數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：病床呼叫系統(tǒng)班級：姓名： 指導(dǎo)老師：組號：第八組目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1二、方案設(shè)計(jì)與論證 1三、各單元電路設(shè)計(jì)與分析23.1 開關(guān)控制及編碼部分23.2 電源部分23.3 譯碼顯示部分33.4 報(bào)警部分3CD4511 真值表4四、電路仿真4五、實(shí)驗(yàn)遇到的問題及解決方案5六、結(jié)論與心得體會6七、參考文獻(xiàn)7八、附錄78.1 仿真原理圖78.2 Altium Designer 原理圖88.3 PCB 文件88.4 實(shí)物圖9九、操作步驟9十、電路所需元件10病床呼叫系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)邏輯電路的具體要求如下：(1) 分別用 110

2、 個(gè)開關(guān)模擬 10 個(gè)病房的呼叫輸入信號，10 個(gè)呼叫優(yōu)先等級不同。(2) 用兩個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號時(shí)顯示 00；有信號呼叫時(shí)，顯示呼叫號并伴隨蜂鳴器的聲響。(3) 當(dāng)護(hù)士接收到信號，按下復(fù)位鍵時(shí)數(shù)碼管被清零，而且不能影響下次呼叫的進(jìn)行。二、方案設(shè)計(jì)與論證：臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在值班室的監(jiān)控屏幕上留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病房護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。監(jiān)控機(jī)構(gòu)一般放置在護(hù)士值班室內(nèi)，當(dāng)病床有呼叫請求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（按

3、鈕）放在病房內(nèi)，病人有呼叫請求時(shí)，按下請求按鈕，向值班室呼叫，并點(diǎn)亮呼叫指示燈。監(jiān)控機(jī)構(gòu)和呼叫源間通過數(shù)據(jù)線連接在一起。本實(shí)驗(yàn)要求運(yùn)用數(shù)字邏輯的基本知識來設(shè)計(jì)一個(gè)模擬系統(tǒng)，通過各類芯片的組合來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的基本功能，完成各項(xiàng)操作。病床呼叫系統(tǒng)能對 10 張病床進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)護(hù)，能夠?qū)Πl(fā)出呼叫的病床有指示燈進(jìn)行提示，還伴隨呼叫信號，發(fā)出呼叫聲（用鳳鳴器模擬），當(dāng)護(hù)士接收到信號，按下復(fù)位鍵時(shí)顯示管被清零。護(hù)士站病房輸入1號燈6 號燈輸入2 號燈輸入3 號燈7 號燈4 號燈8 號燈輸入編碼和計(jì)9 號燈5 號燈輸入數(shù)功能10 號輸入輸入輸入閃爍燈提示輸入輸入響應(yīng)開關(guān)圖 7.6.1病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖通過對實(shí)

4、驗(yàn)的要求分析，可以將電路大致分為以下幾大模塊，電源模塊、編1碼模塊譯碼顯示模塊、警報(bào)聲音產(chǎn)生模塊、報(bào)警信號產(chǎn)生模塊，通過對以上幾大模塊的整合，即可基本達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。如圖 7.6.1 所示，該系統(tǒng)被分為三大部分：左邊方框是病房的呼叫輸入端,包括 10 個(gè)呼叫按鈕；右邊方框?yàn)樽o(hù)士站的呼叫處理端，包括 10 個(gè)指示燈、一個(gè)數(shù)碼管顯示器和一個(gè)響應(yīng)復(fù)位開關(guān)；中間是優(yōu)先級編碼和技術(shù)功能模塊。三、各單元電路設(shè)計(jì)與分析：3.1 開關(guān)控制及編碼部分由 10 個(gè)輸入高低電平的開關(guān)分別代表 10 個(gè)病床的呼叫按鈕。住院病人可通過按動(dòng)自己的床位按鈕啟動(dòng)發(fā)聲傳呼電路，同時(shí)將信號進(jìn)行編碼。開關(guān)輸入以后可以經(jīng)

5、過 10 個(gè)二極管，從 1 到 10 開關(guān)連接到相應(yīng)的指示燈。開關(guān)直接控制指示燈亮，如圖圖7.6.2 所示。圖 7.6.23.2 電源部分設(shè)計(jì)電路中供給電源的，我們使用兩種方式可以供電，如圖圖 7.6.3 顯示。l 排針l USB 接口圖 7.6.323.3 譯碼顯示部分譯碼器：利用 CD4511，連接陰極數(shù)碼管，將送來的信號進(jìn)行譯碼，譯成相應(yīng)的 BCD 碼以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，目的是顯示各個(gè)病房房間號。數(shù)碼管：其相應(yīng)端口與譯碼器相連，根據(jù)送入的 BCD 碼顯示救助病人的床位號。如圖圖 7.6.4 所示。圖 7.6.43.4 報(bào)警部分發(fā)聲（報(bào)警）電路：住院病人可以通過按動(dòng)自己的床位按鈕啟動(dòng)發(fā)聲電路，由

6、一個(gè)二輸入與非門跟蜂鳴器構(gòu)成。通過 555 芯片。連接蜂鳴器，以達(dá)到報(bào)警，讓護(hù)士或者醫(yī)生有所覺醒。如圖圖 7.6.5 圖 7.6.6 所示圖 7.6.53圖 7.6.6CD4511 真值表：4四、電路仿真：仿真：仿真前做了分析，每個(gè)模塊相互連接，最終根據(jù)書上的電路圖和相應(yīng)的參考材料，設(shè)計(jì)出該電路圖。如上圖所示。五、實(shí)驗(yàn)遇到的問題及解決方案問題 1：在畫電路的仿真圖時(shí)，開關(guān)使用特別復(fù)雜，想到畫電路板時(shí)會很費(fèi)勁。5解決方法：在網(wǎng)上搜了一下接觸開關(guān)，方便簡單。問題 2：在 AD 中畫元器件封裝時(shí)將管腳的銅片設(shè)置成了橢圓行，且銅孔較小，導(dǎo)致打孔是不方便，元件的封裝大小與實(shí)際的相差較大，導(dǎo)致芯片無法正常

7、連接解決方法：在網(wǎng)上查詢需要畫的元器件封裝數(shù)據(jù)（元件為直插式），再根據(jù)所查的數(shù)值畫元器件的封裝，然后從新修改原理圖；問題 3：在焊接電路時(shí)由于電烙鐵的的溫度沒有熟練的把握將電路中連線較密的地方連帶焊錫，導(dǎo)致電路無法正常工作解決方法：用萬用表檢查電路，將電路中不正常的連線修正，并把所有的線路用錫絲焊了一遍。問題 4：元器件芯片的好壞沒有事先檢查，盲目相信元器件一定是好的，導(dǎo)致電路沒有正常工作。還未解決。六、結(jié)論與心得體會：漫長的課設(shè)終于完成，在這之前我們也做過相關(guān)的訓(xùn)練關(guān)于課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)，例如電子工藝實(shí)習(xí)。但這次是第一次自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路，遇到的困難也不小。這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)，我們組做的是病床呼叫

8、系統(tǒng)，看懂書上的設(shè)計(jì)方案才后開始動(dòng)手，真正開始做時(shí)才發(fā)現(xiàn)理想與實(shí)際間的差距很大，對于學(xué)的那些芯片管腳及功能都有些模糊。這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我們的最大收獲就是對于芯片的功能有了更好的應(yīng)用和了解，以及對于學(xué)過的知識存在的一些問題也迎刃而解，同時(shí)也對學(xué)的知識有了一個(gè)實(shí)踐性的證明。我們也根據(jù)課程需要選學(xué)參考資料，查閱手冊圖表和文獻(xiàn)資料進(jìn)行了小組間的探討，深入研究有關(guān)問題，學(xué)會了分析解決問題的方法。通過這次課程設(shè)計(jì)使我們明白了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只是一味的紙上談兵是行不通的，時(shí)間可以提高動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力，這也是為當(dāng)代急需的實(shí)踐型人才的社會做一種準(zhǔn)備。6七、 參考文獻(xiàn)：現(xiàn)代電子學(xué)及應(yīng)用，童詩白、徐振英編，高等教育出版社，1994 年電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，何小艇等編，浙江大學(xué)出版社，2000 年集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程，鄭家龍、王小海、章安元編，高等教育出版社，2002 年電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，彭介華編，高等教育出版社，1997 年八、附錄：8.1 仿真原理圖78.2Altium Designer 原理圖8.3PCB 文件88.4實(shí)物圖九、操作步驟：1. 插入電源2. 有 10 個(gè)鍵可以選擇，當(dāng)十個(gè)病房中有人按下相應(yīng)開關(guān)，就可以顯示是哪個(gè)病房，蜂鳴器也會發(fā)出明亮的叫聲。3. 最后再次按下開關(guān)結(jié)束此過程，并可以再次使用。9十、電路所需元件：序號元件名稱數(shù)量1555 芯片1274LS32 芯片1