医院病房呼叫器的设计 绝对经典

课程设计任务书

课程名称电子线路课程设计

课程设计题目医院病房呼叫器的设计

课程设计的内容及要求:

一、设计说明与技术指标

1.用1~4个开关模拟4个病房的呼叫输入信号,1号优先级最高;1~4优先级依次降低;

2.用数码管显示呼叫信号的号码;没信号呼叫时显示0;又多个信号呼叫时,显示优先级最高的呼叫号(其它呼叫号用指示灯显示);

3.凡有呼叫发出5秒的呼叫声;

4.对低优先级的呼叫进行存储,处理完高优先级的呼叫,再进行低优先级呼叫的处理。

二、设计要求

1.在选择器件时,应考虑成本。

2.根据技术指标,通过分析计算确定电路与元器件参数。

3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。

三、实验要求

1.根据技术指标制定实验方案;验证所设计的电路,用multisim软件仿真。

2.进行实验数据处理与分析。

四、推荐参考资料

1、童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:高等教育出版社,2006年

2、阎石,数字电子技术(第五版).[M]北京:高等教育出版社,2005、

3、陈孝彬《555集成电路实用电路集》高等教育出版社2002-8

4、王刚《TTL集成电路应用》机械工业出版社2000-10

五、按照要求撰写课程设计报告

成绩评定表:

指导教师签字:

年月日

一、概述

本设计的主要目的就是实现一个当医院病房发生紧急情况时,病房之中又有多个病人需要护理的一个优先级别的电路。用于医院病房需要呼叫具有优先级别的呼叫系统。当有病人进行呼叫时,系统会自动先处理具有优先级别的病房的编号,同时产生光信号与5秒钟的声音信号。使用该系统,不仅能够提高医生的工作效率,便于医生及时了解病人的实际状况,还能够让病人的需要及时得到满足。

二、方案论证

根据设计要求,将此设计分为几个模块来设计,分别为:指示灯显示模块,优先显示模块,报警模块。首先用四个开关来代替四个病房的呼叫按钮,四个二极管灯代表四个病房,当开关闭合后,对应的病房的灯发光,然后利用与非门74LS30的功能,当其输出为高电平时,就会使NE555芯片产生脉冲信号,然后使NE555芯片的out输出端产生高电平,促使报警器报警,根据NE555芯片的外接电阻与电容的大小,可调整报警器的报警时间。当开关断开时,即74LS30输出为低电平,所以NE555芯片没有被触发,其out输出端为低电平,报警器没有报警,也就就是病房没有病人呼叫,一切正常。开关闭合后,将经过存储的信号送入优先编码器74HC148,根据优先编码器的优先选择功能选出优先级最高的呼叫信号,再通过译码器74LS48译码,最后通过数码管显示报警的病房,然后医生会及时的根据报警情况去查瞧病人。此方案的论证流程图如图2、1。

图1 病房呼叫系统电路的原理框图

三、单元电路设计

1、指示灯显示模块

显示模块就是该设计的一个关键步骤,它关系到当病人急需照料时,病人能够及时的按下呼叫开关,之后医生将对呼叫病人进行管理照顾。此功能的实现可用图3、1 来实现,其中R3就是一个并排电阻,用来保护四个二极管,当开关断开时为高电平,闭合后为低电平,由于二极管正极接高电平,负极为低电平,所以二极管将会发光,即有病人呼叫

图2 指示灯显示模块图

2、优先显示模块

此模块中的核心就是74HC148与74Ls11芯片,其中74HC148为优先编码芯片,它能够依次选出优先级最高的数。出于设计考虑,优先级最高为1,依次到4。然后将优先级最高的信号传输到译码端,让译码器开始译码,然后将译码器翻译出来的

四个开关控制信号 优先编码 译码 显示病房号

选通电路

五个病房

报警

四个病

房

信号输送到数码显示器,数码管上显示的号码即为优先级最高的病房呼叫号,然后

医生根据数码管所提示的数字对病人的呼叫做出相应的处理。

图3 优先显示模块图

此电路由模拟开关、优先编码器74HC148、译码器74LS48、非门74LS04与数码管等组成。模拟开关初始状态为全高电平;将模拟开关的所有输入端,EI接地;74HC148的输出A0、A1、A2经74LS04非门与74LS11与门后分别接入译码器74LS48的A,B,C;D接高电平。译码器74LS48的输出端A---G对应接共阴数码管的a---g。

非门74LS04当输入0时输出为1,优先编码器74LS148工作;当输入1时输出为0,优先编码器74HC148停止工作。非门74LS04逻辑表达式为Y=AB,功能如表所示:

表1 非门74LS04功能表

输入输出

A B Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

低电平----0

利用优先编码器74HC148使电路实现1为最高优先级,依次到4。优先编码器74HC148的功能表如下表所示:

表2 优先编码器74LS148的功能表

输入输出EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS E0

1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 0

低电平----0

任意-----X

为了增加数码管的灵活性,同一规模的数码管被分为光阴极与共阳极数码管。其中半导体数码管不仅具有工作电压低、体积小、寿命长、可靠性高等特点、而且响应时间短,亮度比较高。

常用的七段显示数码管就是液晶显示器。液晶就是一种既具有液体的流动性又具有光学特性的有机化合物,它的透明度与呈现的颜色受外加电场的控制,利用这一特性便可控

制成字符显示器。

设计中用到了BCD七段输入数码管,用A1A2A3A4表示显示译码器的BCD代码,用Y a到Yg表示输出的七位二进制代码,并规定用1表示数码管中线段的点亮状态,0表示数码管的熄灭状态。

3、呼叫模块

将施密特触发器的反向输出端经RC积分电路接回到其输入端,就构成了脉冲启动型多谐振荡电路。电容C3的充电时间T1为:

T1=(R1+R2)C3、Ln{(V1-V2)/(V1-V3)}

=(R1+R2)C3、Ln2

电容的放电时间为:

T2=R2、C3Ln(V3/V2)

=R2、C3Ln2

故电路的振荡周期为:

T=T1+T2

=(R1+2R2)C3、Ln2

一个振荡周期即为报警时间,所以可根据此公式调整参数R1、R2、C1的大小,求出所需的报警时间。