病房呼叫系統(tǒng)課程設計說明書

1、 鍵入文字課程設計說明書課程設計名稱： 數(shù)電課程設計 課程設計題目： 病房呼叫系統(tǒng) 學 院 名 稱： 南昌航空大學信息工程學院 專業(yè)： 通信工程 班級： 學號 姓名： 評分： 教師： 2014 年 9 月 25 日 數(shù)電 課程設計任務書題目病房呼叫系統(tǒng)內(nèi)容及要求1)用15個開關模擬5個病房的呼叫輸入信號，1號優(yōu)先級最高；15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)對低優(yōu)先級的呼叫進行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進行低優(yōu)先級呼叫的處理。進度安排第1周：查閱資料，確定方案，完成原理圖設計及仿真

2、；第2周：領元器件、儀器設備，制作、焊接、調(diào)試電路，完成系統(tǒng)的設計；第3周：檢查設計結果、撰寫課設報告。學生姓名：指導時間：周二、周三、周四、周五指導地點：e 樓 607室任務下達2014 年9月1日任務完成2014 年 9 月19日考核方式1.評閱 2.答辯 3.實際操作 4.其它指導教師系（部）主任 20142015 學年第 1學期第 1 周 3 周 注：1、此表一組一表二份，課程設計小組組長一份；任課教師授課時自帶一份備查。2、課程設計結束后與“課程設計小結”、“學生成績單”一并交院教務處存檔13摘要本設計完成的是病房呼叫系統(tǒng)的功能。該設計采用主從結構，監(jiān)控機構放置在醫(yī)生值班室內(nèi)，當病床

3、有呼叫請求時進行聲光報警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（按鈕）放在病房內(nèi)，病人有呼叫請求時，按下請求按鈕，提示鬧鈴響起，向值班室呼叫，并點亮相應床位的指示燈。采用模塊設計思想，分為四個主要功能模塊：呼叫顯示模塊，優(yōu)先選擇模塊，譯碼顯示模塊，以及呼叫模塊。這些模塊共同工作完成本電路的功能實現(xiàn)。本設計分為四個主要功能模塊：呼叫顯示模塊，優(yōu)先選擇模塊，譯碼顯示模塊，以及呼叫模塊。這些模塊共同工作完成本電路的功能實現(xiàn)。其中運用了8線3線優(yōu)先編碼器74ls148來實現(xiàn)優(yōu)先選擇模塊主要功能，其中運用自己設計的小規(guī)模邏輯門電路，7段字形譯碼器74ls48和共陰極七段數(shù)碼管來實現(xiàn)譯碼顯示模塊主要功能。關

4、鍵詞： 優(yōu)先級、編碼、譯碼 目錄第一章 課程設計任務及要求21.1設計任務21.2設計要求2第二章 系統(tǒng)設計方案選擇32.1 總方案設計32.2 方案選擇3第三章 系統(tǒng)組成及工作原理43.1 led指示燈電路43.2 數(shù)碼管顯示模塊電路53.3 蜂鳴器呼叫模塊電路6第四章 器件參數(shù)選擇7第五章 軟件仿真85.1 電路仿真總電路圖85.2仿真結果9第六章 電路實際焊接，調(diào)試過程中發(fā)生的問題以及解決方法12第七章 分析和總結12附錄 電路實物圖13參考文獻14第一章 課程設計任務及要求1.1設計任務1、設計一個病房呼叫系統(tǒng)。1.2設計要求1、用15個開關模擬5個病房的呼叫輸入信號，1號優(yōu)先級最高；

5、15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、對低優(yōu)先級的呼叫進行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進行低優(yōu)先級呼叫的處理。第二章 系統(tǒng)設計方案選擇譯碼器進行譯碼且數(shù)碼管顯示對應床位編碼器進行優(yōu)先編碼對應床位燈亮且蜂鳴器開始報警且呼叫信號2.1 總方案設計 圖2.1.1 設計總思路框圖2.2方案選擇 病房呼叫系統(tǒng)整體方案為病人按下呼叫器開關，即邏輯數(shù)據(jù)開關，（1）進入第一模塊，通過led指示燈顯示病人呼叫的病房，（2）進入第二模塊，傳輸?shù)揭粋€編碼器進行編碼，選用74ls148，8線3線優(yōu)先編碼器，

6、其低電平為有效輸入；然后再進行譯碼輸出，選用74ls48，為共陰極7段譯碼/驅(qū)動器，74ls148輸出為反碼輸出，遂在74ls48前加上反向器進行輸入；再用共陰極七段數(shù)碼管進行輸出。第三章 系統(tǒng)組成及工作原理3.1 led指示燈電路 圖3.1.1 led指示燈部分電路 該系統(tǒng)由5個單刀雙擲快關，5個led以及5個500的限流電阻構成。當開關閉合時，對面的led燈亮起。 3.2數(shù)碼管顯示模塊電路圖3.2.1 數(shù)碼管顯示模塊電路根據(jù)設計要求，數(shù)碼管要顯示優(yōu)先級別最高病房的呼叫信號，所以我們要對病房呼叫信號進行優(yōu)先選擇并輸出。在本設計中，5號病床為優(yōu)先級最高，然后依次是4,3,2,1號病床。 在這里

7、，應用了8線-3線優(yōu)先編碼器（74ls148）進行此功能的實現(xiàn)。其輸入為低電平有效，輸出編碼為反碼形式。 8線-3線優(yōu)先編碼器（74ls148）功能表如下所示：表3.2.1 8線-3線優(yōu)先編碼器（74ls148）功能表8線-3線優(yōu)先編碼器（74ls148）將輸入的低電平有效信號進行優(yōu)先選擇，并且將選擇出的信號傳到譯碼顯示模塊，由于編碼器輸出為反碼輸出，故其后加入了3個非門。再傳給譯碼器（74ls48）譯碼后輸出給數(shù)碼管顯示相應床位。譯碼器（74ls48）功能表如下所示： 表3.2.2 譯碼器（74ls48）功能表3.3蜂鳴器呼叫模塊電路 圖3.3.1 蜂鳴器呼叫模塊電路圖5個開關控制5個輸入信

8、號，進過一個與非門以及一個與門后連接蜂鳴器。當有一個輸入變化時，蜂鳴器持續(xù)報警，直至關閉開關，輸入變回初始狀態(tài)。蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。我們本次設計就是用這種設備來模擬，它的外形常見一般呈圓柱狀，下面兩針長短不同，長的就為正極，短為負極，我們只要在正負極加上正向電壓其便可以發(fā)出聲響。第四章 器件參數(shù)選擇 1、電阻 在本設計中，電阻的主要作用是限制電流大小，以保證電路的正常工作，所以要正確選擇所需電阻原件的大小。應用前，電阻阻值要用數(shù)字三用表檢測，檢查阻值是否正確

9、。2、二極管 二極管在本設計中的應用主要是發(fā)光二級管（led），使用前必須串接相應的電阻進行加電測試，確認性能良好。3、芯片 本設計中，一共用了5塊芯片。分別為與非門（74ls30d）、與門（7408n）、8線-3線優(yōu)先編碼器（74ls148d）、譯碼器（74ls48d）、非門（74ls04d）。 第五章 軟件仿真5.1電路仿真總電路圖圖5.1.1 電路仿真總電路圖5.2仿真結果1、當無人呼叫時，數(shù)碼管顯示0，仿真結果如圖所示：圖5.2.1 無人呼叫時電路仿真結果圖2、當5號呼叫時，數(shù)碼管顯示5，5號燈亮，仿真結果如圖所示：圖5.2.2 5號床呼叫時電路仿真結果圖3、當5號和3號同時呼叫時，優(yōu)

10、先顯示5號，關閉5號后，顯示3號，仿真結果如圖所示：圖5.2.3 5號床和3號床同時呼叫時電路仿真結果圖圖5.2.4 3號床停止呼叫時電路仿真結果圖4、3號單獨呼叫，數(shù)碼管顯示3，3號燈亮，仿真結果如圖所示:圖5.2.5 3號床單獨呼叫時電路仿真結果圖第六章：電路實際焊接，調(diào)試過程中發(fā)生的問題以及解決方法 我們在實際的過程中遇到了一些問題，首先我們沒有單刀雙擲的開關，我們只有按鍵式的開關，所以我們一開始在焊接開關時，出現(xiàn)了焊接錯誤，當時我們并未發(fā)現(xiàn)，直到全部焊接完以后，我們才發(fā)現(xiàn)并不需要者一排開關，為了美觀，我們就沒拆卸下來。同時我們在譯碼器的管腳接法上出現(xiàn)了錯誤，我們原先的6管腳一開始因為沒

11、用，是懸空的，結果導致我們的數(shù)碼管輸出加了8，然后我們把6管腳接地后，就一切正常，符合預期了。第七章 分析和總結本次課程設計持續(xù)了二個星期的時間，在設計之前我根據(jù)系統(tǒng)設計的要求，先對每個模塊都仔細的設計分析，再對每個模塊進行耦合，排除相互干擾，得到整體的系統(tǒng)的電路圖，本次課程設計可以總結為以下的幾點收獲：1、進一步鞏固數(shù)字電子技術知識這次課程設計主要是運用數(shù)字電路邏輯設計的一些相關知識，在整個設計過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學習。在開始設計初，我將數(shù)字電子技術基礎實驗教程相關部分仔仔細細復習了，并且自學了一些元件的使用，這樣深入的了解，讓我對系設計的理解更加透徹，對后來的快速設計起了

12、很好的鋪墊作用。2、大大地提高了實踐動手操作能力課程設計，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運用所學知識將其付諸實踐來完成。這次課程設計雖然沒有實際操作制作實物，但通過仿真，大大擴展了我們的思維，提高了用理論知識解決實際問題的能力，最關鍵的是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的方法。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設論，而實際的動手操作則完全不同，需要考慮實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。3、團隊合作、互相學習、共同研發(fā)在設計時和同學相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的思路，他人的設計也可能有比你出色的地方，很好的借鑒，并在同伴的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設計方法?？偨Y：本次試驗中包括一片74ls148、一片74ls48、七段數(shù)碼管、蜂鳴器、若干與門，非門，與非門等。是目前我想出的用最少的器件，最簡單的布線來實現(xiàn)所要求的功能附 錄電路