同济大学电子电路设计——医院病人紧急呼叫系统
医院病人紧急呼叫系统课程设计
湖南工程学院课程设计课程名称数字电子技术课题名称医院病人紧急呼叫系统专业班级学号姓名指导教师2011年 1 月 5 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称: 数字电子技术题目: 医院病人紧急呼叫系统专业班级:学生姓名:学号:指导老师:审批:任务书下达日期 2010年12月27日星期一设计完成日期 2011年1月5日星期五说明书目录第一章设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）1．1 设计要求 (7)1．2 设计总体思路 (7)1．3整体设计框图 (8)二单元电路设计（各单元电路图）2．1信号锁存 (9)2．2优先编码 (10)2．3进制转换 (11)2．4其他器件 (13)2．5总电路图 (13)三安装、调试步骤3．1安装步骤 (15)3．2调试步骤 (15)四故障分析与电路改进 (16)五总结与体会 (17)附录 (18)评分表 (19)第一章1.1 设计要求：1.当病人出现紧急情况需要医生急救时，按下床旁边的点动开关，此时在医护室就可以看到病人的编号（在此设定为1-4号四个病人，病情依次加重）。
2.根据病人病情设置优先级别。
当有多人同时按下开关时，病情严重者优先（4号优先级最高）。
3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，按下清除键，系统按优先级别显示其它呼叫病人的编号。
1.2 设计总体思路：依据设计要求，要实现多个病人同时呼叫时显示优先级最高的那个，所以应首先考虑优先权问题，这个可以用优先编码器解决；又考虑到呼叫信号需要反馈又涉及到锁存问题，可以用触发器解决，同时也可以实现信号的清除，大体思路如下：整个系统由信号锁存，信号优先编码，二进制译码，信号显示及逻辑控制清除等几部分组成。
电路核心部分为优先编码器，当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信号，由优先编码器完成信号优先级的选送，并提供相应的显示输出编码；呼叫信号由信号锁存（触发器）进入，再进入优先编码（优先编码器）；同时信号回馈给信号锁存区，循环运作，直至呼叫信号完全提示，同时加入逻辑控制(清0)。
医院病人紧急呼救电路设计-电子技术课程设计报告
电子技术课程设计报告题目：医院病人紧急呼救电路设计学生姓名：学生学号：年级：专业：班级：指导教师：机械与电气工程学院制2016年11月医院病人紧急呼救电路设计机械与电气工程学院自动化专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务首先了解系统功能，并根据系统需要实现的功能选择相应的功能芯片，然后查找相关芯片的数据手册，了解各种类型芯片的特性和功能，选择合适的数字芯片型号，最终确定系统的实现方案。
其次要思路清晰的给出整体设计框图和总电路图，然后单元电路设计时给出具体设计思路和电路。
1.2 课程设计的要求查找优先编码器74LS148、74LS74正边双D触发器、74138二进制译码器、CT74LS04反相器的数据手册，了解各芯片的工作原理、性能参数。
根据参考数据手册等相关资料进行各模块电路设计[1]。
利用Proteus软件画出电路原理图和仿真图，调整合适的器件参数，运行仿真，检验仿真结果的正确性。
2 医院病人紧急呼救电路设计方案制定2.1 医院病人紧急呼救电路的基本原理系统由呼叫信号锁存，优先编码，二进制译码，显示及逻辑控制清除等几部分组成，电路核心部分为优先编码器，当有信号输入时，用触发器锁存相应的信号。
由优先编码器判别信号的优先级，并输出相应的编码到显示器和译码器。
二进制译码单路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除呼叫的触发器信号，再根据呼叫信号的优先顺序对其他信号进行处理[2]。
2.2 医院病人紧急呼救电路设计的技术方案1.当病人紧急呼叫时，显示病人的编号（在此设定为4—7号四个病人病情依次加重。
）2.根据病人病情设置优先级别。
当有多人呼叫时，病情严重者优先。
3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，按一次医生控制按键，系统会清除当前最高优先级编号，显示此优先级编号。
依次类推系统按优先级从高到低依次显示其他呼叫病人的编号，当全部处理完后，系统默认显示为零[3]。
呼叫信号清除图1 系统框图3 医院病人紧急呼救电路设计方案实施3.1 信号锁存电路74LS74正边沿触发双D触发器的动作特点是CP的上升沿到达时输出端状态的转换，并且触发器所保存下来的状态仅取决于CP上升沿到达时的输入状态。
同济大学电子电路设计——医院病人紧急呼叫系统
目录一．设计背景 (1)二．设计要求 (1)三．总体设计方案 (1)四．单元电路设计 (1)1.信号锁存 (2)2.优先编码 (2)3.二进制转换 (3)五．总电路图 (4)六．仿真图 (6)七．存在的问题及改进方法 (8)八．总结与体会 (8)九．元器件清单 (9)十．参考文献 (9)一．设计背景本设计的目的是将病人的呼救信号及时准确的通过光和声音信号通知给医护人员，以使病人能够及时获得治疗。
它的使用方便了病人，同时减少了医护人员的巡查次数，减轻了劳动强度。
在临床上得到普遍使用。
二．设计要求1)当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并显示病人编号。
2)根据病人病情设置优先级别。
当有多人呼叫时，病情严重者优先。
三．总体设计方案1)系统由呼叫信号锁存、优先编码、二进制译码、显示及逻辑控制清除等几部分组成。
2)电路核心部分为优先编码器。
当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信号，由优先编码器完成信号优先级的判别，并提供相关的显示输出编码。
3)二进制译码电路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除该呼叫的触发器信号，转而对其他呼叫输入进行判别处理。
4)信号的锁存及清除可采用如下图所示的D触发器实现。
8路优先编码器型号为74148、3/8二进制译码器可选74138，D触发器可选7474。
图1 医院病人紧急呼叫系统框图四．单元电路设计1.信号锁存采用的是双D触发器：74LS74图2 74LS74引脚图1 0 ××0 10 0 ××φφ1 1 ↑ 1 1 0表1 74LS74功能表74LS74正边沿触发双D触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP的上升沿，而且触发器所保存下来的所保存的状态仅仅取决于CP上升沿到达是的输入状态。
Q的初始状态为低电平，当给~S一个高电平时，输入一个时钟信号是，D触D发器被强制翻转，是Q输出变成高电平，~Q输出为低电平。
触发器可以保持信号,同时接受反馈信号，最后还可以实现逻辑清零。
病人呼叫器电子设计
医院病人有线呼喊器的设计
任务与要求：
一、设计一种呼喊器，供医院住院病人“呼喊”医护人员时使用。
二、住院病人可通过按动自己的床位按钮开关向医护人员发出“呼喊”信号。
三、一旦有病人“呼喊”，医护人员值班室设置的显示器即显示出该病人的床位编号，同时扬声器发出声响信号提示值班人员。
工作原理：
用一个8线-3线优先编码74LS138对病房号编码，再用译码器74LS47译出最高级的病房号。
当有病人按动开关时，通过译码器和555单稳态定时器，控制蜂鸣器发出呼叫声，显示器显示病床号。
若有多个信号输入时，编码器优先显示优先级高的信号，将其他信号通过锁存器锁存起来，按清零键清除已处理的信号。
根据原理设计出流程图：
数码管显示
呼叫开关编码器译码器手动复位
蜂鸣器
病人“呼喊”器原理框图。
医院病人紧急呼叫系统
医院病人紧急呼叫系统目录第1章设计总体思路 (1)一、设计要求 (1)二、基本原理 (1)三、系统框图 (2)四、总电路图 (2)第2章单元电路设计 (3)一、信号锁存电路 (3)二、优先编码电路 (4)三、显示电路 (6)四、逻辑控制电路 (6)五、二进制译码电路 (7)第3章安装、调试步骤 (9)第4章故障分析和电路改进 (10)第5章总结与体会 (11)第6章附录 (12)第7章参考文献 (13)第1章设计总体思路一、设计要求1.当病房病人紧急呼叫时（即按下呼叫按键），在医生值班室会显示当前呼叫病房病情最严重的编号（在此系统编号设定为4—7号四个，病人病情根据编号依次加重）。
2.根据病人病情设置四个优先级别。
当有多人呼叫时，病情严重者优先显示。
3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，按一次医生控制按键，系统会清除当前最高优先级编号，显示此优先级编号。
依此类推系统按优先级别从高到低依次显示其它呼叫病人的编号，当全部处理完后，系统默认显示零。
二、基本原理系统由呼叫信号锁存、优先编码、二进制译码、显示及逻辑控制清除等几部分组成。
该系统通过四个不同的开关接受不同的病人紧急呼叫信号，并将其对应的信号锁存在所对应的D触发器中，再将这些信号传到型号为74148的8路优先编码中，根据优先级别对锁存信号进行编码，然后将编码输出接到数码管上显示出来。
医护人员用另外一个开关通过单稳态触发器、74160以及74138清除已处理完的病人的显示编码，单稳态触发器接到74160的清零端可以实现处理完当前最高级别的呼叫后，显示下一编号，当最高级别再次呼叫时，依然能显示其编码的功能，而74138用来对接收的信号进行译码的，其输出端接到D触发器的清零端进行清零。
当对所有的病人信号处理完毕时，数码管上显示为0。
三、系统框图图1.1 医院病人呼叫系统总体框图四、总电路图通过仿真软件，仿真出电路图如下：图1.2 病人呼叫系统原理图第2章单元电路设计一、信号锁存电路信号锁存电路用芯片74LS74的D触发器，D触发器的功能是当置数短和清零端接高电平时，CLK来一个上升沿，Q=D。
电子设计大赛报告病人呼叫系统
电子设计大赛报告病人呼叫系统病人呼叫系统摘要：本设计在模块化设计思想上，充分利用单片机（AT89S52）可编程、易控制等优点，初步实现了医院病人呼叫系统的设计。
即：当医院根据病情对住院病人进行编号并设置护理级别后。
病人紧急呼叫时，会产生声、光提示，并显示病人编号，以便医护人员及时处理。
本设计共由按键模块、系统控制模块、床号显示模块、声光提示模块以及电源模块构成。
其中，按键模块采用了7×8的矩阵键盘模式；系统控制模块选用单片机AT89S52作为核心控制元件；床号显示模块利用LED数码管的静态显示方式；而以7805芯片为核心的电源模块则主要用来对单片机和声光显示模块提供稳定的+5V直流电源。
总之，该系统各模块之间相辅相成，共同完成了对医院病人呼叫系统的功能实现。
关键字：按键；控制；扫描；7×8；AT89S52；LED数码管；7805芯片赛题分析：经充分分析讨论后，将原题的任务、基本要求、发挥部分重新整理如下：一、任务根据任务，要设计、组装、调试一个医院病人呼叫系统。
二、系统应具有功能和主要技术指标如下：1、基本要求（1）当病人紧急呼叫时，会产生声、光提示，并显示病人编号（床位数十）。
首先，必定要设计一个按键模块用来给病人做紧急呼叫工具；其次，要设计一个声光提示模块，其由蜂鸣器、发光二极管组成；最后，还需要一个编号显示模块，可选用LED数码显示。
（2）根据病人病情设置优先级。
当有多人呼叫时，病情严重者优先。
（3）医护人员处理完当前最高级别呼叫后，系统按优先级别显示其它呼叫病人的号码。
2、发挥部分设计一个有时钟功能的医院病人呼叫系统（床位数五十）：（1）可任意设定时间提示；（2）病人紧急呼叫持续时间显示。
目录1.系统设计 (3)1.1整体方案比较与论证 (3)1.1.1设计思路 (3)1.1.2 方案论证与比较 (4)1.1.3 系统组成 (4)1.2硬件设计 (5)1.2.1 按键电路的设计 (5)1.2.2 声光提示电路的设计 (5)1.2.3 数码显示电路的设计 (6)1.3软件设计 (6)2.系统测试 (6)2.1测试方法与步骤 (6)2.1.1按键模块的功能测试 (6)2.1.2系统控制模块的功能测试 (7)2.1.3编号显示模块的功能测试 (7)2.1.4声光提示模块的功能测试 (7)2.1.5电源模块的功能测试 (7)2.2指标测试记录 (7)3.结论 (8)附录1主要元器件清单 (9)附录2电路原理图 (9)附录3源程序清单 (10)1.系统设计1.1整体方案比较与论证1.1.1设计思路题目要求设计一个医院病人呼叫系统，实现当病人有事呼叫医务人员时对医务人员的声光提示和病人床号显示并且根据病情严重性设置优先级，同时实现紧急呼叫时的持续时间提示业务。
电路与电子技术课程设计病房呼叫系统设计
病房呼叫系统是医院中非常重要的设备，能够帮助患者及时呼叫护士或医生，并提高医护人员的工作效率。
在电路与电子技术课程设计中，设计一个功能完善的病房呼叫系统需要考虑到系统的稳定性、实用性和可靠性。
下面将详细介绍病房呼叫系统的设计方案。
一、系统结构设计病房呼叫系统主要由呼叫按钮、显示屏、警报器、控制器和接收器等组成。
患者可以通过呼叫按钮发出呼叫信号，显示屏显示呼叫信息，警报器发出响声提醒护士或医生，控制器实现信号处理和指令传输，接收器负责接收呼叫信号并触发相应操作。
二、硬件设计1. 呼叫按钮设计：呼叫按钮应设计为易于操作且防水防尘的按键，可以安装在患者床头或床侧。
2. 显示屏设计：显示屏可以显示患者的呼叫信息、房间号等，采用LED或液晶屏幕。
3. 警报器设计：警报器应具有清晰响亮的声音，以便医护人员及时响应。
4. 控制器设计：控制器负责处理呼叫信号和控制系统的各个部分，可以采用单片机或微处理器控制。
5. 接收器设计：接收器接收来自控制器的信号并触发相应的操作，如发出提醒音、显示呼叫信息等。
三、软件设计1. 系统逻辑设计：设计系统的逻辑框图，包括呼叫按钮触发、信号传输、显示信息等流程。
2. 用户界面设计：设计呼叫系统的用户界面，使医护人员能够清晰地看到患者的呼叫信息。
3. 报警处理设计：设计系统的报警处理机制，确保医护人员能够及时响应患者的呼叫。
四、系统功能设计1. 呼叫功能：患者按下呼叫按钮后，系统能够准确显示呼叫信息。
2. 提醒功能：系统能够发出清晰响亮的声音提醒医护人员。
3. 信息记录功能：系统能够记录呼叫信息，以便医院管理人员进行查询和统计。
五、系统测试与优化设计完成后，需要进行系统测试，包括功能测试、稳定性测试和可靠性测试。
根据测试结果对系统进行优化，确保系统能够正常运行并满足设计要求。
六、总结与展望通过电路与电子技术课程设计病房呼叫系统，不仅提升了学生的实践能力，还为医院提供了一套高效、可靠的呼叫系统。
数字电路设计报告——病房呼叫系统
姓名：班级：学号：时间：一、方案论证1、通过74LS147优先编码器进行转换。
这个芯片产生的是一个BCD反码，需要一个非门将转换成BCD码。
也就是需要多花费一些非门来实现。
这对材料的需求将增多。
2、通过改换成74LS148优先编码器后。
产生的是一个对应的正码可直接连进译码显示管中，减少了非门的使用。
经过以上两个方案论证的比较，我们小组选定-----------病房呼叫系统2.二．系统的框图呼叫器原理框图三．各单元电路的设计S1SW SPST SW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPSTR62K R72K R52K R82KR42KVCCVCCVCCVCCVCCP 1P 2P 3P 4P5病房按键部分编码器部分AMBERCA 数码管显示D112U2A74ALS 0534U2B74ALS 0456U2C74ALS 0489U2D74ALS 041011U2E74ALS 04P 1P 2P 3P 4P 574ALS 04指示灯部分振荡电路&报警部芯片介绍四．整体电路五．调试出现的问题及解决方法1.在本次实验中，优先编码器本来使用的是74LS147,此芯片对应的是十输入四输出的BCD反码，当接入到数码显示管时，需要将BCD反码改成BCD正码。
对应的就要在输出的时候加入非门，由于实验器材的有限，所以使用74LS148编码器，此芯片的特点是八输入三输出，因此在对应的数码管中，本来是输入的BCD码，但现在只有三个端口输入，因此最高位应接低电平，其余端口依次接入。
2.当没有任何人按键时，数码管显示所产生的数字是7，对应的数字是0111，这与实验要求所产生的数字0也就是对应的BCD码0000相矛盾。
3.由555定时器构成的门铃中，第一个555定时器即实现单稳态的输出的时间是5秒，那就对应的时间T=.在第二个555定时器构成的多谐振荡器中要想实验频率不同的声响就必须改变其周期，多谐振荡器所产生的周期T是（R2+2R3）所对应的频率就是1/T,多谐振荡器C5的电容应选较大。
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目录
一．设计背景 (1)
二．设计要求 (1)
三．总体设计方案 (1)
四．单元电路设计 (1)
1.信号锁存 (2)
2.优先编码 (2)
3.二进制转换 (3)
五．总电路图 (4)
六．仿真图 (6)
七．存在的问题及改进方法 (8)
八．总结与体会 (8)
九．元器件清单 (9)
十．参考文献 (9)
一．设计背景
本设计的目的是将病人的呼救信号及时准确的通过光和声音信号通知给医护人员，以使病人能够及时获得治疗。
它的使用方便了病人，同时减少了医护人员的巡查次数，减轻了劳动强度。
在临床上得到普遍使用。
二．设计要求
1)当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并显示病人编号。
2)根据病人病情设置优先级别。
当有多人呼叫时，病情严重者优先。
三．总体设计方案
1)系统由呼叫信号锁存、优先编码、二进制译码、显示及逻辑控制清除等几部
分组成。
2)电路核心部分为优先编码器。
当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信
号，由优先编码器完成信号优先级的判别，并提供相关的显示输出编码。
3)二进制译码电路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除该呼
叫的触发器信号，转而对其他呼叫输入进行判别处理。
4)信号的锁存及清除可采用如下图所示的D触发器实现。
8路优先编码器型号
为74148、3/8二进制译码器可选74138，D触发器可选7474。
图1 医院病人紧急呼叫系统框图
四．单元电路设计
1.信号锁存
采用的是双D触发器：74LS74
图2 74LS74引脚图
1 0 ××0 1
0 0 ××φφ
1 1 ↑ 1 1 0
表1 74LS74功能表
74LS74正边沿触发双D触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP的上升沿，而且触发器所保存下来的所保存的状态仅仅取决于CP上升沿到达是的输入状态。
Q的初始状态为低电平，当给~S
一个高电平时，输入一个时钟信号是，D触
D
发器被强制翻转，是Q输出变成高电平，~Q输出为低电平。
触发器可以保持信号,同时接受反馈信号，最后还可以实现逻辑清零。
当给一个CP脉冲时候，~Q端就为低电平输出给下一个芯片：74LS148。
首先让D，~Q端置高电平，给一个CP信号，~Q端输出低电平，使74LS148能够进行优先编码。
当清零端输入一个低信号后，使得74LS74清零，此时~Q端为1，所以这个病床信号消除。
2.优先编码
采用的是优先编码器：74LS148
图3 74LS148引脚图
1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 L 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1
表2 74LS148功能表
在E1＝0电路正常工作状态下，允许0-7当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。
其中7的优先权最高，0的优先权最低，当7＝0时，无论其它输入端有无信号输入，输出端只给出7的编码，其余的类推。
3.二进制转换
采用的是3/8二进制译码器：74LS138
图4 74LS138引脚图
0 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1
表3 74LS138功能表
当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和/(E3)）为低电平
时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平
译出。
比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。
五．总电路图
图5 总电路图
六．仿真图
图6 仿真图1
图7 仿真图2
图8 仿真图3图9 仿真图4
图10 仿真图5
七．存在的问题及改进方法
1．电路存在一定的不稳定性，仿真时偶尔会出现无法归零或按下病床按钮无法正常显示该床位号。
可能的原因：
1）系统的初始值不确定，在未进行调试前就开始仿真容易出错。
2）仿真软件Multisim自身存在一些漏洞。
解决方案：
1）每次仿真之前先进行调试。
2）使用正版软件并及时更新，减少漏洞的存在，以保证仿真结果的可靠性。
2．芯片使用较多，电路较复杂。
可能的原因：
1）知识储备不够，不了解更多的好的芯片。
解决方案：
1）增加电子电路方面的知识，勇于尝试各种不同的芯片组合方法，以实现在实现同等功能的情况下，电路最简单，芯片使用量最少，以节约成本。
八．总结与体会
一周的课程设计给我在感受良多，同时深刻理解学以致用的重要性，在用Multisim仿真的过程中，我发现自己知识上的一些漏洞，在弥补的同时学到不少东西，对芯片的理解更加透彻。
通过这个课程设计，我的最大收获就是对一些芯片的功能有了更好的理解和运用，以及对以前学的知识存在的一些问题也迎刃而解，同时也对学的知识有了一个实践性的证明。
之前电工学、电子学学习时只是了解了芯片的名字、型号以及用处，同时还了解它的结构等，但是具体怎么用却不知道。
经过这次的课程设计，虽然不是用实物，但是通过仿真，我也了解了芯片的具体用法。
另外，通过自己设计电路，也巩固和实践了电工学、电子学的知识，这对于课程及相关知识的理解是有很大帮助的。
九．元器件清单
74LS1381
74LS1481
LED显示1
表4 元器件清单表
十．参考文献
《电工学（第七版）（上册）电工技术》高等教育出版社秦曾煌主编《电工学（第七版）（下册）电子技术》高等教育出版社秦曾煌主编《电子线路（第四版）》电子工业出版社谢自美主编《电子技术基础实验》高等教育出版社陈大钦主编。