EDA课程设计12人病房呼叫系统

1、燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 病房呼叫系统 学院（系）： _ 年级专业： _ 学 号： _ 学生姓名： _ 指导教师：_ 教师职称： _ 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号学生姓名专业（班级）设计题目病房呼叫系统设计技术参数 用2个数码管显示呼叫病房的号码 没信号呼叫时显示0；有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号 用12个拨码开关设置功能键，1号优先级最高，1-12号优先级依次降低 用指示灯指示对应的病房有呼叫, 同时蜂鸣器响4秒设计要求 用数码管显示呼叫的病房号 具有复位功能 用蜂

2、鸣器实现蜂鸣工作量学会使用Max+PlusII软件和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习使用实验箱，继续电路设计；3. 完成电路设计；4. 编程下载、连接电路、调试和验收；5. 答辩并书写任务书。参考资料指导教师签字基层教学单位主任签字年 月 日 目 录第1章 摘要1第2章 引言2 第3章 设计思路及基本原理3第4章 实验电路设计及运算5 4.1 信号输入电路设计5 4.2 LED灯控制电路设计8 4.3 数码管显示电路设计 104.4 蜂鸣器电路设计

3、 12 4.5 总电路图设计第5章 波形仿真 14第6章 管脚锁定 16总结 17参考文献 18第一章 摘要 本次课程设计的题目是病房呼叫系统，该系统具有很高的实际应用性，设计要求有可操作性，呼叫系统对医院有着非常重要的作用，特别是那些住院病人，医院的护理人员无法一一时刻看护在病人身边。安装呼叫器可以减轻医院看护人员一定的工作量，同时可以间接的反映出医院提供给病人的服务质量，。安装病房呼叫系统，可以快速的显示出需要帮助的病房号，以便于医生或者护士能迅速到达，从而给予及时的救治或看护。病房呼叫系统的逻辑性很强，对现代医院来说有着非常重要的意义。该设计系统可以细分成四个板块，包括信号输入板块，LE

4、D灯显示板块，数码管显示板块以及蜂鸣器板块。需要用到的芯片及装置有：12个拨码开关，12只LED显示灯，2只数码管，蜂鸣器1个，74148两片，74154一片，74161一片以及多种门电路和时钟信号发生器。通过设计的实验系统，需要帮助的医院病人按下拨码开关，看护人员处对应病房号的LED会发亮，数码管会显示病房号，同时蜂鸣器会响4秒已达到提醒的目的。第二章 引言本次课程设计的病房呼叫系统由拨码开关，LED灯，数码管，蜂鸣器四大部分组成。所设计的12个拨码开关即输入端具有高低优先级之分，1号输入端优先级最高，按顺序优先级依次降低，12号输入端优先级最低，可实现的功能为：无信号输入时数码管显示0，L

5、ED灯不亮，蜂鸣器不发声。当有单个病房呼叫时数码管显示病房号，对应的LED灯发亮，同时蜂鸣器响4秒。当有多个病房同时呼叫时，数码管显示优先级最高的病房号，对应优先级最好的LED灯发亮，蜂鸣器响4秒。实际应用情况如下，没有病房呼叫时数码管显示0，LED灯不亮，蜂鸣器不发声；若4号病房病人某一时刻单独按下拨码开关，对应的数码管显示为4,4号LED灯发亮，按下的瞬间蜂鸣器开始发声，4秒后停止。若有多个病房病人同时按下拨码开关，如2，7,10病房的病人请求帮助，数码管会显示优先级最高的二号，2号LED灯发亮，蜂鸣器发声4秒。第三章 设计思路及基本原理本次课程设计的题目为病房呼叫系统，根据设计的要求和技

6、术参数，可以初步的将设计电路分为四个板块，信号输入电路，LED灯控制电路，数码管显示电路，蜂鸣器电路。实验设计系统要求具有复位的功能，要想实现可控复位，首先需要在输入端添加一个复位键及控制开关，这里可以使用一个双二输入与门实现目的，即只有当输入端以及控制端同时输入高电平，与门的输出端才能出现高电平，以此来实现复位的目的。信号输入电路中1到12号病房的12个输入端需要具有优先级之分，根据这一要求和实验所给的芯片和和元件，选用74148芯片83有限编码器可以对输入端实现优先级区分。同时，由于芯片为负逻辑输出，试验箱LED灯为共阴极二极管，运用74154芯片416译码器转换出的12个信号需要经过非门

7、才可成为高电平。设计中可通过二进制转换电路实现数码管的显示。蜂鸣器部分用1个74161构成一个4进制计数器，通过进位信号取反与清零端相与，实现4进制。第四章 实验电路设计及计算4.1 信号输入电路设计信号输入电路实现1到12号病房呼叫信号的输入以及控制复位开关的输入，选用74148 38译码器与双二输入与门实现目的。74148芯片结构为：芯片左侧有0N7N共8个输入端，EIN为使能端，右侧为输出端。芯片的功能图为由上图可知，当使能端为高电平时，输出均为高电平;当使能端为低电平时，输入端高电平有效，输出端为负逻辑输出。课程设计图：当输入端fuwei为低电平时，无论1到12号病房为任何电平，输出端

8、均为0，只有当fuwei=1时，病房输入高电平，才能输出对应的高电平。因此，fuwei端实现了复位和控制的功能。4.2 LED灯控制电路设计该部分电路与信号输入电路相连，选用的芯片74154结构图如下：左侧有A,B,C,D四个输入端，G1N,G2N为使能端，经信号电路传递的信号进入74154译码器可完成译码，对应输出端的O0N-O11N12个端口输出，分别与12只LED相连，达到目的。芯片功能图设计电路图：4.3 数码管显示设计电路上述设计电路可实现二进制数字转换功能，ID0ID7为8个进制位，由于实验中只要求显示012共13号数字，因此第5.6.7位始终为零，将其接地至零。IDS1，IDS2

9、为位选，始终给予高电平，确保两只数码管正常工作。上表为根据实验要求设计的真值表。输入输出数码管显示ABCDID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0000100000001100100000001020011000000113010000000100401010000010150110000001106011100000111710000000100081001000010019101000010000101011000100011111000001001012110100010011131111000000000IDO=AD+BDID1=AC+ABCDID2=ABID3=ABCID4=

10、ABCD+ABC根据表达式画出电路图。4.4 蜂鸣器电路设计设计要求为，病床有呼叫时，蜂鸣器开始响4s。用74H161 16进制计数器来控制时间，本次计数器用1HZ的触发脉冲，用1个74H161构成一个4进制计数器，进位信号取反与清零端信号相与，实现4进制。74161的器件图和功能表如下：设计图如下： 如图，初始状态为0000，技术开始后，分别有0001,0010,0100.当计数到0100时，QC端输出1，接反后，置数端置0，蜂鸣器停止。同时，信号反馈到使能端，停止计数。以此来实现呼叫功能。4.5 总设计电路图设计第五章 波形仿真根据上图可知，时钟信号的周期为1HZ，控制复位开关为高电平，t

11、=0.5S时，2号，5号，10号病房同时呼叫，由于优先级最好的是二号，所以数码管显示的是2号病房，对应的2号LED亮，4.5秒时停止发声，符合设计要求和技术参数。第六章 管脚锁定1.输入端管脚锁定输入口1-PIN39 输入口2-PIN40 输入口3-PIN41 输入口4-PIN44 输入口5-PIN45 输入口6-PIN46 输入口7-PIN47 输入口8-PIN53输入口9PIN90 输入口10PIN92 输入口11-PIN87 输入口12-PIN88输入口fuweiPIN892. LED等管脚锁定LED1口PIN12 LED2口PIN13 LED3口PIN14 LED4口PIN15LED5

12、口PIN17 LED6口PIN18 LED7口PIN19 LED8口PIN24LED9口PIN190 LED10口PIN191 LED11口PIN192 LED12口PIN1933. 数码显示管管脚锁定ID0口PIN127 ID1口PIN128 ID2口PIN131 ID3口PIN132ID4口PIN133 ID5口PIN134 ID6口PIN135 ID7口PIN136IDS1口PIN95 IDS2口PIN944. 蜂鸣器端口管脚锁定Fengmingqi口PIN38 CLK口PIN114总结 通过这一周的课程设计，我学到了EDA技术的基础知识，并强化了自我的逻辑构造能力和思维的拓展，这一周期

13、间，自己不断地查阅，虚心向老师请教，反复的修改和设计，用EDA软件区设计硬件，了解了系统到精简的转换，对我今后的学习有很大的帮助。接到课程设计课题病房呼叫系统后，第一时间通过网络，书籍查阅了病房呼叫系统的相关介绍和功能分析，在经过逻辑编译，化简，分割等步骤后，使用MAX PLUS软件对系统进行了初步的设计，连接完成四个板块后，对整体的原理图进行了仿真测试，得到仿真图与要求相符，之后对原理图进行校正和修改，完善了一些地方的不足，进行过管脚锁定后，编程下载到试验箱进行了测试。整个过程实现了课程设计要求和技术参数。总的说来，病房呼叫系统可以大致概括为一个输入会产生三种输出，即数码管的显示，LED灯发

14、亮以及蜂鸣器的发声。整个原理图也随之分为四个板块，用到了74148芯片两片，74154芯片一片，74161芯片一片，分别实现了信号优先级输入，译码器LED灯输出，以及四进制计数器的功能。整个系统在没有信号输入的情况下，数码管显示零。当有信号输入时，数码管显示优先级最高的病房号以及对应的LED发亮，蜂鸣器在拨码开关输入高电平的瞬间起发声四秒。一周的EDA课程设计，让我对Max Plus II软件的使用有了基本的掌握，在对题目的分析过程中，对以前所学的知识特别是数电知识回顾的过程也对EDA有更深层级的理解和领悟。在使用Max Plus II软件画电路图、检测电路及电路仿真的过程中，对自己将理论知识运用到实际已经形成严谨思维都有很大的帮助。通过翻阅相关资料，对组合逻辑电路设计，时序逻辑电路设计有了更进一步的认识。验箱过程也对自己的动手能力有了一定程度的锻炼。同时，在课设中遇到了很多问题，通过一个人的努力很难成功，通过上网查询，同学们的互相帮助才能得到最后的成功。只要努力钻研，总会解决困难，得到成功。 参考文献 1.张强 EDA课程设计指导书 2013年9月 2.常丹华 数字电子技术基础 电子工业出版社燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：