EDA課程設(shè)計-病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計

病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計要求1．用5個開關(guān)模擬5個病房的呼叫輸入信號， 1號優(yōu)先級最高；1到5優(yōu)先級依次降低；2．用一個數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號呼叫時顯示 0；又多個信號呼叫時，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號（其它呼叫號用指示燈顯示）；3．凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；4．對低優(yōu)先級的呼叫進(jìn)行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進(jìn)行低優(yōu)先級呼叫的處理（附加）。設(shè)計思路及方案用74148優(yōu)先編碼器來實(shí)現(xiàn)病房呼叫的優(yōu)先顯示，用7447七段字形譯碼器接半導(dǎo)體數(shù)碼管來用數(shù)字顯示最高優(yōu)先級的病房號，用計數(shù)器74193來實(shí)現(xiàn)模五的計數(shù)器，調(diào)節(jié)clock輸入脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)五秒的控制來實(shí)現(xiàn)閃爍五秒。再用D觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)鎖存和復(fù)位清零功能。設(shè)計過程3.1 優(yōu)先編碼和數(shù)據(jù)清零模塊優(yōu)先編碼和數(shù)據(jù)清零模塊的電路圖如圖 1所示。圖1優(yōu)先編碼和數(shù)據(jù)清零模塊該病房呼叫系統(tǒng)一共有 6個輸入，分別是 1~5號病房的呼叫開關(guān)num1~num5和1個復(fù)位清零健action（初始工作時至“1”），這六個開關(guān)配合D觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)清零復(fù)位。由于 74148低電平有效，所以輸入 74148前先用非門取反，此電路用到的 74148管腳輸入對應(yīng)輸出真值表如表 1所示。表174148輸入輸出真值表輸入輸出XXXX0001XXX01010XX011011X0111100011111013.2 模五計數(shù)器以及燈閃爍五秒的模擬精品文檔交流 2模五計數(shù)器電路圖如圖 2所示。圖2模五計數(shù)器電路圖如圖先將74193接成模五計數(shù)器，當(dāng)有病房呼叫時CLR為0，計數(shù)器計數(shù)，當(dāng)沒有病房呼叫時計數(shù)器清零，通過調(diào)節(jié)clock輸入脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)閃爍五秒的控制。3.3 顯示病房號功能顯示病房號功能的電路圖如圖 3所示。圖3顯示病房號的電路圖說明：該模塊的輸入為 74148的輸入，通過7447七段字形譯碼器進(jìn)譯碼，將結(jié)果輸出到半導(dǎo)體數(shù)碼管進(jìn)行顯示。精品文檔交流 33.4 設(shè)計總圖設(shè)計總圖如圖4所示。圖4設(shè)計總圖說明：護(hù)士將action調(diào)節(jié)為1，表示工作。當(dāng)有病人呼叫時，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級高的病房號，所有的指示燈均亮。74193和脈沖輸入clock來控制燈閃爍5秒。該設(shè)計基本上實(shí)現(xiàn)了病房呼叫系統(tǒng)的基本要求。仿真結(jié)果精品文檔交流 4圖53號床位呼叫仿真圖3號床位呼叫仿真圖如圖 5所示。開始時，7447輸出編碼為0000001，相應(yīng)的半導(dǎo)體數(shù)碼管顯示為 0.當(dāng)3號病房呼叫，閃爍燈開始閃爍 5秒，out3指示燈亮，7447輸出編碼為：0000110，對應(yīng)的顯示數(shù)字符號為 3.護(hù)士按下action使其為0，實(shí)現(xiàn)復(fù)位。精品文檔交流 5圖62、3、4號床位同時呼叫仿真圖2，3，4病房同時呼叫的仿真圖如圖 6所示。2、3、4同時呼叫時閃爍燈開始閃爍5秒，out2,out3,out4 指示燈亮，7447輸出編碼為：0010010，對應(yīng)的數(shù)碼顯示為2.圖7復(fù)位后新一輪的呼叫仿真圖復(fù)位后新一輪的呼叫仿真圖如圖 7所示。護(hù)士復(fù)位后，開始新一輪的病房呼叫。精品文檔交流 6圖8優(yōu)先級高的呼叫仿真圖優(yōu)先級高的呼叫仿真圖如圖 8所示。優(yōu)先級高的呼叫時，在還沒處理低的優(yōu)先級時，有高優(yōu)先級呼叫，數(shù)碼顯示會變成高優(yōu)先級病房號的顯示。設(shè)計總結(jié)精品文檔交流 7本設(shè)計是為在病人緊急需要時能很快進(jìn)行救治的呼叫系統(tǒng) ,增強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員更好的監(jiān)護(hù)病人。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)特色在于可以設(shè)立呼叫優(yōu)先等級而不是單純的病人呼叫，這樣避免在有多個病人同時呼叫時，醫(yī)護(hù)人員不知道應(yīng)該先救治哪個。在設(shè)計初期我不知道當(dāng)有多個病人同時發(fā)出信號呼叫時，優(yōu)先信號被優(yōu)先編碼器編碼后，再經(jīng)過譯碼顯示后，醫(yī)護(hù)人員處理完高級別信號，按下清零鍵；怎么樣認(rèn)其他病人的信號按照優(yōu)先級別先后顯示？當(dāng)多信號同時呼叫時，對較低等級的呼叫信號不知道怎么處理，才能保證當(dāng)高級別的信號被清零后，低級別的信號能及時的由系統(tǒng)自動呼出，而不再需要人為的控制輸出的問題始終沒有能找到合適有效的方法。還有就是如何實(shí)現(xiàn)在醫(yī)護(hù)人員已處理完畢當(dāng)前呼叫的病人后，系統(tǒng)對當(dāng)前呼叫信號的清零以保證其他呼叫信號能夠及時的呼出以便醫(yī)護(hù)人員能及時的對其他病人進(jìn)行救治，從而避免因系統(tǒng)對病人呼叫信號的延遲導(dǎo)致病人不能及時接受護(hù)理而產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。特別是控制清零這個問題苦惱了我很長的時間，后來才在我翻閱相關(guān)書籍和瀏覽相關(guān)網(wǎng)站時找到了解決問題的辦法，才知道這些問題可以通過對鎖存器的合理使用來一一解決。這也使我對學(xué)習(xí)的認(rèn)識有了更深入的了解，對理論聯(lián)系實(shí)際有了更加深刻的體會。精品文檔交流 8參考文獻(xiàn)[1]MarkZwolinski.DigitalSystemDesignwithVHDL. 電子工業(yè)出版社,2002汪國強(qiáng).SOPC技術(shù)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2006范忠.實(shí)用數(shù)字電子技術(shù).電子工業(yè)出版社，1998劉延飛.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與仿真.西北工業(yè)大學(xué)出版社，2010侯建軍，郭勇.SOPC技術(shù)基礎(chǔ)教程.清華大學(xué)出版社，2008精品文檔交流 9附錄設(shè)計程序1：非門libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entity as_notisport(a:instd_logic;f:outstd_logic);endas_not;architecturebehaveofas_notisbeginf<=nota;endbehave;2：2輸入與非門libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entity as_nand2isport(a:instd_logic;b:instd_logic;f:outstd_logic);endas_nand2;architecturebehaveofas_nand2isbegin精品文檔交流 10f<=anandb;endbehave;3：2輸入與門libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entity as_and2isport(a:instd_logic;b:instd_logic;f:outstd_logic);endas_and2;architecturebehaveofas_and2isbeginf<=aANDb;endbehave;4：優(yōu)先編碼器74148libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityas_74148isport(D:instd_logic_vector(7downto0);E1:instd_logic;Q:outstd_logic_vector(2downto0);GS:outstd_logic;E0:outstd_logic);精品文檔交流 11endas_74148;architecturertlofas_74148isbeginprocess(E1,D)beginif(e1='1')thenQ<="111";GS<='1';E0<='1';elsif(D="11111111"andE1='0')thenQ<="111";GS<='1';E0<='0';elsif(D(7)='0'andE1='0')thenQ<="000";GS<='0';E0<='1';elsif(D(6)='0'andE1='0')thenQ<="001";GS<='0';E0<='1';elsif(D(5)='0'andE1='0')thenQ<="010";精品文檔交流 12GS<='0';E0<='1';elsif(D(4)='0'andE1='0')thenQ<="011";GS<='0';E0<='1';elsif(D(3)='0'andE1='0')thenQ<="100";GS<='0';E0<='1';elsif(D(2)='0'andE1='0')thenQ<="101";GS<='0';E0<='1';elsif(D(1)='0'andE1='0')thenQ<="110";GS<='0';E0<='1';elsif(D(0)='0'andE1='0')thenQ<="111";GS<='0';E0<='1';else精品文檔交流 13Q<="111";GS<='1';E0<='0';endif;endprocess;endrtl;5:7447數(shù)碼顯示：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityas_7447isport(num:instd_logic_vector(3downto0);dout:outstd_logic_vector(6downto0));endas_7447;architecturea1ofas_7447isbeginwithnumselectdout<="1111110"when"0000","0110000"when"0001",精品文檔交流 14"1101101"when"0010","1111001"when"0011","0110011"when"0100","1011011"when"0101","1011111"when"0110","1110000"when"0111","1111111"when"1000","1111011"when"1001","0000000"whenothers;enda1;6:D觸發(fā)器libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityas_disport(D:instd_logic;CP:instd_logic;R:instd_logic;Q:outstd_logic;QB:outstd_logic);endas_d;arc