住院病人传呼医务人员系统课程设计报告.docx

1、住院病人传呼医务人员系统课程设计报告XXXX大学模电/数电课程设计报告题 目 住院病人传呼医务人员系统 姓 名 院 系 专 业 通信工程 指导教师 职 称 201x年xx月xx日模电/数电课程设计任务书课程设计题目院（系）专 业指导教师职 称设计组成员姓 名年 级学 号承担任务一、课程设计内容及任务二、拟达到的设计要求或主要技术指标三、课程设计总体方案与进度安排 学生签名： 年 月 日 四、指导教师意见指导教师签名： 年 月 日 模电/数电课程设计评阅表评分项评价内容满分得分设计过程1. 任务分工的合理性和对待课程设计的态度52. 团队协作能力和分析解决问题的能力5软件仿真3. 系统仿真电路设

2、计的合理性与可行性104软件编程与仿真结果的正确性15系统制作5. 系统板制作的难度106. 元器件布局的合理性及焊接的规范性15验收答辩7. 系统功能演示、完成程度及创新性158. 知识掌握程度与回答问题的正确性5设计报告9. 系统设计的合理性与内容的科学性、创新性1010. 文字表达水平、文章的逻辑性与写作规范10合 计100一、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 二、课程设计等级 指导教师签名： 年 月 日 注：课程设计等级：优秀（90-100），良好（80-89），中等（70-79），及格（60-69），不及格（60分以下）住院病人传呼医务人员系统摘要：以555构成的单稳触发器为

3、核心，用5秒蜂鸣器呼叫模块，优先选择模块，数码管显示模块、计数模块来设计的病房呼叫系统。该系统具有优先级，造价低廉，能准确接受信息，及时显示呼叫地址，声音报警，合计呼叫次数等功能。 这些模块共同工作完成本电路的功能实现。其中运用了8线3线优先编码器74LS148来实现优先选择模块主要功能，其中运用自己设计的小规模逻辑门电路，7段字形译码器74LS48和共阴极七段数码管来实现译码显示模块主要功能。关键词：优先级、编码、译码Abstract：The ward calling system used in hospital iS the essential equipment ofthe commu

4、n ication between the healthcare workers and the patientsAtpresent the calling system used in major hospitals has some more or lessshortage on the stabil ity,the accuracy of the data and voice transmission and the complexity of the equipmentIt is necessary to design a simple，practical，secure and sta

5、ble ward calling system with the good ratio of the performance and the priceKey words：priority、encode、decode 1 课程设计任务及要求1.1设计任务设计一个住院病人传呼医务人员系统。1.2设计要求1.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；2.蜂呜声在医人员按下应答按钮后停止；3.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。2 系统设计方案选择2.1 总方案设计图2-1 设计总思路框图2.2 方

6、案选择方案一：病房呼叫系统的逻辑门电路如图1.1所示。它由模拟开关、优先编码器、锁存器、计数器、数码管、逻辑门、单稳态触发器、蜂鸣器组成。模拟病房号通过优先编码器显示优先级最高的病床号。并且通过锁存器储存起来，按R键将清除已处理的信号，多次累计显示总呼叫次数。当有病床呼叫时，信号通过单稳态触发使蜂鸣器响5秒钟。数码管显示优先级高的病房号，同时报警灯亮，等待人员处理。图2-2 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案一）方案二：病房呼叫系统的逻辑门电路如图1.2所示。它所用的元件和模块与方案一相同，只是先通过呼叫显示模块、优先显示模块、5秒呼叫模块，再锁存。图2-3 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案二）对两

7、方案比较过程后，发现两种方案都能够对最优先级别的呼叫信号进行处理，编码和译码，最后显示出来。在完成最优先级呼叫信号的处理之后，方案一可以通过医护人员手动复位，从而对其他信号的处理，而方案二在处理完最高级别信号后，不能再对其他信号进行处理。很明显方案二不满足本设计的要求。因此，本设计选取方案一。3 系统组成及工作原理3.1 蜂鸣器呼叫模块电路3.1.1 NE555集成电路芯片图3-1 NE555芯片引脚图表3-1 555定时器的功能表3.1.2 蜂鸣器呼叫模块图3-2 蜂鸣器呼叫模块电路图当无病房呼叫时，555的4端口时依旧是高电平，由于由555构成的单稳态触发器是低电平触发，且无触发时输出低电

8、平。所以此时蜂鸣器无声。只要有病房呼叫时，555的4端口将接入低电平，触发器被触发，进入暂稳态状态中，其输出端3输出5秒的高电平，则蜂鸣器呼叫5秒钟。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。3.2 优先显示模块电路3.2.1数码管介绍本系统采用共阴式LED数码管。使用时，公共阴极接地，7个阳极ag由相应的BCD七段译码器来驱动，如图

9、所示：图3-3 共阴式LED数码管 BCD七段译码器的输入是一位BCD码，输出是数码管各段的驱动信号，也成4-7译码器。若用它驱动公阴LED数码管，则输出应为高有效，即输出为高（1），相应显示段发光。根据09这十个字形的要求可以列出8421BCD七段译码器的真值表，见表如下：表3-2 8421BCD七段译码器的真值表3.2.2 74LS148集成电路芯片图3-4 74LS148芯片引脚图表3-3 8线-3线优先编码器（74LS148）功能表3.2.3 74HC273集成电路芯片图3-5 74HC273芯片引脚图表3-3 74HC273的功能表3.2.4 CD4511集成电路芯片图3-6 CD4

10、511芯片引脚图表3-4 CD4511的功能表3.2.5 CD4093集成电路芯片图3-7 CD4093芯片引脚图表3-5 CD4093的功能表3.2.6 74HC76集成电路芯片图3-8 74HC76芯片引脚图表3-6 74HC76的功能表3.2.7优先显示模块图3-9 优先显示模块电路图 根据设计要求，数码管要显示优先级别最高病房的呼叫信号，所以我们要对病房呼叫信号进行优先选择并输出。在本设计中，7号病床为优先级最高，然后依次是6,5,4,3,2,1，0号病床。在这里，应用了8线-3线优先编码器（74LS148）进行此功能的实现。其输入为低电平有效，输出编码为反码形式。 3.3计数模块电路

11、3.3.1 74LS160集成电路芯片 图3-10 74LS160芯片引脚图表3-7 CT74LS160的功能表 3.3.2 74LS48集成电路芯片图3-11 74LS48芯片引脚图表3-8 74LS48的功能表 74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路显示系统中。3.3.3计数模块图3-12 计数模块电路图用74ls160构成十进制计数器来计数，通过74LS48译码显示在数码管上，统计一天内病号的呼叫次数。3.4 5V电源模块本系统设计了电源电路，输入220V，输出为5V，电路如图所示：图3-13 5V电源电路仿真图 4.器件选择序号器件数量1CD451112

12、CD40932374HC1481474HC2731574HC761674HC301774LS482874LS16029七段数码管310555定时器111蜂鸣器112排阻113电容(1000n、10nF、0.1uF)314电阻(10k)315按钮式开关9表4-1 器件选择清单5.软件仿真与实物图5.1 电路仿真总电路图图5-1 电路仿真总电路图5.2仿真结果1.当无人呼叫时，数码管显示0，仿真结果如图所示：图5-2 无呼叫时电路仿真结果图2.当5号呼叫时，数码管显示5，同时计数数码管示数增加1，显示“01”仿真结果如图所示：图5-3 5号呼叫时电路仿真结果图3.按下Reset开关按钮后，数码管显

13、示0，同时计数数码管示数继续保持“01”，仿真结果如图所示：图5-4 复位后电路仿真结果图5.3 实物图图5-5 实物图 6.电路实际焊接，调试过程中发生的问题以及解决方法 我们在译码器的管脚接法上出现了错误，我们原先的6管脚一开始因为没用，是悬空的，结果导致我们的数码管输出加了8，然后我们把6管脚接地后，就一切正常，符合预期了。7.分析和总结 本次课程设计持续了二个星期的时间，在设计之前我们小组根据系统设计的要求，先对每个模块都仔细的设计分析，再对每个模块进行耦合，排除相互干扰，得到整体的系统的电路图，本次课程设计可以总结为以下的几点收获： 1、进一步巩固数字电子技术知识 这次课程设计主要是

14、运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个设计过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。在开始设计初，我将数字电子技术基础实验教程相关部分仔仔细细复习了，并且自学了一些元件的使用，这样深入的了解，让我对系设计的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。 2、大大地提高了实践动手操作能力 课程设计，通过选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成。这次课程设计虽然没有实际操作制作实物，但通过仿真，大大扩展了我们的思维，提高了用理论知识解决实际问题的能力，最关键的是发现问题、思考问题、解决问题的方法。这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系

15、实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。 3、团队合作、互相学习、共同研发 在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的思路，他人的设计也可能有比你出色的地方，很好的借鉴，并在同伴的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。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，1994年2.电子系统设计，何小艇等编，浙江大学出版社，2000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，2002年5月4.电子技术课程设计指导, 彭介华编，高等教育出版社，1997年10月5.新编555集成电路应用800例 陈永甫编著 ，电子工业出版社 2000年6.电子技术基础（数字部分）, 阎石主编，高等教育出版社，2006年 7.数字逻辑与数字系统， 白中英主编，科学出版社，2002 年