病房呼叫系统

1、燕山大学EDA课程设计报告书题目：病房呼叫系统一、设计题目及要求1用15个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高； 15优先级依次降低；2用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示 0;又多 个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号，低级别呼叫号用 LED指示灯 显示；3凡有呼叫发出2秒的呼叫声，然后重复播放如下一段音乐，用一 个数码管显示乐谱；1155 665- 4433 221- 5544 332- 5544 332-附音符频率表：音调频率（Hz）C（高音）261.63x2B493.88A440.00G392.00F349.23E329.63D293.66C261.634设置护士

2、按钮，按下一次，清除当前高优先级呼叫（即表示处 理），并终止演奏。5有多个呼叫时，先对低优先级的呼叫进行存储，处理完高级别 后，数码管显示低级别呼叫号，然后再行处理，依次类推。二、设计过程及内容(包括O总体设计的文字描述，即由哪几个部分 构成的，各个部分的功能及如何实现方法；O 2主要模块比较详尽的文字 描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多)整体电路由病人呼叫护士处理模块(nuesecontro)、优先选择模块 (priority )、扫描电路模块、分频模块，以及呼叫2 秒模块和自动演奏(automisic)模块。总电路图如下： 1.病人护士处理模块较为简单，首先是一个由 D 触

3、发器构成的防抖电 路，用于消除按键时的抖动。然后再连一个 D 触发器，用于存储病人的 信号；同时护士会有一个控制端，当病人信号处理后，护士通过nurse清零端给信号清零。2.优先级模块是当有多个病房同时呼叫时，将会优先显示高级别信 号。所以用了一个74LS148优先编码器，再经过组合逻辑电路，得到所 要的反码可以接在 7448数码管编译出来。因为 1 号病房优先级最高，而 编码器是 7N 端优先级最高，并且是低电平有效。下图则是将 1 号端出来 的高电平信号经过反相器接在 6N 端，则 1 号的信号会优先处理，然后经 过逻辑电路和数码管，便可显示数字 1。3扫描模块是因为实验箱虽然有8个数码管

4、，但是只有a'g7个接 口，只能使一个数码管显示，而之后的自动播放音乐需要显示乐谱，还 需要用到数码管，所以要做一个扫描电路。由于需要用到 2个数码管， 可以用 74160连一个 2进制计数器，然后控制两个 74151数据选择器，再 接到数码管上(图里是直接做了一个8进制计数器)。C0B0A0和C1B1A1 分别接到得到的反码上。然后数码管可以显示病房呼叫号和乐谱。4分频模块有很多个，主要是对 366Hz分频和对23.438kHz分频，分频 模块主要用到了 74160计数器，通过给置数端进行置数，得到所需要的 进制数，例如对366Hz进行366分频，就可以用设计一个366进制的计 数器

5、，得到1Hz的频率，但是经过实际仿真的时候，发现设计成367进制时，频率更接近1Hz。下图给出了一个366分频，其它分频电路类似。5.呼叫 2秒也是一个简单模块，利用之前的 74148优先编码器的 EON 端，当有病房呼叫时，优先编码器开始工作，EON由0变为1,给了 T触发器一个上升沿信号，Q端变为高电平，控制蜂鸣器发声和由 74160构 成的二进制计数器工作，2秒后，计数器给出进位信号，使 T触发器Q端 清零，蜂鸣器停止鸣叫。6.自动播放音乐模块比较复杂，主要是由 3个小模块构成， 32位循 环顺序脉冲模块，控制乐谱显示模块和分频模块。自动播放音乐模块如下图：仿真图：32位循环顺序脉冲发射

6、器模块的作用是将自动播放的歌的乐 谱，共32个音符，一一选择出来。先是由一个 16Hz的时钟信号分别接 入两个 8 进制计数器(已经封装成模块)，上面的计数器的功能是得到2Hz 的时钟信号，并控制 32 位计数器的脉冲，使得 0.5秒一个脉冲，再 由 32 位计数器，控制两个 74154也就是 4-16 线的数据选择器。最后使得 0.5秒输出一个音符。而选择出来的音符则分别接到S0S5,控制之后的六个音符输出。下面的一个 8进制计数器和上面 8进制计数器的用与非门 接一起,是为了同步输出。下面的 8进制计数器作用,是为了实现音乐 1/8 节拍截断, 7/8拍奏乐。电路图如下： 乐谱显示模块采用

7、了 74148 优先译码器,通过组合逻辑电路就可显 示乐谱,最后再接在数码管上就行。音符的频率模块,是采用对 23.438kHz 分频,用两片 74160来构成 6 个不同的计数器,得到相应频率,在总频率后加一个 T 触发器是为了调 节占空比 1：1。下面为计算分频数：1 音 分频 23438/261.63/2=452 音 分频 23438/293.66/2=403 音 分频 23438/329.63/2=364 音 分频 23438/349.23/2=345 音 分频 23438/392.00/2=306 音 分频 23438/440.00/2=27 这样将对应的音调只要把计数器置成对应进制

8、就行了。在运行时,如果 前面给是1音，则会给S0一个高电平，对应的频率就会输出，使喇叭工 作。原理图如下：三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对 EDA 课程设计感想、 意见和建议）刚开始拿到题目觉得很简单，因为之前做过。但是把要求看了才发 现要求变高了。尤其是自动播放音乐模块，开始不知道怎么分频。通过 不断上网查阅资料和问老师，才解决了问题。还有就是单个模块运行和仿真的时候，没有问题。但是当将模块都 封装一起时，出现了很多的问题，经过一一检查，才发现出错的地方。 当连接实验箱时，出现了清 0端清 0后，蜂鸣器仍在工作，经过问老师， 才发现是T触发器的置0端没有接控制端。连整体电路的时候，总是会出现各种问