《病房呼叫系统》word版参考模板.docx
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《病房呼叫系统》word版参考模板
武汉工业学院
病房呼叫系统设计实验
实验报告
专业：
电子信息工程
班级：
电子1001班
学号：
**
姓名：
**
2012年11月18日
病房呼叫系统设计
一、实验目的：
通过实际设计制作一个病房呼叫系统，学习掌握电子系统设计的基本流程；了解掌握多种电子元器件的种类，性能与使用方法；掌握电路和系统的设计制作方法和调试方法。
二、设计任务：
要求利用一块多孔实验电路板，设计制作一个医院病房呼叫系统，其主要功能有：
1、呼叫功能：
能实现8个病房对护士站的呼叫，病人有情况时，按一下自己床边的呼叫按键就能呼叫护士；
2、显示功能：
有病房呼叫时，护士站的数码管显示器上会显示相应的床位号；无呼叫时显示器上无显示；
3、报警功能：
有病房呼叫时，护士站的喇叭会发出一响一停的报警声，同时，数码管显示器上显示的床位号会与报警声同步闪烁；
4、呼叫保持功能：
有呼叫键按下后，即使按键松开了，呼叫显示和报警声也能保持，直到护士响应呼叫；
5、清除功能：
护士响应呼叫后，按下清除键即可清除呼叫报警声及显示。
三、方案设计：
该系统采用8个按键开关来模拟各病房里的呼叫按钮。
为了将不同的按键信号转换成能显示的床位号（0-7），首先应该用一片8-3编码器芯片将位呼叫信号转换成000-111的三位二进制编码；加按键锁存电路将该按键呼叫锁存保持住；三位二进制编码信号再经过一片BCD七段码译码器芯片，转换成七段码，再接到一个共阴极的LED数码管上供显示。
报警闪烁和报警声分别用2个555电路产生的方波驱动实现。
用锁存住的呼叫信号同时触发这2个555发生电路，其中报警闪烁方波频率可设为1hz，报警声音频方波频率可设为128hz。
报警闪烁方波信号接到数码管的COM端（阴极）控制数码管的闪烁；报警声音频方波经放大后接到蜂鸣器上。
当清除键按下时，呼叫信号被清除，2个555均停止工作。
四、电路设计与参数计算
1、按键模块
按键选用8个独立按键，选用74LS148编码芯片对按键进行编码
图1
芯片74LS148资料如下
74LS148为8线－3线优先编码器，共有54/74148和54/74LS148两种线路结构型式，将8条数据线（0－7）进行3线（4-2-1）二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。
编辑本段芯片管脚
图2
管脚图
0－7编码输入端（低电平有效）
EI选通输入端（低电平有效）
A0、A1、A2三位二进制编码输出信号即编码输出端（低电平有效）
GS片优先编码输出端即宽展端（低电平有效）
EO选通输出端，即使能输出端
功能表
输入
输出
EI
0
1
2
3
4
5
6
7
A2
A1
A0
GS
EO
H
X
X
X
X
X
X
X
X
H
H
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L
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L
H
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H
H
H
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H
H
H
H
L
H
图3
H－高电平L－低电平X－任意
锁存我们选用74HC573芯片进行按键信息的锁存
资料如下
图4
图5
当第1个按键按下时，锁存端将74LS148的编码锁存。
送往七段数码管译码器
2、显示模块
图6
数码的显示方式一般有三种：
第一种是字形重叠式，它是将不同字符的电极重叠起来，要显示某字符，只须使相应的电极发亮即可，如辉光放电管、边光显示管等。
第二种是分段式，数码是由分布在同一平面上若干段发光的笔划组成，如荧光数码管等。
第三种是点阵式，它由一些按一定规律排列的可发光的点阵所组成，利用光点的不同组合便可显示不同的数码。
数字显示方式目前以分段式应用最普遍，七段式数字显示器利用不同发光段组合方式，显示0～15等阿拉伯数字。
在实际应用中，10～15并不采用，而是用2位数字显示器进行显示。
其七段数字显示器发光组合图如下图（5）所示。
它是通过74LS48对其A.B.C.D.E.F.G段二极管的明暗进行控制，最后使得其显示出一定的数字模式。
图7七段数字显示器显示数字
在本设计中我们用的是74LS48来对数码管进行控制。
下面来看一下74LS48的引脚图及功能图，如图（6）图（7）所示：
图874LS48的功能引脚图
图974LS48功能图
3、报警模块
图10
报警闪烁和报警声分别用2个5电路产生的方波频率可设为1HZ（可用电位器调节）报警闪烁方波信号接到数码管的COM端控制数码管闪烁；
振荡频率F=1/[（R1+2R2）Cln2]
具体接法：
8接电源、1接地、三接输出没问题、5串电容、4串电阻、7脚连只电位器、2，6共接容阻间。
这是我自己总结的口诀其中1-8是555管脚，从4脚出来的引线先接R1后串R2，C为电容10uf即可。
555组成的多谢振荡器中产生的方波频率f=1.44/（R1+2×R2）C;R1=5.1k;R2=4.6k
C=0.1uf；f=1.44/（5100+2×4600）×0.0001=1Hz；
第二个555组成的电路中f=1/1.1RC;R=5.1k;C=0.1uf;f=128HZ;
放大电路中Rb1=1k；Rb2=1k；Rc=1k；Re=10ohm；电压放大倍数
Au=—β（Rc//RL）/rbe+（1+β）Re=16.5
4、电源模块
本毕业设计中使用的模块需要的供电电压为3.3V而芯片所使用的电压为5V故需要电源转换电路。
这里使用的是L7805芯片。
L7805可调电压输出版本能提供的输出电压范围为4.65V~5.35V。
考虑到使用上的稳定和方便所以我选择了5V固定电压输出版本的L7085芯片。
图11
图12
我们采用典型电路接法产生较稳定的电压VCC，使用的电容位2200uf和1000uf电解电容滤波
5、复位模块
当病人呼叫成功后医护人员解决完后需要重新启动呼叫电路，这是需要复位电路清除呼叫来实现。
电路图如图1所示，当按下SW-PB时，产生高电平送往74LS148译码器EI端，使其清零。
释放按键后电路恢复原样可以继续下一次呼叫。
五、系统电路详图：
六、系统调试过程与问题分析：
第一次调试：
没有任何反应问题：
滤波稳压电路部分有一个接口没有接电源；
第二次调试：
有声音，但是很小而且没有规律有噪音，数码管显示器部分能显示问题：
2个555有两个接口没有接电源，编码器有问题；
第三次调试：
声音很大，但是没有规律，数码管显示器不能显示问题：
报警闪烁的555芯片电路有问题，编码器有问题。
七、验收结果：
有报警声音但是没有规律，数码管显示器不能显示；电路板布局合理美观；焊接走线工整，焊点光亮，焊锡量适当，无漏焊、短路。
八、设计总结、心得：
首先，你必须弄懂电路图原理，任何事情只有完全弄明白了才能完成得很好！
自己设计的电路图跟老师给的元器件有差别，只有知道电路图原理才知道怎样去改动自己的原理图。
前面一定要做好自己的功课，对每一个微小细节都要理解透彻。
连线方面开始时一定要先大致部好格局，然后有规律的一个一个元器件的去连接，不然到最后还要每个元器件引脚的检查，线参杂在一起也容易短路。
这个实验是两个一组的，和同伴要先分好任务，然后一起协调焊接，使效率达到最大化，不然越到后面越手忙脚乱的，以至于不能完成实验任务。
九、意见建议
希望以后这样的动手实验可以多一点，这样可以更全面的去锻炼自己。
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