病房呼叫系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　1.1 課題及要求</b></p><p><b>　　1. 2 功能描述</b></p><p><b>　　1.3 提高要求</b><

2、;/p><p>　　第二章 整體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　2.2 整體方案原理</p><p>　　第三章 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 主控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p

3、>　　3.3 病房門口指示燈電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4 護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.5 整體電路</b></p><p>　　3.6 整機(jī)原件清單</p><p>　　第四章 測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　4.1 主控制電路的測(cè)試與調(diào)整</p

4、><p>　　4.2 顯示電路的測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　4-3 病房門口指示燈電路測(cè)的試與調(diào)整</p><p>　　4.4 護(hù)士值班室報(bào)警電路的測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　4.5 整體電路測(cè)試</p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況<

5、/p><p><b>　　5.2 問題及改進(jìn)</b></p><p><b>　　5.3心得體會(huì)</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　技術(shù)

6、指標(biāo)</b></p><p><b>　　1.1課題及要求</b></p><p>　　某醫(yī)院有七個(gè)病室，每個(gè)房間都裝有呼叫按鈕，同時(shí)在護(hù)士室有相應(yīng)的顯示電路，即能看到是哪個(gè)病室呼叫?，F(xiàn)要求：一號(hào)病室的呼叫優(yōu)先權(quán)最高，七號(hào)最低，使用74LS148及其它門電路設(shè)計(jì)滿足上述要求的組合邏輯電路。有病人呼叫時(shí)蜂鳴器響起，顯示單元電路顯示病房間號(hào)。</p>

7、;<p><b>　　1.2功能描述：</b></p><p>　　1、呼叫功能：七個(gè)病室每個(gè)病室都裝有一個(gè)呼叫按鈕，當(dāng)病室有需要時(shí)，可以通過呼叫按鈕進(jìn)行呼叫</p><p>　　2、顯示功能：在護(hù)士值班室內(nèi)有相應(yīng)的顯示電路，可以看到是哪個(gè)病室在呼叫及相應(yīng)病房門口LED指示燈亮起并閃爍，蜂鳴器響起。</p><p>　　3、優(yōu)先權(quán)

8、：七個(gè)病室呼叫具有優(yōu)先權(quán)，其中一號(hào)病室優(yōu)先權(quán)最高，七號(hào)病室優(yōu)先權(quán)最低。只要有一號(hào)病室呼叫時(shí)，不管其他六個(gè)病室是否呼叫，顯示電路均顯示一號(hào)病室；一號(hào)病室不呼叫時(shí)，只要有二號(hào)病室呼叫，不管其他病室是否呼叫，顯示電路均顯示二號(hào)病室……依次類推。優(yōu)先權(quán)的功能是由74LS148芯片實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　4、LED指示燈的閃爍及蜂鳴器的響起由555定時(shí)器組成的多諧震蕩器控制</p><p>　

9、　第二章 整體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2．1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　2.2 整體方案原理</p><p><b>　　1、檢測(cè)病房信號(hào)</b></p><p>　　通過病房開關(guān)控制輸入高低電頻從而使后續(xù)電路產(chǎn)生相關(guān)信號(hào)。</p><p><b>　　編碼譯碼電

10、路</b></p><p>　　通過開關(guān)J9—J3的開與關(guān)控制振蕩電路LED的閃爍，也控制74LS148的輸入進(jìn)而控制其輸出，但74LS148有優(yōu)先編碼功能（當(dāng)一號(hào)病房的按鈕按下時(shí)，無論其它病房的按鈕是否按下，護(hù)士值班室的數(shù)碼顯示“1”，即“1”號(hào)病房的優(yōu)先級(jí)別最高，其它病房的級(jí)別依次遞減）74LS148的輸出控制74LS48的輸入，由74LS48的輸出控制其顯示電路的相關(guān)功能。</p>

11、<p><b>　　顯示電路</b></p><p>　　開關(guān)閉合蜂鳴器發(fā)聲，相關(guān)開關(guān)閉合七段共陰顯示器顯示對(duì)應(yīng)開關(guān)病房號(hào)。其中J9—J3依次對(duì)應(yīng)1號(hào)——7號(hào)病房</p><p><b>　　多諧震蕩指示電路</b></p><p>　　通過555芯片與外圍元件連接構(gòu)成相應(yīng)要求的多諧振蕩器</p>

12、<p>　　第三章 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1主控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3—1 主控制電路</p><p>　　如圖3—1所示電路由7個(gè)開關(guān)代表7個(gè)病房內(nèi)的緊急呼叫開關(guān)，其下部接地，燈正極接5伏電源，當(dāng)開關(guān)合上時(shí)，相應(yīng)的LED指示燈亮起。同時(shí)在74LS148D優(yōu)先編碼器的相應(yīng)輸入端輸入低電平，其優(yōu)先級(jí)依次從J9—J3。為了消

13、除EI的影響，故將74LS148D的E0輸出端分別與A0、A1、A2通過與門輸出，將編碼信號(hào)優(yōu)化。</p><p><b>　　3.2顯示電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖3—2 顯示電路</p><p>　　如圖3—2所示，當(dāng)74LS48D譯碼器的LT、BI\RBO端接高電平，RBI接任意電平時(shí)芯片正常譯碼，其輸出的編碼正好是七段數(shù)碼

14、管的工作編碼，通過120Ω的限流電阻與共陰顯示管連接成顯示電路。</p><p>　　3.2病房門口指示燈電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3—3—1 病房門口指示燈電路</p><p>　　如圖3—3—1所示，病房門口的指示燈電路由555電路構(gòu)成多諧震蕩電路，由于人肉眼對(duì)燈的閃爍分辨能力弱，故通過改變R1、R2的阻值將指示燈的閃爍頻率控制在1赫茲左右。通過公式f=

15、1.43/((R1+2*R2)*Cf)計(jì)算后取R1為30KΩ、R2為60KΩ，Cf取10uF，同時(shí)為了配合Cf，電容C也取10uF。芯片通過5伏電壓供電，由于RST端為高電平時(shí)555電路震蕩，而其連接端為低電平，故中間設(shè)置一個(gè)反相器。</p><p>　　但通過Multisim10.0軟件模擬出來的結(jié)果顯示，輸出信號(hào)并不好雖然頻率在1赫茲左右，但峰值只有0.5伏，無法驅(qū)動(dòng)壓降為1.66伏的LED燈，其輸出信號(hào)如下

16、圖3—3—2所示。但通過老師解答，實(shí)際上是可以驅(qū)動(dòng)LED燈的，只是軟件模擬得不好。</p><p>　　圖3—3—2 病房門口指示燈電路輸出示波器圖</p><p>　　3.4 護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3—4 護(hù)士值班室報(bào)警電路</p><p>　　如圖3—3—2所示，該報(bào)警電路由555電路構(gòu)成多諧震蕩電路，并將震蕩

17、體現(xiàn)在蜂鳴器上。555芯片由5伏電源供電。通過Multisim10.0軟件模擬，當(dāng)R1取1KΩ、C取47nF、Cf取100uF，R2在1KΩ至47KΩ調(diào)解時(shí)，頻率在7700HZ——300HZ變化，并且占空比在60%左右，調(diào)頻特性體現(xiàn)得很好，同時(shí)該蜂鳴器取的是內(nèi)部沒有振蕩器的蜂鳴器，故能很好的體現(xiàn)這一頻率的變化。將RST端與E0端相接，在有開關(guān)合上時(shí)，E0端輸出為高電平，可以驅(qū)動(dòng)555電路的運(yùn)行。其中LED1為護(hù)士值班室的呼叫顯示燈，當(dāng)有

18、病人呼叫時(shí)，此燈同時(shí)亮起，使其更直觀。</p><p><b>　　3.5 整體電路</b></p><p>　　圖3-5 整體電路圖</p><p><b>　　3.6整機(jī)原件清單</b></p><p>　　第四章 測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　4．1主控制電路的測(cè)試

19、與調(diào)整</p><p>　　將電源連接到主控制電路后，依次按下各個(gè)開關(guān)，LED指示燈均能亮起，松開后指示燈滅。依次測(cè)試A0、A1、A2在各個(gè)開關(guān)按下時(shí)的輸出信號(hào)，結(jié)果顯示，當(dāng)J9按下時(shí)A2、A1、A0依次是高高低電平，其他測(cè)試時(shí)也能正確輸出其相應(yīng)的電平。但是在測(cè)試74LS08與門輸出端時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，后經(jīng)檢查是芯片連接錯(cuò)誤所致，修改后也能像74LS148一樣輸出正確編碼。</p><p>　　

20、4.2 顯示電路的測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　將顯示電路與主控制電路連接并接上電源后當(dāng)依次按下各個(gè)開關(guān)后能相應(yīng)地顯示其數(shù)字，并且當(dāng)多個(gè)開關(guān)同時(shí)按下時(shí)顯示相應(yīng)優(yōu)先級(jí)較高的信號(hào)。說明這整個(gè)基礎(chǔ)電路是好的。</p><p>　　4.3 病房門口指示燈電路測(cè)的試與調(diào)整</p><p>　　將電源連接到病房門口指示燈電路后，將輸入端接上低電平后發(fā)現(xiàn)LED亮，但沒閃爍。檢查

21、電路后，發(fā)現(xiàn)555芯片的2 6腳沒有連接上，做出調(diào)整后，LED燈亮并且閃爍。但感覺在1HZ的震蕩情況下閃爍并不明顯，但至少能很好地體現(xiàn)其震蕩電路的特性，因此也就沒再改動(dòng)。</p><p>　　4.4 護(hù)士值班室報(bào)警電路的測(cè)試與調(diào)整</p><p>　　將電源連接到護(hù)士值班室報(bào)警電路后，將輸入端接上高電平，蜂鳴器發(fā)出吱吱聲，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器后，發(fā)出頻率不一樣的聲音，但聲音并沒有像模擬時(shí)的變化大

22、，不過至少能體現(xiàn)其可調(diào)頻的多諧震蕩特性。</p><p>　　4.5 整體電路測(cè)試</p><p>　　將各個(gè)模塊連接在一起后（由于多諧震蕩電路占空間大，所以病房門口指示燈電路僅做了一個(gè)，并且接在了J3與LED燈間，用一個(gè)作示范）接上電源，依次按下開關(guān)后數(shù)碼管依次顯示器數(shù)字，并且蜂鳴器，相應(yīng)的指示燈亮起，當(dāng)J3按下后病房門口指示燈閃爍。按下多個(gè)開關(guān)后，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)字，蜂鳴器想起

23、，相應(yīng)的指示燈亮起或閃爍。整體測(cè)試體現(xiàn)電路是成功的。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況</p><p>　　通過為期兩周的課程設(shè)計(jì)，完成了本次設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)。在剛開始進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)由于不清楚軟件對(duì)74LS48的仿真不準(zhǔn)確這一缺陷，在譯碼部分花費(fèi)了很長的時(shí)間。明白這一缺陷之后順利很多，但在

24、仿真病房門口指示燈電路時(shí)，在測(cè)試其輸出電壓峰值上花費(fèi)了很長時(shí)間。對(duì)于整體的仿真還是很成功的。在制作實(shí)物時(shí)由于粗心將電路連接錯(cuò)誤了，在檢查更正之后很好地體現(xiàn)了本次設(shè)計(jì)的要求，特別在難以創(chuàng)新的情況下對(duì)聲音報(bào)警電路的發(fā)聲頻率進(jìn)行了可調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)，并且仿真出來的數(shù)據(jù)很理想。</p><p><b>　　5.2 問題及改進(jìn)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)多諧震蕩的要求

25、不是很高，其震蕩頻率的允許寬度很大，而采用555電路的成本相對(duì)較大，并且元器件較多，如果用石英晶體及少量元器件構(gòu)成振蕩電路會(huì)更實(shí)惠，并且也不會(huì)影響使用性能。其中病房門口指示燈電路的震蕩頻率能稍大些，如5HZ，可能感覺出來會(huì)更好。</p><p><b>　　5.3心得體會(huì)</b></p><p>　　在為期兩周的課程設(shè)計(jì)中，我們初步嘗試并掌握了對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用，收

26、獲狠多，與此同時(shí)，也看到了自身的不足，找到了許多需要改進(jìn)的地方。首先遇到的問題，在進(jìn)行電路仿真的過程中，由于對(duì)軟件的歸類不是很熟悉直接影響了仿真速度，也由于沒結(jié)合實(shí)際導(dǎo)致軟件仿真結(jié)果與實(shí)際有誤差，所以在進(jìn)行電阻的選擇過程中，在自己電腦上可以運(yùn)行出來的結(jié)果在學(xué)校電腦上卻運(yùn)行不出來，后來在老師的指導(dǎo)下多次改進(jìn)，終于得到了滿意的仿真結(jié)果。另外，由于對(duì)各各原件的本質(zhì)沒完全弄明白在焊接時(shí)出現(xiàn)了一點(diǎn)微小的錯(cuò)誤，導(dǎo)致了很大的麻煩，后來還好在大家的反復(fù)

27、檢查下才使電路工作正常。由此也讓我們明白了在這方面也需要更加的仔細(xì)。其次，學(xué)習(xí)并運(yùn)用了NI Multisium 軟件后，體會(huì)到了此軟件在電子電路中的強(qiáng)大功能與非凡作用，也讓我們對(duì)本專業(yè)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，增加了我們對(duì)專業(yè)的興趣?？梢哉f這次的初步運(yùn)用為以后打下了基礎(chǔ)。最后，通過動(dòng)手，查看芯片真值表，從而達(dá)到更合理正確的使用，加強(qiáng)了思考和解決問題的能力，為以后相關(guān)的電路方面設(shè)計(jì)與連接積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)加深了對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用，真正達(dá)到

28、了理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。在此，對(duì)老師的幫助表示衷心</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　74LS148優(yōu)先編碼器</p><p>　　簡要介紹：74LS148優(yōu)先編碼器允許同時(shí)輸入兩個(gè)及以上編碼信號(hào)，不過在設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼器時(shí)已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)，當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼

29、。</p><p>　　74LS148管腳圖</p><p>　　74LS148功能表</p><p>　　74LS48 BCD-7段譯碼器</p><p>　　簡要介紹：74LS48為有內(nèi)部上拉電阻的BCD-7字段譯碼器\驅(qū)動(dòng)器，輸出端（Ya—Yg）為高電平有效，可去驅(qū)動(dòng)共陰的數(shù)碼管。</p><p>　?。?）7段

30、譯碼功能（LT=1，RBI=1）</p><p>　　在燈測(cè)試輸入端（LT）和動(dòng)態(tài)滅零輸入端（RBI）都接無效電平時(shí)，輸入DCBA經(jīng)7448譯碼，輸出高電平有效的7段字符顯示器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯示相應(yīng)字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低電平，見表1中1～16行。</p><p>　?。?）消隱功能（BI=0）</p><p>　　此時(shí)BI/RBO端作為輸入

31、端，該端輸入低電平信號(hào)時(shí)，表1倒數(shù)第3行，無論LT 和RBI輸入什么電平信號(hào)，不管輸入DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“0”，7段顯示器熄滅。該功能主要用于多顯示器的動(dòng)態(tài)顯示。</p><p>　?。?）燈測(cè)試功能（LT = 0）</p><p>　　此時(shí)BI/RBO端作為輸出端， 端輸入低電平信號(hào)時(shí)，表1最后一行，與 及DCBA輸入無關(guān)，輸出全為“1”，顯示器7個(gè)字段都點(diǎn)亮。該功能用于7段顯

32、示器測(cè)試，判別是否有損壞的字段。</p><p>　　（4）動(dòng)態(tài)滅零功能（LT=1，RBI=1）</p><p>　　此時(shí)BI/RBO端也作為輸出端，LT 端輸入高電平信號(hào)，RBI 端輸入低電平信號(hào)，若此時(shí)DCBA = 0000，表1倒數(shù)第2行，輸出全為“0”，顯示器熄滅，不顯示這個(gè)零。DCBA≠0，則對(duì)顯示無影響。該功能主要用于多個(gè)7段顯示器同時(shí)顯示時(shí)熄滅高位的零。</p>

33、<p><b>　　74LS48管腳圖</b></p><p>　　74LS148功能表</p><p><b>　　74LS08與門</b></p><p>　　簡要介紹：實(shí)現(xiàn)與邏輯，即Y=AB</p><p><b>　　74LS08功能表</b></p&

34、gt;<p><b>　　74LS04反向器</b></p><p>　　簡要介紹：實(shí)現(xiàn)邏輯非，即Y=Ã</p><p><b>　　74LS04管腳圖</b></p><p><b>　　74LS04功能表</b></p><p><b>　

35、　555定時(shí)器</b></p><p>　　簡要介紹：555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC/3。<

36、;/p><p>　　555功能圖、引腳圖</p><p><b>　　555 功能表</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、黃智偉. 基于NI Multisium 的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析. 北京：電子工業(yè)出版社，2008</p><p&