病房呼叫系統(tǒng)

1、病房呼叫系統(tǒng)實驗報告專業(yè)：電氣與電子信息工程班級：電氣英才1301班姓名：劉苗薛鵬飛學(xué)號：130408027513040800462015年5月15日摘要隨著科技的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域，極大地提高工作效率，減輕了工作負(fù)擔(dān)。在醫(yī)院里，為了給病人提供更多更好更快的服務(wù)，及時了解病人的需求，病房呼叫器便應(yīng)運而生了。本設(shè)計中，要實現(xiàn)一個具有優(yōu)先級別的病房呼叫系統(tǒng)。這里，最核心的技術(shù)是，先通過一個74LS148對輸入進(jìn)行編碼，再用鎖存器74HC573進(jìn)行鎖存，再接入數(shù)碼管譯碼器74LS48進(jìn)行譯碼，最終顯示到數(shù)碼管上。報警閃爍和報警聲分別用2個555電路產(chǎn)生的方波驅(qū)動實現(xiàn)。用鎖存住

2、的呼叫信號同時觸發(fā)這2個555發(fā)生電路，其中報警閃爍方波頻率可設(shè)為1hz，報警聲音頻方波頻率可設(shè)為128hz。報警閃爍方波信號接到數(shù)碼管的COM端（陰極）控制數(shù)碼管的閃爍；報警聲音頻方波經(jīng)放大后接到蜂鳴器上。當(dāng)清除鍵按下時，呼叫信號被清除，2個555均停止工作。關(guān)鍵字：74HC573、74LS148、74LS48、NE555、蜂鳴器目錄摘要1目錄21設(shè)計任務(wù)與要求21.1設(shè)計任務(wù)21.2設(shè)計要求32方案設(shè)計33電路與參數(shù)的計算33.1總體結(jié)構(gòu)框圖33.2按鍵模塊43.3顯示模塊53.3報警模塊63.4電源模塊63.5復(fù)位模塊74整體電路圖85 系統(tǒng)調(diào)試與測試85.1主控制電路的測試與調(diào)整85.

3、2顯示電路的調(diào)整85.3指示燈電路的測試與調(diào)整96 設(shè)計總結(jié)91設(shè)計任務(wù)與要求1.1設(shè)計任務(wù)通過實際設(shè)計制作一個病房呼叫系統(tǒng)，學(xué)習(xí)掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的基本流程；了解掌握多種電子元器件的種類，性能與使用方法；掌握電路和系統(tǒng)的設(shè)計制作方法和調(diào)試方法。1.2設(shè)計要求1、呼叫功能：能實現(xiàn)8個病房對護(hù)士站的呼叫，病人有情況時，按一下自己床邊的呼叫按鍵就能呼叫護(hù)士；2、顯示功能：有病房呼叫時，護(hù)士站的數(shù)碼管顯示器上會顯示相應(yīng)的床位號；無呼叫時顯示器上無顯示；3、報警功能：有病房呼叫時，護(hù)士站的喇叭會發(fā)出一響一停的報警聲，同時，數(shù)碼管顯示器上顯示的床位號會與報警聲同步閃爍；4、呼叫保持功能：有呼叫鍵按下后，即

4、使按鍵松開了，呼叫顯示和報警聲也能保持，直到護(hù)士響應(yīng)呼叫；5、清除功能：護(hù)士響應(yīng)呼叫后，按下清除鍵即可清除呼叫報警聲及顯示。2方案設(shè)計該系統(tǒng)采用8個按鍵開關(guān)來模擬各病房里的呼叫按鈕。為了將不同的按鍵信號轉(zhuǎn)換成能顯示的床位號（0-7），首先應(yīng)該用一片8-3編碼器芯片將位呼叫信號轉(zhuǎn)換成000-111的三位二進(jìn)制編碼；加按鍵鎖存電路將該按鍵呼叫鎖存保持住；三位二進(jìn)制編碼信號再經(jīng)過一片BCD七段碼譯碼器芯片，轉(zhuǎn)換成七段碼，再接到一個共陰極的LED數(shù)碼管上供顯示。報警閃爍和報警聲分別用2個555電路產(chǎn)生的方波驅(qū)動實現(xiàn)。用鎖存住的呼叫信號同時觸發(fā)這2個555發(fā)生電路，其中報警閃爍方波頻率可設(shè)為1hz，報警

5、聲音頻方波頻率可設(shè)為128hz。報警閃爍方波信號接到數(shù)碼管的COM端（陰極）控制數(shù)碼管的閃爍；報警聲音頻方波經(jīng)放大后接到蜂鳴器上。當(dāng)清除鍵按下時，呼叫信號被清除，2個555均停止工作。3電路與參數(shù)的計算3.1總體結(jié)構(gòu)框圖編碼器編碼數(shù)碼管顯示檢測病房信號多諧振蕩指示電路（LED閃爍）多諧振蕩指示電路（蜂鳴器報警）3.2按鍵模塊按鍵選用8個獨立按鍵，選用74LS148編碼芯片對按鍵進(jìn)行編碼，具體圖見圖1。圖1在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時輸入兩個以上編碼信號。不過在設(shè)計優(yōu)先編碼器時，已經(jīng)將所有的輸入信號按優(yōu)先順序排了隊。在同時存在兩個或兩個以上輸入信號時，優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級高的輸入信號編碼，優(yōu)先級

6、低的信號則不起作用。74LS148是一個八線-三線優(yōu)先級編碼器。管腳圖如圖2，功能表如圖3.圖2功能表輸入輸出EI01234567A2A1A0GSEOHXXXXXXXXHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLXXXXXXXLLLLLHLXXXXXXLHLLHLHLXXXXXLHHLHLLHLXXXXLHHHLHHLHLXXXLHHHHHLLLHLXXLHHHHHHLHLHLXLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLH圖3H高電平 L低電平 X任意。鎖存器選用的74HC573，其作用是當(dāng)?shù)?個按鍵按下時，鎖存端將74LS148的編碼鎖存。送往七段數(shù)碼管譯碼器。3.3顯示模塊圖4數(shù)碼的顯

7、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。第三種是點陣式，它由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點陣所組成，利用光點的不同組合便可顯示不同的數(shù)碼。數(shù)字顯示方式目前以分段式應(yīng)用最普遍，七段式數(shù)字顯示器利用不同發(fā)光段組合方式，顯示015等阿拉伯?dāng)?shù)字。在實際應(yīng)用中，1015并不采用，而是用2位數(shù)字顯示器進(jìn)行顯示。其七段數(shù)字顯示器發(fā)光組合圖如下圖（5）所示。它是通過74LS48對其段二極管的明暗進(jìn)行控制，最后使得其顯示出一定的數(shù)字模式。

8、3.3報警模塊圖5第一個555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，頻率為1HZ，使數(shù)碼管閃爍，第二個555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，頻率為1HZ，使蜂鳴器與數(shù)碼管同步閃爍響。3.4電源模塊本設(shè)計中使用的模塊需要的供電電壓為3.3V而芯片所使用的電壓為5V故需要電源轉(zhuǎn)換電路。這里使用的是L7805芯片。 L7805可調(diào)電壓輸出版本能提供的輸出電壓范圍為4.65V5.35V。 考慮到使用上的穩(wěn)定和方便，所以我選擇了5V固定電壓輸出版本的L7085芯片。我們采用典型電路接法產(chǎn)生較穩(wěn)定的電壓VCC，使用的電容位2200uf和1000uf電解電容濾波。圖6圖73.5復(fù)位模塊當(dāng)病人呼叫成功后醫(yī)護(hù)人員解決完后需要重新

9、啟動呼叫電路，這是需要復(fù)位電路清除呼叫來實現(xiàn)。當(dāng)按下S3時，產(chǎn)生高電平送往74LS148譯碼器EI端，使其清零。釋放按鍵后電路恢復(fù)原樣可以繼續(xù)下一次呼叫。4整體電路圖圖85 系統(tǒng)調(diào)試與測試5.1主控制電路的測試與調(diào)整將電源連接到主控制電路后，依次按下各個開關(guān)，LED指示燈均能亮起，松開后指示燈滅。依次測試A0、A1、A2在各個開關(guān)按下時的輸出信號，結(jié)果顯示，當(dāng)S1按下時A2、A1、A0依次是高高低電平，其他測試時也能正確輸出其相應(yīng)的電平。但是在測試74LS08與門輸出端時出現(xiàn)誤，后經(jīng)檢查是芯片連接錯誤所致，修改后也能像74LS148一樣輸出正確編碼。5.2顯示電路的調(diào)整將顯示電路與主控制電路連

10、接并接上電源后當(dāng)依次按下各個開關(guān)后能相應(yīng)地顯示其數(shù)字，并且當(dāng)多個開關(guān)同時按下時顯示相應(yīng)優(yōu)先級較高的信號。說明這整個基礎(chǔ)電路是好的。5.3指示燈電路的測試與調(diào)整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。6 設(shè)計總結(jié)在學(xué)校里我們學(xué)習(xí)到的知識和簡單的動手實踐，要轉(zhuǎn)化成為社會的生產(chǎn)力還需要一個平臺。這次設(shè)計實驗給我們提供了一個培養(yǎng)創(chuàng)新、協(xié)作和鉆研精神的平臺，是大學(xué)生展現(xiàn)自己、積累經(jīng)驗的舞臺。要想取得成功，需要有豐富的知識積累、靈活的頭腦、堅強(qiáng)的意志、塌實肯干和永不放棄的精神。性格決定命運

11、，氣度影響格局，態(tài)度決定高度，細(xì)節(jié)決定成敗。對于電子競賽，我們應(yīng)該有正確的認(rèn)識，我們要以學(xué)知識為目的，拿獎為動力。只有我們有豐富的知識和經(jīng)驗的積累，才能在賽場上贏得勝利。查資料到動手做再到去解決問題是一個漫長的過程，期間心態(tài)很重要，會遇到很多問題，比如：做訓(xùn)練時不懂的知識，硬件、軟件調(diào)不出來，隊員之間的矛盾，外界壓力等，都需要我們?nèi)タ朔?。其中，最重要的是處理好隊員之間的矛盾和心態(tài)；不懂的知識可以去學(xué)習(xí)；硬件、軟件調(diào)不出來，只要有耐心，認(rèn)真分析就能找出原因； 阻礙我們發(fā)展的往往是自己心情，心胸開闊，善于接受意見和容忍別人的錯誤，才能在實驗中獲取知識?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”。電子競賽要求較強(qiáng)的動手能力，將理論轉(zhuǎn)換為實際的操做，知識和經(jīng)驗需要我們在做課題時不斷的積累，做課題時一定要合理分工，嚴(yán)格按要求完成，否則到比賽時就后悔莫及。隊員之間交流過少，可能做出來的東西分開調(diào)試都滿足要求，一旦連接起來就出問題了。交流不僅能促進(jìn)隊員們的學(xué)習(xí)，還能及時發(fā)現(xiàn)問題處理問題。所以不管是比賽還是在日常的學(xué)習(xí)中都要與他人溝通，利用一切可以提高自己能力的資源。  網(wǎng)絡(luò)上更有豐富的資源，要做的東西在網(wǎng)上都能找到