医院病人紧急呼救电路设计.docx

1、医院病人紧急呼救电路设计电子技术课程设计报告题目：医院病人紧急呼救电路设计学生姓名：学生学号：年级：专业：班级：指导教师：机械与电气工程学院制2016年11月医院病人紧急呼救电路设计机械与电气工程学院自动化专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务首先了解系统功能，并根据系统需要实现的功能选择相应的功能芯片，然后查找相关芯片的数据手册，了解各种类型芯片的特性和功能，选择合适的数字芯片型号，最终确定系统的实现方案。其次要思路清晰的给出整体设计框图和总电路图，然后单元电路设计时给出具体设计思路和电路。1.2 课程设计的要求查找优先编码器74LS148、74LS74正边双D触发器、74138

2、二进制译码器、CT74LS04反相器的数据手册，了解各芯片的工作原理、性能参数。根据参考数据手册等相关资料进行各模块电路设计1。利用Proteus软件画出电路原理图和仿真图，调整合适的器件参数，运行仿真，检验仿真结果的正确性。2 医院病人紧急呼救电路设计方案制定2.1 医院病人紧急呼救电路的基本原理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信号。由优先编码器判别信号的优先级，并输出相应的编码到显示器和译码器。二进制译码单路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除呼叫的触发器信号，再根据呼叫信号的

3、优先顺序对其他信号进行处理2。2.2 医院病人紧急呼救电路设计的技术方案 1.当病人紧急呼叫时，显示病人的编号（在此设定为47号四个病人病情依次加重。）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。3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，按一次医生控制按键，系统会清除当前最高优先级编号，显示此优先级编号。依次类推系统按优先级从高到低依次显示其他呼叫病人的编号，当全部处理完后，系统默认显示为零3。优先编码信号锁存 显示呼叫信号信号锁存二进制代码 、清除图1 系统框图3 医院病人紧急呼救电路设计方案实施 3.1 信号锁存电路74LS74正边沿触发双D触发器的动作特点是CP的上升沿到

4、达时输出端状态的转换，并且触发器所保存下来的状态仅取决于CP上升沿到达时的输入状态。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，D触发器被强制翻转,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04。这个电路用到4个7474分别代表4个病人，先把D端置高电平，当给了时钟CP后Q端出高电平1,Q端出低电平0，我们要用的输出端是Q。当清除端给了信号0后Q端出1，利用这点可以对信号进行清除，这样即会显示其它病人的信号。后面还会再用到4个7474锁存由74138出来的信号用来当作开关，再利用此信号接至前面4个D触发器的清除端5。图2 74

5、LS74正边双D触发器图3 信号锁存电路图3.2逻辑控制电路逻辑控制电路运用74121单稳态触发器和74LS160计数器，单稳态触发器输入端接高电平，此时为稳态，输入为低电平输出为高电平，此时为暂态；74LS160有异步清零和同步置数功能。单稳态触发器输出端按74LS160清零端，当医护人员按下开关对74LS160清零，单稳态触发器再次暂时对74LS160清零，也就实现医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，显示下一编码，当最高级别再次呼叫时，能显示其编码，并且也实现了按优先级别显示编码能依次清除6。图4逻辑控制电路图3.3优先编码电路图5优先编码电路图8-3线优先编码器74LS148其引脚如下图

6、所示:图6 74LS148引脚图表174LS148真值表从真值表中可以看出，在E1=0时电路处于正常工作状态，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的优先级别最高，0的优先级别最低，即当7=0时，无论其它输入端有无信号输入，输出端只给出7的编码，其余的同样按优先级别从高到低类推7。在此次试验中给出的四路信号中7号位的优先给最高，所以把7号触发器信号接至I7，64号分解接至I6-I4。当7号病人按下按钮(CP)时,I7出0,无论I4-I6出什么信号都只出001,所以I7的优先级别最高,同理I6,I5,I4的优先级别从高到低依次排列8。3.4二进制译码电路图8 二进制译码

7、单元电路原理表2 74lS148真值表此电路中，当Y1出0时就是清除了7号病人的呼叫信号，Y2-Y4出0时分别清除了病人6-4的呼叫信号9。图9 74LS138引脚图3.5总电路图图10 呼叫系统原理图3.6元件清单表3 所用元件清单名称型号数量8线3线优先编码器74LS1481个3线8线译码器74LS1381个双上升沿触发D触发器74LS744个六反相器74LS044个十进制同步计数器74LS1601个单稳态触发器741211个显示器8段共阴1个单刀双掷开关SW-SPDT 5个4 医院紧急呼救电路设计的仿真实现 4.1 仿真软件介绍Proteus不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真

8、单片机及外围器件。丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相

9、当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等10。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于Proteus提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。4.2 医院紧急呼救电路设计仿真实现按照上面的总电路图建立仿真电路，观察八段共阴显示器上面的输出，下面的图就是仿真的输出结果，当4-7号病人都按下开关呼救按钮，优先显示级别最高的。图11仿真电路图5 总结及心得体会这两周的数字电子课程设计，总的来说还是有不

10、少收获的。因为在这个过程中发现了不少的问题。然后自己去查资料和向同学和老师请教终于把遇到的问题解决了，在这个过程中我学到了不少的新知识。在做这次设计的过程中我学会了使用protues软件，我以前没有接触过这个软件，后来看到有的同学在用，于是就向他们请教怎么用，在同学的指导下我也学会了安装和使用protues软件，这个软件的功能EWB功能多，便于操作,用起来也方便。这次实践是对自己大学三年所学的一次检验，实践是检验真理的唯一标准，通过这次课程设计使自己认识到自身的问题，对课本知识掌握的还不够全面和牢固。我将在今后的学习中，端正自己的学习态度，更加认真努力地学习。希望自己的专业技能得到等多的提升。

11、6参考文献1康华光.电子技术基础数字部分M.第五版.北京：高等教育出版社.20042黄继昌.电子元器件应用手册M北京人民邮电出版. 20043阎石.数字电子技术基础M.第三版. 北京：高等教育出版社，20074赵继文,何玉彬.传感器与应用电路设计M.科学出版社，20085沈尚贤.电子技术导论M.北京：高等教育出版社，19856李士雄,丁康源.数字集成电子技术教程M.北京：高等教育出版社，19937曹汉房,陈亚奎.数字技术教程M.北京：电子工业出版社，19958邱关源.电路M.北京高等教育出版社.20069李建清.从零开始学数字电子技术M.国防工业出版社.200610周新民.工程实践与训练教程M.武汉理工大学社.200指导教师评语成绩（60%）指导教师签字：年月日答辩过程及评价成绩（40%）答辩小组签字：年月日院综合意见综合成绩分管院长签字（盖章）：年月日