紧急呼叫系统.docx

1、紧急呼叫系统一、设计要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1二、设计提示- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1三、设计思路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2四、单元电路设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2五、总体电路设计（总电路图）- - - - - - - - - - - - - - 8六、安

2、装及调试步骤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8七、故障分析与电路改进 - - - - - - - - - - - - - - - - - 10八、总结和体会 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12九、评分表- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13十、附录参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14十一、参考文献 - - - - - - - - - -

3、- - - - - - - - - - - - - - 141.设计要求 设计要求：1.当病人紧急呼叫时显示病人的编号。（在此设定为67号两个病人）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。（7号优先级最高）3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，系统按优先级别显示其它呼叫病人的编号。2.设计提示： 1.系统由呼叫信号锁存、优先编码、进制译码、示及逻辑控制清除等几部分组成。2.电路的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

4、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。设计框图如下：3.设计思路接到设计要求，首先考虑的是优先权得问题，这个可以用优先编码器解决。信号需要反馈又涉及到了信号得锁存问题，可以用触发器解决，同时可以解决逻辑清0问题。大体思路如下： 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按键信号，由优先编码器完成信号优先级的送别，并提供相关的显示输出编码。呼出信号由信号锁存

5、（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)。在这里信号锁存用到D触发器7474,优先编码用8-3优先编码器74148,二进制译码用3-8二进制译码器74138, 信号呼入用到六反相器74LS04.（设计图中的声光提示不做要求） 4单元电路设计1)信号锁存信号锁存用74LS74正边双D触发器. 输 入 输 出 预 置清 除时 钟 D Q Q SD RD CP 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 x Q0 Q0（2）7474功

6、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。假设Q的初始状态为低电平，当给SD一个高电平时，输入一个时钟信号是，D触发器被强制翻转，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0.2 )优先编码在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。而优先编码器已经将输入的信号优先的顺序进行了排除，当同时有几个信号输入时，只对其中优先级最高的那个进行编码。在此设计电路中，优先编码器可以用8-3线优先编码器74LS148.。真值表如下：E1

7、| 0 1 2 3 4 5 6 7 | A2 A1 A0 | GS EO -|-|-|- 1 | X X X X X X X X | 1 1 1 | 1 1 0 | 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

8、 1 | 1 0 1 | 0 1 0 | X 0 1 1 1 1 1 1 | 1 1 0 | 0 1 0 | 0 1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 | 0 1 由表中可以看出，在E10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70时，无论其它输入端有无信号输入，输出端只给出7的编码，其余的类同。而在本试验中给出的四路信号中7号位的优先给最高，所以把7号的信号至于最高位。3)进制转换 二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组与输入代码一一对应的高，低电平信号。由于需要反馈信号，需要2进制进行转换，由此用到3

9、-8二进制译码器74138.。输入输出S1A2A1A011111111101111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110真值表如下:从功能表中我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。4)其他元件信号呼入要用到CT74LS04反相器：真值表： A | Y- 1 |

10、0 0 | 15.电路设计（总电路图）6.安装步骤数字电路系统设计是自上而下的，但在电路的安装、调试时，都是自下而上的。首先，安装并调试每个子系统对应的单元电路；然后，逐渐扩大将几个单元电路进行联调；最后，进行整机调试。 电子电路的安装：根据设计好的总体电路图，把各种元器件按照电路图组装起来，现分别介绍如下： 整体结构布局: 整体结构布局应从全局出发，决定电子装置各部分的空间位置。 电路板结构布局: 在一块板子上按电路图把元件组装成电路。必须考虑的是元器件在电路板上结构布局问题。布局的优劣不仅影响电路板的走线、调试、维修以及外观，对电路板的电气特性也有一定的影响。元器件的插接:插接方式是把组成

11、电路的所有元器件插在面板上。 7.调试步骤 调试就是对安装后的电路进行参数和工作状态测试。通常，调试工作是按信号的流程逐级进行的，可以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入端倒推。第一步：不通电检查 电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。 第二步：直接检查 连线检查完毕后，直接检查电源、底线、信号线、元器件接线端之间有无短路，连线间有无接触不良，二极管、三极管、电解电容等有极性元件引线端有无错接、反接，集成块是否插接正确。 第三步：通电检查 把经过准确测量的电源电压接入电路，但暂时不接入信号源

12、，首先观察有无异常现象，如冒烟、异味、触摸器件有无过热，电源是否短路等，如有异常现象应立即切断电源，排除故障后方可通电。 第四步：分块测试 分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一个模块进行调试。比较理想的调试程序是按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的联调创造条件。 此电路大致可以分以下几个模块测试，首先测试从3个D触发器出来的信号是否正常（清零也要测量），然后信号通过74148和74LS04后出来的信号可以直接接到数码管上测量，然后测试信号经过74138后是否正确，最后测量通过3个7474的信号，如果正确就可以把信号接回到模拟2个病人的

13、D触发器的清零端。 第五步：整机联调 对于复杂的电子系统，在分块调试的过程中，由于是逐步扩大范围，故实际上已经完成某些局部联调工作，只要做好各功能模块之间接口电路的调试工作，再把全部电路连同，就可以实现整机联调。8.故障分析与电路改进 接线之前应该把器件和导线全部测量一遍，确定都是好的才可以开始接线。第一次接线缺乏经验，我先把器件全部安装好以后就开始接线，由于器件安装的位置不太好，接的乱七八糟，根本看不清，掉了一根线都要找好久才知道是哪个口掉出来的，接好以后便直接测量，发现根本不行，错误也找不出在哪，只好全部拆了重新接线，这样不仅浪费时间，还浪费精力，打击自信心，后来就一个模块一个模块的接，接

14、好一和模块就开始测试，确保万无一失才开始接下一个模块。 我的电路大致出现了以下几种状况： 首先是3个D触发器出来的信号不一样，其中有2个一样是对的信号，另外一个是错误的信号，仔细检查是D端接地了（本应该接高电平）。 然后就是数码管显示的信号不是我所希望看到的信号，比如我按下7号开关，显示的不是7而是5，那就说明有个端口本该出1现在出0了，就可以继续往上一级检查，可能是148出现错误。 再次就是检查138出来的信号，如果跟预想的不一样（该出0的端口出的是1）那就可能是A、B、C的位置没接对。 最后检查通过3个7474出来的信号，每次也只有1个Q出0。 改进：我想如果把最后那2个7474该成1个1

15、60或者192接到138的前面，即信号先经过160或192再经过138可能更好点，最直观看到的就是节省了7474。 总结与体会经两周的绘图和调试，在老师的精心指导下，我们终于完成了本次设计课题的基本要求。在这次课程设计中我深刻的体会到实践可以发现理论上的很多问题，虽然说这样的课程设计是繁琐的，但通过这两个星期的思考与练习，我摸索出一些检查器件和排除故障的简便方法，这是让我最为所获的。 我的这个课题所用到的芯片都是我所熟悉的，所以在设计上思路比较明确。完成了EWB仿真紧接着就是接线了，在这次课程设计中，这项工作是比较繁琐，也是最难的。最开始是测试器件的好坏和导线的好坏，验证器件没问题后就按图纸接

16、线，在接的时候才发现困难重重，在一块小小的接线板上要接上6个芯片，每个器件有十多个引脚，线多得让人眼花缭乱，而且线与插槽接触的很松，一不小心就会把线弄出来，然后再找是哪个槽掉的，十分麻烦，这正是考验一个人的细心和耐心的时候了，不过我们像很多组一样，将线的脚用镊子拐弯，使其牢固一些。虽然我有点禁不住这方面的考验，但在搭档的陪同下我们还是很快把线接完了。但结果是失望的，我们必须开始排除故障，刚开始我们感觉特吃力，不知从和下手。在反复的接线和拆线后，我们发现问题的所在原因是74LS138的Y6引脚坏了。找到了问题的所在让我们兴奋不以。最后我们终于成功的完成了本次课题。经过本次设计，我受益非浅，不仅使

17、我弄懂了数电的很多知识，而且锻炼了我理论与实践相结合的能力。但也发现了自己的一些不足，在今后的学习过程中将更加努力，提高自己的创新能力和实践能力，以适应社会和时代发展要求。最后还要谢谢我们的指导老师老师。电气与信息工程系课程设计评分表项 目评 价设计方案的合理性与创造性硬件制作或软件编程完成情况*硬件制作测试或软件调试结果*设计说明书质量设计图纸质量答辩汇报的条理性和独立见解答辩中对所提问题的回答情况完成任务的情况独立工作能力组织纪律性（出勤率）综合评分 指导教师签名：_ 日 期：_注： 表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填类容； 此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、平分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。附录(元器件清单) CT74LS04 1片 CT74LS74 4片 CT74LS148 1片 CT74LS138 1片参考文献数字电子技术基础 周良权编电子技术课程设计指导 彭介华编电子技术基础实验 陈大钦编