医院多路呼叫器.docx

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医院多路呼叫器

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专业名称：

09电子信息工程

2010年4月

多路呼叫器

摘要：

本文章设计了一种可实现病房和值班室之间双向传递信息功能的八路呼叫器，病房中安装按钮开关K0～K7和发光二极管D0～D7，将数码管和蜂鸣器安装在护士值班室。

没有病人呼叫时蜂鸣器不叫，数码管熄灭。

病人按下开关K2时，值班室的蜂鸣器报警并使数码管显示2；同时装在病房中的发光二极管点亮，提示病人信号已传送到值班室。

只有按下装在值班室内的开关才会使数码管熄灭，蜂鸣器停止呼叫；同时也熄灭装在病房中的发光管，以便告诉病人，值班人员已经知道某号病人的呼叫。

关键词：

呼叫器数码显示蜂鸣报警

引言

呼叫器是一种带有一个或多个按键，针对特定接收单位发送预设定信息的电子装置。

可应用于咖啡厅、中餐厅、网吧、茶楼、KTV等消费娱乐场所，为客人创造安静、快捷、舒适的环境，需要服务的时候不用大喊大叫。

也可应用于医院、诊所等公共卫生场所，为病人提供方便，快捷的服务。

一、系统设计

本文设计了一种可实现病房和值班室之间双向传递信息功能的八路呼叫器，病房中安装按钮开关K0～K7和发光二极管D0～D7，将数码管和蜂鸣器安装在护士值班室。

没有病人呼叫时蜂鸣器不叫，数码管熄灭。

病人按下开关K2时，值班室的蜂鸣器报警并使数码管显示2；同时装在病房中的发光二极管点亮，提示病人信号已传送到值班室。

只有按下装在值班室内的开关才会使数码管熄灭，蜂鸣器停止呼叫；同时也熄灭装在病房中的发光管，以便告诉病人，值班人员已经知道某号病人的呼叫。

电路原理框图如下：

系统原理框图

2、单元电路设计

（1）电源模块

220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压12V，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压（该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化）。

此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。

LM7805是常用的三端稳压器，一般使用的是TO-220封装，能提供DC5V的输出电压，应用范围广，内含过流和过载保护电路。

带散热片时能持续提供1A的电流，如果使用外围器件，它还能提供不通的电压和电流。

　lm78XX系列集成稳压器的典型应用电路图，是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。

IC采集成稳压器lm7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。

当输出电流较大时，lm7805应配上散热板。

　　为提高输出电压的应用电路。

稳压二极管VD1串接在lm78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。

VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护lm7800稳压器输出级不被损坏。

LM7805引脚图（管脚图）

（二）时钟模块

本文用NE555设计的多谐振荡器作为系统时钟，该多谐振荡器产生占空比为50%的方波信号，为控制电路提供计数脉冲。

时钟周期可用555设计工具直接计算得出。

555定时器设计工具界面图

最终原理图如下：

时钟电路

NE555的引脚图及功能：

1地GND

2触发

3输出

4复位

5控制电压

6门限（阈值）

7放电

8电源电压Vcc

（三）控制电路

本系统的使用的控制电路由十进制计数器CC4510、16路模拟开关CC4067及触发器4013组成。

控制电路通过不断巡回检测病房中的8个开关来实现系统功能。

刚接通电源时，由于C1两端电压不能突变，触发器CC4013的4脚为高电平，1脚输出为低电平。

该低电平分别作用到十进制计数器CC4510、16路模拟开关CC4067-2（这里仅用其中8路）以及7段译码器CC4511，使计数器允许计数、8个发光二极管不亮、数码管不显示数字。

振荡脉冲信号作用到十进制计数器CC4510后，计数器的8个状态每扫描一遍所需时间仅14ms；由于计数器的状态作为模拟开关CC4067的地址信号，这样，每当按下病房中的开关，电路就能迅速作出反应。

如按下K2，则CC4067-1的输出端1脚就会马上输出一个高电平使触发器CC4013置1，并自1脚输出高电平作用到CC4510的5脚，使计数器停止计数，计数器保持状态为0010。

此时，

（1）CC4067-2的公共输入端l脚与7脚接通使VD2点亮；

（2）CC4511的熄灭控制无效，0010经译码后显示数字2；（3）CC4013输出的高电平经3DG12驱动使蜂鸣器报警；（4）在CC4013输出仍为高电平的情况下，由于计数器停止计数，其他病房按动开关时，不会点亮相应的指示灯。

只有按下开关K后才能使触发器CC4013复位，电路恢复到初始状态，以便接受另一位病员的呼叫。

CC4510引脚图及功能：

CI进位输入端

LD数据置入控制端

CO/BO进位/错位输出端

Q0～Q3计数器输出端

CP时钟输入端

U/D加/减计数控制端

D0～D3并行数据输入

VDD正电源

CR清除端

Vss地

CC4067引脚图及功能：

A0～A3地址端

C控制端

I0/O0～I15/O15输入/输出通道

O/I公共输出/输入端

VDD正电源

Vss地

功能表：

CC4013引脚图及功能表：

CD4013双D触发器

14-VDD;13-Q2;12-Q2非;11-CP2;10-R2;9-D2;8-S2

1-Q1;2-Q1非;3-CP1;4-R1;5-D1;6-S1;7Vss

（四）显示模块

显示模块由CD4511译码器和LED数码管组成，当控制电路扫描并锁定某一开关时，就把开关号送到CD4511的A、B、C、D的二进制输入端，并使CD4511消隐失效，CD4511就把A～D端口的状态进行译码，最后驱动LED显示相应的十进制数。

具体电路如图所示。

引脚图及功能：

A0～A3二进制数据输入端

BI输出消隐控制端

LE数据锁定控制

LT灯测试

VDD正电源

Vss地

Ya～Yg数据输出端

（5）报警电路

本报警电路结构简单且易于实现，由

蜂鸣器、PNP三极管9013和电阻R1组

成，当有病人请求时，控制电路给出高电平控制信号，使开关三极管9013导通，从而驱动蜂鸣器发出报警。

具体电路如图所示。

三、完整的电路图

四、安装调试

在安装硬件电路时，一定要心细、眼明、头脑要清醒，接线要非常的细致，排版非常重要，元件的正负要特别注意。

在调试的过程中，一定要仔细看各个点的波形、测量各个点的电压，分析思考为什么会出现这种现象，这个现象是什么原因引起的，针对这个现象我们应该怎么去解决。

更重要的一点就是我们要有耐性和毅力。

因为有时电路图有可能在原理上是正确的，但是你就是调试不出来，怎么办？

这个时候就需要我们有耐心和毅力的支持。

在找对问题的关键所在的时候，我们要不断的去尝试，针对一个问题去寻求它的最佳解决方案，以达到设计的最好水平。

还记得在我们本次比赛时在设计过程中，就出现了这样一种情况：

一个探测电路在调试过程中浪费了我们好几个钟的时间，最后我们在检查过程中才恍然大悟，原来是电源出了问题，我们用的电源不够稳定，在测试时差了零点几伏以至于检测不稳定，最初还以为是硬件问题，就这样使我们的进度拖后了好几个钟头。

所以在调试过程中电源问题要特别注意。

在软件方面，进度要和硬件同步，不要说硬件没出来就不对软件进行调试，这种方法是大错特错的，因为软件调试往往比硬件要久而且不直观，难检查这点要特别注意

五、心得体会

电子设计大赛给我们的感触很大,举行电子设计的目的就是提高大学生的动手能力,为走上工作岗位提供了更好的平台,所以我们要好好珍惜这次机会,说实在的即使你没有获得成功,你也会有很大的收获,同时也会给你很深的感受。

我感到电子设计大赛使我们成熟起来。

我想比赛不能只看结果，主要是过程。

在这个过程中不仅在知识技能、学习能力，还是心态、意识上自己都有了进步。

我学到的不仅是如何学习，如何解决问题，还有如何合作与沟通。

我将努力地扩展知识面，把握更多的实践机遇，不断提高自己。

不管干什么都要自信,千万不要轻易的放弃,只要坚持不懈,一定会有结果的,经历了这次电子设计大赛,经历了酸甜苦辣,体会到了成功并不是一件容易的事情,只有亲身经历了,才知道他的内涵。

六、元件清单

元件名称

数量

元件名称

数量

按键开关

9个

扬声器

1个

发光二级管

9个

7805三端稳压器

1个

NE555集成块

1个

4510集成块

1个

4013集成块

1个

4511集成块

1个

4067集成块

2个

9013三极管

1个

数码管

1个

IN4007二极管

4个

104电容

1个

103电容

2个

47uF电容

1个

10uF电容

2个

变压器

1个

1K电阻

1个

10K电阻

11个

4.7K电阻

1个

100K电阻

1个

4.3K电阻

2个

160K电阻

8个