利医务室人员了解病员情况。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）主任签字： 年 月 日 目

3、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住院病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

4、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

5、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

6、，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

7、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，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

8、路方案1.2. 方框图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BC

9、D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

10、74LS148输入使能端总开关K。备注：此处优先级是相同的，也就是说如果某一病床呼叫，在报警期间，其他按钮无效。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

11、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：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：译码显示模块设计流程图电路图如下：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，送入数码管显示出病人传呼总数。2.2 单元

12、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，

13、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，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2.2.3 译码器（7448）译码为编码的逆过程

14、。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。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。7448管脚图灭灯输入BI/RBO  BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。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LT1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。

15、60; 试灯输入LT  当LT0时，BI/RBO是输出端，且RBO1，此时无论其它输入端是什么状态，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2

16、.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、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

17、器；如果将与CP1相连，计数脉冲由CP0输入，输出由引出，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。  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三、 整机电路

18、图四、 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，直到真真自己动手设计时才发现理想与实际之间的差距很大，以前学的那些芯片管脚及功能都很模糊。这个课程设计，我的最大收获就是对一些芯片的功能有了更好的理解和运用，以及对以前学的知识存在的一些问题也迎刃而解，同时也对学的知识有了一个实践性的证明。我也争强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，同时通过通过独立思考，深入研究有关问题，学会了自己分析解决问题的方法，初步掌握了简单使用电路的分析方法。通过这次课程设计使我懂的了理论与实际相结合的重要性，只是一味的学那些死的理论知识是远远不够的，只有把所学的理论和实践相结合，才能真正掌握一门科学，一味的纸