醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)

1、西安文理學(xué)院物理與機(jī)械電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)班級(jí)課 程電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 2013年12月西安文理學(xué)院物理與機(jī)械電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)0803110232指導(dǎo)教師 職 稱 講師 教研室 自動(dòng)化 課 程 數(shù)字電子線路 題 目 醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求1、 設(shè)計(jì)任務(wù)：（1） 設(shè)計(jì)4病人呼叫系統(tǒng)，根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級(jí)，當(dāng)同時(shí)有多人呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重者優(yōu)先；（2） 能對(duì)呼叫病人的編號(hào)進(jìn)行顯示并發(fā)出警報(bào)聲；（3） 醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別呼叫后，系統(tǒng)按照優(yōu)先級(jí)別顯示其他呼叫病人的編號(hào)。2、 設(shè)計(jì)要求：（1） 要求設(shè)計(jì)思

2、路清晰，給出總體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；（2） 給出各單元電路設(shè)計(jì)及其原理；（3） 結(jié)合軟件進(jìn)行電路仿真；（4） 組裝實(shí)際電路并調(diào)試通過；（5） 按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。開始日期 2013.12.16 完成日期 2013.12.27 2013年 1 月 27 日目錄設(shè)計(jì)要求 1系統(tǒng)概述 1 總體設(shè)計(jì)方案 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與分析 2 D鎖存器2 優(yōu)先編碼器3 反相器4 燈光提示4安裝調(diào)試 5實(shí)驗(yàn)儀器及元器件清單 6心得體會(huì) 7附錄 系統(tǒng)電路圖8設(shè)計(jì)要求1.當(dāng)病人緊急呼叫時(shí)，顯示病人的編號(hào)（在此設(shè)定為14號(hào)四個(gè)病人病情依次加重），。2. 根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)有多人呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重者優(yōu)先（4號(hào)優(yōu)

3、先級(jí)最高）。3.醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)別顯示其它呼叫病人的編號(hào)。1、 系統(tǒng)概述本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)病人緊急呼叫時(shí)，產(chǎn)生燈光提示，并顯示病人編號(hào)；然后根據(jù)病人病情進(jìn)行優(yōu)先級(jí)別設(shè)置，當(dāng)有多人呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重優(yōu)先；醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，清除已處理的最高級(jí)別的呼叫信號(hào)，系統(tǒng)按照優(yōu)先級(jí)別顯示其他呼叫病人的編號(hào)。其中信號(hào)鎖存用到雙D觸發(fā)器74LS74,優(yōu)先編碼用8-3優(yōu)先編碼器74LS148, 信號(hào)顯示用到四反相器74LS00.2、 總設(shè)計(jì)方案 1、檢測(cè)病床信號(hào)通過病床開關(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)。2、編碼譯碼電路通過開關(guān)1號(hào)4號(hào)的開與關(guān)控

4、制74LS74雙D觸發(fā)器的輸入進(jìn)而控制其輸出，74LS148有優(yōu)先編碼功能（當(dāng)四號(hào)病床的按鈕按下時(shí)，無論其它病床的按鈕是否按下，護(hù)士值班室的數(shù)碼顯示“4”，即“4”號(hào)病床的優(yōu)先級(jí)別最高，其它病床的級(jí)別依次遞減）74LS148的輸出控制74LS00的輸入，由74LS00的輸出控制其顯示電路的相關(guān)功能。第 0 頁3、顯示電路開關(guān)閉合燈泡發(fā)光，開關(guān)閉合數(shù)碼管顯示優(yōu)先級(jí)別最高的病床號(hào)。其中1號(hào)開關(guān)4號(hào)開關(guān)依次對(duì)應(yīng)1號(hào)4號(hào)病床。4、 信號(hào)清零醫(yī)護(hù)人員處理完最優(yōu)先病人后，清除相對(duì)應(yīng)的病床信號(hào)，然后處理病情次一級(jí)的病人，再次清除相對(duì)應(yīng)的病床信號(hào)，依次循環(huán)，直到處理完所有的病人。其中58號(hào)開關(guān)依次對(duì)應(yīng)1號(hào)4號(hào)

5、病床。3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 總電路圖見附錄（p8） 1、D鎖存器 信號(hào)鎖存用74LS74正邊雙D觸發(fā)器，其真值表如下圖： 輸 入 輸 出 預(yù) 置清 除時(shí) 鐘 D Q Q SD RD CP 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 x Q0 Q0 其管腳圖如下： 74LS74模塊圖 74LS74正邊沿觸發(fā)雙D觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)是輸出端狀態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā)生在CP的上升沿，而且觸發(fā)器所保存下來的所保存的狀態(tài)僅僅取決于CP上升沿到達(dá)是的輸入狀態(tài)。 此電路先用到2個(gè)74LS74分別代表4個(gè)病人，是先把D端置高電平，當(dāng)給了時(shí)鐘CP后

6、，Q端出高電平1，Q端出低電平0，我們要用的輸出端正是Q。當(dāng)清除端給了信號(hào)0后，Q端出1，利用這點(diǎn)可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行清除，既會(huì)顯示其它病人的信號(hào)。后面還會(huì)再用到4個(gè)7474鎖存由138出來的信號(hào)，用來當(dāng)作開關(guān)，利用此信號(hào)接至前面4個(gè)D觸發(fā)器的清除端。2、優(yōu)先編碼器由設(shè)計(jì)要求，數(shù)碼管要顯示優(yōu)先級(jí)最高的病床的呼叫信號(hào)，所以我們須得對(duì)病房呼叫信號(hào)進(jìn)行選優(yōu)。出于設(shè)計(jì)考慮，優(yōu)先級(jí)最高為4，然后為3，依次到2,最后是1。 在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上編碼信號(hào)，而優(yōu)先編碼器已經(jīng)將輸入信號(hào)的優(yōu)先順序進(jìn)行了安排，當(dāng)同時(shí)有幾個(gè)信號(hào)輸入時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)進(jìn)行編碼輸出。 輸入 輸出EII7I6I5I

7、4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOLXXXXXXXXLLLLLHLLLLLLLLLLLLHHHXXXXXXXHHHHLHLHXXXXXXHHLHLHLLHXXXXXHLHHLHLLLHXXXXHLLHLHLLLLHXXXLHHHLHLLLLLHXXLHLHLHLLLLLLHXLLHHLHLLLLLLLHLLLHL在此設(shè)計(jì)電路中，優(yōu)先編碼器可以用8-3線優(yōu)先編碼器74LS148.其真值表如下： 其引腳圖如右：由真值表可以看出，在E10時(shí)，電路正常工作，0-7輸入端當(dāng)中可以同時(shí)有幾個(gè)輸入端為低電平。其中7的優(yōu)先權(quán)最高，0的優(yōu)先權(quán)最低，當(dāng)70時(shí)，無論其它輸入端有無信號(hào)輸入，輸出端只給出7的編碼，

8、其余的類似。 而在本試驗(yàn)中給出的四路信號(hào)中4號(hào)位的優(yōu)先給最高，所以事先把I7-I5接高電平，把4號(hào)觸發(fā)器的信號(hào)接至I4，3-1號(hào)分解接至I3-I1。當(dāng)4號(hào)病人按下按鈕（CP）時(shí)，I4出0，無論I1-I3出什么信號(hào)都只出011，所以I4的優(yōu)先權(quán)最高，同理I3的優(yōu)先權(quán)大于I2，I1的優(yōu)先權(quán)最低。 3、反相器 信號(hào)呼入要用到CT74LS04反相器，其引腳圖如下： 真值表如下：A | Y- 1 | 0 0 | 1 反向器功能較簡單，就起了反向的作用，當(dāng)輸入為0時(shí)輸出為1，當(dāng)輸入為1時(shí)輸出為0。由于我們用的是共陰級(jí)數(shù)碼管，高電平有效，所以必須把信號(hào)取反，數(shù)碼管才能顯示。 4、燈光提示 （1）數(shù)碼管 數(shù)碼

9、的顯示方式一般有三種：第一種是字形重疊式，它是將不同字符的電極重疊起來，要顯示某字符，只須使相應(yīng)的電極發(fā) 亮即可，如輝光放電管、邊光顯示管等。第二種是分段式，數(shù)碼是由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆劃組成，如熒光數(shù)碼管等。第三種是點(diǎn)陣式，它由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點(diǎn)陣所組成，利用光點(diǎn)的不同組合便可顯示不同的數(shù)碼。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的是字形重疊式數(shù)碼顯示管。 a b c d 如圖所示，數(shù)碼管接高電平有效，a、b、c、d四個(gè)管腳分別代表數(shù)字8421；其次，當(dāng)任意一個(gè)以上管腳同時(shí)接高電平，數(shù)碼管顯示數(shù)字為各管腳代表的數(shù)字之和。例如，cd同時(shí)接高電平，則顯示數(shù)字為3（3=2+1）。 （2） 燈光顯示 數(shù)碼

10、管只能顯示當(dāng)前最高級(jí)別的病床號(hào)，所以設(shè)計(jì)中加入4只燈泡，可以顯示當(dāng)前所有的病人是否呼叫。更方便醫(yī)護(hù)直觀的了解病人的呼叫情況。4、安裝調(diào)試 調(diào)試就是對(duì)安裝后的電路進(jìn)行參數(shù)和工作狀態(tài)測(cè)試。通常，調(diào)試工作是按信號(hào)的流程逐級(jí)進(jìn)行的，可以從輸入端向輸出端推進(jìn)，也可以從輸出端向輸入端倒推。 第一步，不通電檢查。 電路安裝完畢后，不要急于通電，應(yīng)首先認(rèn)真檢查線是否正確，包括多線、少線、錯(cuò)線等，尤其是電源線不能接錯(cuò)或接反，以免通電后燒壞電路或元器件。 第二步：直接檢查 連線檢查完畢后，直接檢查電源、底線、信號(hào)線、元器件接線端之間有無短路，連線間有無接觸不良，集成塊是否插接正確。 第三步：通電檢查 把經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)

11、量的電源電壓接入電路，但暫時(shí)不接入信號(hào)源，首先觀察有無異?，F(xiàn)象，如冒煙、異味、觸摸器件有無過熱，電源是否短路等，如有異?，F(xiàn)象應(yīng)立即切斷電源，排除故障后方可通電。 第四步：分塊測(cè)試 分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個(gè)部分看成一個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試。比較理想的調(diào)試程序是按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。 此電路大致可以分以下幾個(gè)模塊測(cè)試，首先測(cè)試從2個(gè)雙D觸發(fā)器出來的信號(hào)是否正常（清零也要測(cè)量），然后信號(hào)通過74148和74LS00后出來的信號(hào)可以直接接到數(shù)碼管上測(cè)量，最后模擬4個(gè)病人的D觸發(fā)器的清零端。 第五步：整機(jī)聯(lián)調(diào) 對(duì)于復(fù)雜的電

12、子系統(tǒng)，在分塊調(diào)試的過程中，由于是逐步擴(kuò)大范圍，故實(shí)際上已經(jīng)完成某些局部聯(lián)調(diào)工作，只要做好各功能模塊之間接口電路的調(diào)試工作，再把全部電路連同，就可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)調(diào)。5、實(shí)驗(yàn)儀器與元器件清單儀器及元器件名稱數(shù)量8-3優(yōu)先編碼器74LS1481反向器74LS001燈泡（5V 1W）4雙D觸發(fā)器2字形重疊式數(shù)碼顯示管1數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱16、 心得體會(huì)在這兩周的數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過查資料,和同組人員一起討論，我們終于完成了本次課程設(shè)計(jì)的要求.因?yàn)樯蟼€(gè)學(xué)期有學(xué)習(xí)數(shù)電，所以對(duì)一些芯片的功能還比較了解，感覺應(yīng)該比較容易。經(jīng)過這兩周，我感覺把知識(shí)用在實(shí)踐中還不是一件容易的事，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還需加強(qiáng).而且動(dòng)

13、手能力也特別需要加強(qiáng).在設(shè)計(jì)之前對(duì)設(shè)計(jì)的理念認(rèn)識(shí)不夠清晰，通過和伙伴們相互交流才使我對(duì)本設(shè)計(jì)有了清晰地認(rèn)識(shí)。另外在設(shè)計(jì)的過程同學(xué)們提出的好的建議使我意識(shí)到學(xué)習(xí)貴在交流，只有在交流中才能提升自己，才能豐富自己的知識(shí).這次設(shè)計(jì)我的任務(wù)主要是調(diào)試,雖然任務(wù)不難但是需要操作特別謹(jǐn)慎小心,只有這樣才能發(fā)現(xiàn)某些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤.接線要分模塊來接，這點(diǎn)非常重要，接完一個(gè)模塊就要檢查，對(duì)了才繼續(xù)往下接，錯(cuò)了要找出原因，并及時(shí)改正，這樣不僅提高了效率，更鍛煉了自己的排錯(cuò)能力。在這個(gè)過程中也鍛煉了自己的耐心增長了見識(shí).在這次設(shè)計(jì)的過程中讓我更加深入的了解了數(shù)電知識(shí)，讓我有一個(gè)能夠綜合運(yùn)用數(shù)、模知識(shí)機(jī)會(huì)。讓我的動(dòng)手能力，邏

14、輯思維能力的到了相應(yīng)的鍛煉。也讓我知道了做任何事情都應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待，否則一個(gè)小小的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗。這個(gè)設(shè)計(jì)讓我有了能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)；讓我的動(dòng)手能力，邏輯思維能力得到了相應(yīng)的鍛煉。也讓我對(duì)學(xué)習(xí)有了新的理解。這次的課程設(shè)計(jì)也讓我知道了理論的存在是為了指導(dǎo)實(shí)踐，沒有了理論的指導(dǎo)就不會(huì)有實(shí)踐的成功，理論和實(shí)踐是不可分的整體。一切的產(chǎn)品的開發(fā)都要擁有一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，產(chǎn)品的原料要盡可能的簡單，價(jià)格盡可能的低廉，要大家都會(huì)用并且用得起。我們現(xiàn)在所學(xué)的一切都是為了將來能更好的為社會(huì)服務(wù)，同時(shí)讓我了解到了所學(xué)專業(yè)與社會(huì)需要的聯(lián)系。讓自己對(duì)工程與社會(huì)，經(jīng)濟(jì)，文化，環(huán)境等方面的聯(lián)系有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。這次的課程設(shè)計(jì)過程也讓我深深的體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的力量.讓我意識(shí)到團(tuán)結(jié)的重要性.在這兩周設(shè)計(jì)過程中，在老師的幫助下和伙伴們的團(tuán)結(jié)一致我們很順利的完成了任務(wù). 雖然過程很辛苦，但是收獲很多。附錄：系統(tǒng)電路圖呼 叫 器 開 關(guān)清零開關(guān)第 7 頁西安文理學(xué)院物理與機(jī)械電子工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評(píng)分表學(xué)生姓名：班 級(jí)：自動(dòng)化2班學(xué) 號(hào)：題 目：醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)序號(hào)項(xiàng)目內(nèi)容滿分得分1工作量適中，難易度合理52態(tài)度端正，能積極、主動(dòng)參與課程設(shè)計(jì)；能很好地與組內(nèi)成員協(xié)同合作完成設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)期間不缺勤203具有一定查閱文獻(xiàn)及運(yùn)用