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

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

[]康华光．电子技术基础（模拟部分）（第版）[]．北京：

高等教育出版社，

[]阎石．数字电子技术基础（第版）[]．北京：

高等教育出版社，

[]陈光明.电子技术书课程设计与综合实训[]．北京航空航天出版社.

审查意见

系（教研室）主任签字：

年月日

引言…………………………………………………………………………

一、方案设计与功能说明

1.1方案论证…………………………………………………………

1.2方框图……………………………………………………………

1.3功能说明…………………………………………………………

二、电路设计

2.1模块设计

2.1.1启动呼叫模块设计…………………………………………

2.1.2选择模块设计………………………………………………

2.1.3译码显示模块设计…………………………………………

2.1.4发声模块设计………………………………………………

2.1.5计数显示模块设计…………………………………………

2.2单元电路设计

2.2.1编码器…………………………………………

2.2.2八输入与非门……………………………………………

2.2.3译码器……………………………………………………

2.2.4蜂鸣器……………………………………………………

2.2.5计数器…………………………………………

2.2.6数码显示器………………………………………………

三、整机电路图…………………………………………………………

四、心得体会……………………………………………………………

五、参考文献……………………………………………………………

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、方案设计与功能说明

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：

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，而变得更加的灵活与多样，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与之配套，价格中等，制造较难，维修亦较难。

方案：

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，与单片机相比，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，同时将信号送入进行编码。

编码器：

选用编码器，将送来的信号进行编码，再送入译码器。

译码器：

选用译码器，将送来的信号进行译码，译成相应的码以驱动数码管。

数码管：

选用七段显示器。

其相应端口与译码器相连，根据送入的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，由一个八输入与非门跟蜂鸣器构成。

计数电路：

每当病人按动床位按钮，输入一次脉冲信号，输出编码送入译码器译成相应的码，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（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。

该电路总共采用路，分别代表个病床，如果想要扩展，可在该基础上进行扩展。

此处为了便于设计，采用路按钮开关。

另外有一路是连接输入使能端总开关。

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

将编码器的个输出端与译码器个输入端相连，另外根据使能输出端的特性：

当使能输入端为时并且无有效信号输入时，输出为；当使能输入端为时并且为有效信号输入时，输出为。

利用端的输出来控制数码显示电路的启动与熄灭复位。

线线优先编码器（）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，并且将端的输出信号传到七段字形译码器（）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

将线线优先编码器（）输出的三位二进制编码转换成病床号所对应的码，再将该码输入到七段字形译码器（）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

由一个八输入与非门，一个限流电阻（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

2.2.1优先编码器

管脚图与功能表如下:

管脚图

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。

该编码器有个信号输入端，个二进制码输出端。

此外，电路还设置了输入使能端，输出使能端和优先编码工作状态标志。

当时，编码器工作；而当时，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。

当为，且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑）时，优先编码工作状态标志为。

表明编码器处于工作状态，否则为。

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

只有在为，且所有输入端都为时，输出为，它可与另一片同样器件的连接，以便组成更多输入端的优先编码器。

2.2.2八输入与非门

与非门当有一个输入，输出。

其引脚如下图

2.2.3译码器（）

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。

译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。

是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。

管脚图

灭灯输入  

是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。

当作输入使用且＝时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入～均为，所以字形熄灭。

作为输出使用时，受控于和。

当＝且＝，输入代码时，；若或者＝且＝，则。

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  

当＝时，是输出端，且＝，此时无论其它输入端是什么状态，所有各段输出～均为,显示字形。

该输入端常用于检查本身及显示器的好坏。

从功能表还可看出，对输入代码，译码条件是：

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

 、、、、为码输入端。

 、、、、、、：

为译码输出端，输出为高电平有效。

工作真值表如下表所示。

功能表

2.2.4蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。

我们本次设计就是用这种设备来模拟，它的外形常见的有以下几种，如图所示。

一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长的就为正极，短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。

如下图所示：

2.2.5异步十进制计数器

其逻辑图和外引线排例图下图所示。

它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。

如果计数脉冲由端输入，输出由

端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲由端输入，输出由

引出，即是五进制计数器；如果将

与相连，计数脉冲由输入，输出由

引出，即得码十进制计数器。

因此，用两片计数器可以连接成一个一百进制计数器以统计传呼次数。

2.2.6数码显示器

数码显示器是用来显示数字、文字或符号的器件，现在已有多种不同类型的产品，广泛应用于各种数字设备中，目前数码显示器件正朝着小型、低功耗、平面化方向发展。

数字显示方式目前以分段式应用最普遍，下图表示七段式数字显示器利用不同发光段组合方式，显示～阿拉伯数字。

它是通过译码器对其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，如下图所示。

七段数字显示器显示数字

三、整机电路图

四、心得体会

漫长的课程设计终于完成了，在这之前我们也做过训练我这方面能力的课程设计和实习，像电工电子实习。

但这次是第一次完全由自己设计电路，遇到的困难可想而知。

这次的数电课程设计，我做的是个比较简单的医院病人紧急呼叫系统，任务拿到手上之后觉得确实很简单再加上以前数电也还学的不错，直到真真自己动手设计时才发现理想与实际之间的差距很大，以前学的那些芯片管脚及功能都很模糊。

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。

我也争强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，同时通过通过独立思考，深入研究有关问题，学会了自己分析解决问题的方法，初步掌握了简单使用电路的分析方法。

通过这次课程设计使我懂的了理论与实际相结合的重要性，只是一味的学那些死的理论知识是远远不够的，只有把所学的理论和实践相结合，才能真正掌握一门科学，一味的纸上谈兵是行不通的，实践还可以提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，这也是为在当代急需的实践型人才的社会的一种准备。

付出就会有收获，这次课程设计，虽然过程曲折难尽，但也收获良多，也将成为我人生旅途的一段美好的回忆。

五、参考文献

1）《现代电子学及应用》，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，年

2）《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社，年

3）《集成电子技术基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社，年月

4）《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，年月

5）《新编集成电路应用例》陈永甫编著电子工业出版社年