数电课程设计医院病人紧急呼叫系统.docx

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数电课程设计医院病人紧急呼叫系统.docx

数电课程设计医院病人紧急呼叫系统

电子技术

课程设计

成绩评定表

设计课题:

住院病人传呼医务人员系统

学院名称:

电气工程学院

专业班级:

学生姓名:

学号:

指导教师:

设计地点:

设计时间:

指导教师意见:

 

成绩:

签名:

年月日

电子技术课程设计任务书

学生姓名

专业班级

学号

题目

住院病人传呼医务人员系统

课题性质

工程设计

课题来源

自拟

指导教师

主要内容

(参数)

设计一个住院病人传呼医务人员系统。

病人拉动床头开关,医务人员的值班室内将按病人拉动开关的先后,显示病床号和床位号,同时用蜂呜声提醒医务人员注意,蜂呜声在医人员按下应答按钮后停止。

系统能对一天内病号的呼叫次数按人统计次数,以利医务室人员了解病员情况。

任务要求

(进度)

第1-2天:

熟悉课程设计任务及要求,查阅技术资料,确定设计方案。

第3-4天:

按照确定的方案设计单元电路。

要求画出单元电路图,元件及元件参数选择要有依据,各单元电路的设计要有详细论述。

第5-6天:

撰写课程设计报告。

要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确,篇幅合理。

主要参考

资料

[1]康华光.电子技术基础(模拟部分)(第5版)[M].北京:

高等教育出版社,2004

[2]阎石.数字电子技术基础(第5版)[M].北京:

高等教育出版社,2006

[3]陈光明.电子技术书课程设计及综合实训[M].北京航空航天出版社.2007

审查意见

 

系(教研室)主任签字:

年月日

引言…………………………………………………………………………5

一、方案设计及功能说明

1.1方案论证…………………………………………………………5

1.2方框图……………………………………………………………6

1.3功能说明…………………………………………………………7

二、电路设计

2.1模块设计

2.1.1启动呼叫模块设计…………………………………………7

2.1.2选择模块设计………………………………………………8

2.1.3译码显示模块设计…………………………………………9

2.1.4发声模块设计………………………………………………10

2.1.5计数显示模块设计…………………………………………10

2.2单元电路设计

2.2.174LS148编码器…………………………………………11

2.2.2八输入及非门……………………………………………12

2.2.3译码器……………………………………………………13

2.2.4蜂鸣器……………………………………………………15

2.2.574LS290计数器…………………………………………15

2.2.6数码显示器………………………………………………16

三、整机电路图…………………………………………………………17

四、心得体会……………………………………………………………17

五、参考文献……………………………………………………………18

 

住院病人传呼医务人员系统

引言

本设计的主要目的是实现一个当医院发生紧急情况时,病房之中又有多个病人需要护理的一个先后依次的电路。

用于住院病人传呼医务人员系统。

住院病人经常需要医务人员及时诊治和护理,但医务人员又无法时刻守在病人身边,当病人需要输液、输氧或急需医务人员治疗处理时,只需按动床前的呼唤器即可得到有效医护。

当有病人进行呼叫时,系统会自动先处理先后按下的病房,同时产生声音信号。

另外在产生信号的同时系统会显示呼叫病人的病房编号,同时蜂鸣器发出声响,提示医护人员。

这样医护人员可以根据呼叫信号及时对每一位呼叫病人进行救治。

当有多个病人同时进行呼叫时,系统会根据按下的先后顺序以此显示,在第一个呼叫信号被医护人员完成后,再人为的按下开关置低电位,关闭已处理的最先呼叫信号,系统按先后按下的顺序显示其他呼叫病人的编号。

再医护依次处理呼叫人员直到每位病人处理完毕。

一天下来,系统能对病号的呼叫次数按人统计次数,以利医务室人员了解病员情况。

此呼叫系统的使用能让医院出现紧急状况时临危不乱,能对病人的突发情况进行及时有效治疗,让救护工作紧张有序的进行。

同时,医院可以在有本系统的情况下,更加合理有效的安排值班的医护人员,为医院节省大量人力、物力、财力。

本设计主要是采用数字、模拟电路的一些基础原件来完成,结构简单,安装方便,价格低廉来完成病房紧急呼叫系统。

通过阅读并学习本论文可以大概了解此系统原理。

一、方案设计及功能说明

1.1.方案论证

病房呼叫系统的设计方法很多,可由多种类型电路来构成,这里提供两种方案供选择:

 

方案1:

单片机系统控制方案 

单片机是核心控制元件,利用编程语言对其功能的设计。

主机电路接收由分机电路送来的DTMF码,首先经过放大解码,然后将解码后的二进制信号送到去伪码电路,对它进行去伪码;在完成去伪码后,送到译码驱动电路,去驱动数码管显示。

在显示的同时,放大解码电路还输出一个信号,使双声受控振荡器起振,发出振荡波,经过放大去推动蜂鸣器发声。

其优点是用软件设计替代了硬件设计,使得硬件的功能设计不再仅局限于硬件本身,而变得更加的灵活及多样,也大大降低了硬件功能设计的难度。

其缺点是抗干扰性能差,不通用,并且需要有接口电路及之配套,价格中等,制造较难,维修亦较难。

      

方案2:

数字逻辑电路控制方案 

数字逻辑电路控制系统主要由各种逻辑元件构成,经过74LS148简单的编码,然后将信号传送到译码驱动电路,最后用数码管显示输出。

同时,接通蜂鸣器发出声响,提醒医护人员。

硬件设计思路非常简单,造价低廉,元件少,体积小,稳定性好,可靠性和性价比都很高。

缺点在于功能实现后电路结构复杂,维护起来比较困难。

 

在本设计中,采用数字逻辑电路控制系统,及单片机相比,该电路具有价格低,元件少,体积小,稳定性好,可靠性高的特点。

因此,在本设计上采用数字逻辑电路方案

一.2.方框图

一.3.功能说明

床位开关电路:

住院病人可通过按动自己的床位按钮启动发声传呼电路,同时将信号送入74LS148进行编码。

编码器:

选用74LS148编码器,将送来的信号进行编码,再送入7448译码器。

译码器:

选用7448译码器,将送来的信号进行译码,译成相应的BCD码以驱动数码管。

数码管:

选用LED七段显示器BS201A。

其相应端口及译码器相连,根据送入的BCD码显示救助病人的床位号。

发声电路:

住院病人可通过按动自己的床位按钮启动发声电路,由一个八输入及非门跟蜂鸣器构成。

计数电路:

每当病人按动床位按钮,74LS290输入一次脉冲信号,输出编码送入7448译码器译成相应的BCD码,再驱动数码管显示病人呼叫次数。

二、电路设计

2.1模块设计

2.1.1启动呼叫模块设计

一个或者多个病人通过关闭其对应的呼叫开关,来开启其支路的呼叫显示模块,进而开启整个病房呼叫系统。

 

显示模块采用一般开关驱动,高电平有效,并且每条支路加了限流电阻(200欧姆)为了使得模块能正常工作。

 

当一名或者多名病人闭合各自的呼叫开关时,其对应的支路接通,并由初始的高电平变为低电平电平,对应的支路显示灯会亮起,并且同时将有效信号传到下一个功能模块—选择模块。

该电路总共采用7路,分别代表7个病床,如果想要扩展,可在该基础上进行扩展。

此处为了便于设计,采用7路按钮开关。

另外有一路是连接74LS148输入使能端总开关K。

备注:

此处优先级是相同的,也就是说如果某一病床呼叫,在报警期间,其他按钮无效。

我们此处设计的是简易装置,如果需要优先级或者可查询,可在此基础上进行软硬件的扩展,实现所需功能。

2.1.2选择模块设计

将编码器的3个输出端及译码器3个输入端相连,另外根据使能输出端EO的特性:

当使能输入端EI为0时并且74LS148无有效信号输入时,EO输出为0;当使能输入端EI为0时并且74LS148为有效信号输入时,EO输出为1。

利用EO端的输出来控制数码显示电路的启动及熄灭复位。

8线-3线优先编码器(74LS148)将输入的低电平有效信号进行优先选择,并且将选择出的信号传到译码显示模块,并且将EO端的输出信号传到七段字形译码器(7448)来启动数码管显示电路。

 

电路图电路如下:

2.1.3译码显示模块设计

将8线-3线优先编码器(74LS148)输出的三位二进制编码转换成病床号所对应的BCD码,再将该BCD码输入到七段字形译码器(BS201A)并由七段阴极数码管显示病床号数字。

其流程图如下:

译码显示模块设计流程图

电路图如下:

2.1.4发声模块设计

由一个八输入及非门74LS30,一个限流电阻(200欧姆),一个蜂鸣器构成。

电气原理图:

2.1.5计数显示模块

由两片74LS290组成一百进制计数器,再经过译码器译码,送入数码管显示出病人传呼总数。

2.2单元电路设计

2.2.174LS148优先编码器

管脚图及功能表如下:

74LS148管脚图

74LS148功能表

选用优先编码器,允许了同时输入两个以上的编码信号,虽然只对优先权最高的一个进行编码,但避免了普通编码器在多个编码信号输入下输出发生错乱的情况。

该编码器有8个信号输入端,3个二进制码输出端。

此外,电路还设置了输入使能端EI,输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。

当EI=0时,编码器工作;而当EI=1时,编码器处于非工作状态。

这种情况被称为输入低电平有效,输出也为低电来有效的情况。

当EI为0,且至少有一个输入端有编码请求信号(逻辑0)时,优先编码工作状态标志GS为0。

表明编码器处于工作状态,否则为1。

由功能表可知,在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端(优先级别最低位)有低电平输入时,A2A1A0均为111,出现了输入条件不同而输出代码相同的情况,这可由GS的状态加以区别,当GS=1时,表示8个输入端均无低电平输入,此时A2A1A0=111为非编码输出;GS=0时,A2A1A0=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码(编码输出)。

EO只有在EI为0,且所有输入端都为1时,输出为0,它可及另一片同样器件的EI连接,以便组成更多输入端的优先编码器。

2.2.2八输入及非门

及非门74LS30当有一个输入0,输出1。

其引脚如下图

2.2.3译码器(7448)

译码为编码的逆过程。

它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。

实现译码的逻辑电路成为译码器。

译码器输出及输入代码有唯一的对应关系。

7448是输出低电平有效的七段字形译码器,它在这里及数码管配合使用。

7448管脚图

灭灯输入BI/RBO  

BI/RBO是特殊控制端,有时作为输入,有时作为输出。

当BI/RBO作输入使用且BI=0时,无论其它输入端是什么电平,所有各段输入a~g均为0,所以字形熄灭。

BI/RBO作为输出使用时,受控于LT和RBI。

当LT=1且RBI=0,输入代码DCBA=0000时,RBO=0;若LT=0或者LT=1且RBI=1,则RBO=1。

该端主要用于显示多位数字时,多个译码器之间的连接。

 

 试灯输入LT  

当LT=0时,BI/RBO是输出端,且RBO=1,此时无论其它输入端是什么状态,所有各段输出a~g均为1,显示字形8。

该输入端常用于检查7488本身及显示器的好坏。

  

从功能表还可看出,对输入代码0000,译码条件是:

LT和RBI同时等于1,而对其它输入代码则仅要求LT=1,这时候,译码器各段a~g输出的电平是由输入BCD码决定的,并且满足显示字形的要求

 A1、A2、A3、A4、为8421

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