病房呼叫系統(tǒng)

1、燕山大學(xué)EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目病房呼叫系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)題目及要求1用15個(gè)開關(guān)模擬5個(gè)病房的呼叫輸入信號(hào)，1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高； 15優(yōu)先級(jí)依次降低；2用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼；沒信號(hào)呼叫時(shí)顯示0;又多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)，低級(jí)別呼叫號(hào)用 LED指示燈 顯示；3凡有呼叫發(fā)出2秒的呼叫聲，然后重復(fù)播放如下一段音樂，用一 個(gè)數(shù)碼管顯示樂譜；1155 665- 4433 221- 5544 332- 5544 332-附音符頻率表：音調(diào)頻率（Hz）C（咼音）261.63x2B493.88A440.00G392.00F349.23E329.63D293.66C261.634設(shè)置護(hù)士按鈕，

2、按下一次，清除當(dāng)前高優(yōu)先級(jí)呼叫（即表示處理） 并終止演奏。5有多個(gè)呼叫時(shí)，先對(duì)低優(yōu)先級(jí)的呼叫進(jìn)行存儲(chǔ)，處理完高級(jí)別后, 數(shù)碼管顯示低級(jí)別呼叫號(hào)，然后再行處理，依次類推。二、設(shè)計(jì)過程及內(nèi)容（包括O總體設(shè)計(jì)的文字描述，即由哪幾個(gè)部分 構(gòu)成的，各個(gè)部分的功能及如何實(shí)現(xiàn)方法；主要模塊比較詳盡的文字描 述，并配以必要的圖片加以說明，但圖片數(shù)量無(wú)需太多）整體電路由病人呼叫護(hù)士處理模塊(nuesecontrol)、優(yōu)先選擇模塊(priority )、掃描電路模塊、分頻模塊，以及呼叫2秒模塊和自動(dòng)演奏(automisic)模塊?？傠娐穲D如下：1病人護(hù)士處理模塊較為簡(jiǎn)單，首先是一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的防抖電路，用于

3、消除按鍵時(shí)的抖動(dòng)。然后再連一個(gè)D觸發(fā)器，用于存儲(chǔ)病人的信號(hào)；同時(shí)護(hù)士會(huì)有一個(gè)控制端，當(dāng)病人信號(hào)處理后，護(hù)士通過nurse清零端給信號(hào)清零。2.優(yōu)先級(jí)模塊是當(dāng)有多個(gè)病房同時(shí)呼叫時(shí)，將會(huì)優(yōu)先顯示咼級(jí)別信 號(hào)。所以用了一個(gè)74LS148優(yōu)先編碼器，再經(jīng)過組合邏輯電路，得到所 要的反碼可以接在7448數(shù)碼管編譯出來。因?yàn)?號(hào)病房?jī)?yōu)先級(jí)最高，而 編碼器是7N端優(yōu)先級(jí)最高，并且是低電平有效。下圖則是將1號(hào)端出來的高電平信號(hào)經(jīng)過反相器接在 6N端，則1號(hào)的信號(hào)會(huì)優(yōu)先處理，然后經(jīng) 過邏輯電路和數(shù)碼管，便可顯示數(shù)字 1。4 3.掃描模塊是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)箱雖然有8個(gè)數(shù)碼管，但是只有ag7個(gè)接口， 只能使一個(gè)數(shù)碼管顯示，

4、而之后的自動(dòng)播放音樂需要顯示樂譜， 還需要用 到數(shù)碼管，所以要做一個(gè)掃描電路。由于需要用到 2個(gè)數(shù)碼管，可以用 74160連一個(gè)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后控制兩個(gè)74151數(shù)據(jù)選擇器，再接到數(shù) 碼管上（圖里是直接做了一個(gè) 8進(jìn)制計(jì)數(shù)器）。COBOAO和C1B1A1分別 接到得到的反碼上。然后數(shù)碼管可以顯示病房呼叫號(hào)和樂譜。4分頻模塊有很多個(gè)，主要是對(duì) 366Hz分頻和對(duì)23.438kHz分頻，分頻 模塊主要用到了 74160計(jì)數(shù)器，通過給置數(shù)端進(jìn)行置數(shù)，得到所需要的進(jìn) 制數(shù)，例如對(duì)366Hz進(jìn)行366分頻，就可以用設(shè)計(jì)一個(gè) 366進(jìn)制的計(jì)數(shù) 器，得到1Hz的頻率，但是經(jīng)過實(shí)際仿真的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)成 3

5、67進(jìn)制 時(shí)，頻率更接近1Hz。下圖給出了一個(gè)366分頻，其它分頻電路類似。5.呼叫2秒也是一個(gè)簡(jiǎn)單模塊，利用之前的 74148優(yōu)先編碼器的EON 端，當(dāng)有病房呼叫時(shí)，優(yōu)先編碼器開始工作， EON由0變?yōu)?,給了 T 觸發(fā)器一個(gè)上升沿信號(hào)，Q端變?yōu)楦唠娖?，控制蜂鳴器發(fā)聲和由74160構(gòu) 成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作，2秒后，計(jì)數(shù)器給出進(jìn)位信號(hào)，使T觸發(fā)器Q端 清零，蜂鳴器停止鳴叫。H fcrgnihpfii?4160CU0陀LDhA皐eCQBDGOEOQDtiltRCO-CLP.NCLKCUh_=R6.自動(dòng)播放音樂模塊比較復(fù)雜，主要是由 3個(gè)小模塊構(gòu)成，32位循 環(huán)順序脈沖模塊，控制樂譜顯示模塊和分頻

6、模塊。自動(dòng)播放音樂模塊如下圖：yuvppu仿真圖:32位循環(huán)順序脈沖發(fā)射器模塊的作用是將自動(dòng)播放的歌的樂 譜，共32個(gè)音符，一一選擇出來。先是由一個(gè)16Hz的時(shí)鐘信號(hào)分別接入兩個(gè)8進(jìn)制計(jì)數(shù)器（已經(jīng)封裝成模塊），上面的計(jì)數(shù)器的功能是得到2Hz 的時(shí)鐘信號(hào)，并控制32位計(jì)數(shù)器的脈沖，使得0.5秒一個(gè)脈沖，再由32 位計(jì)數(shù)器，控制兩個(gè)74154也就是4-16線的數(shù)據(jù)選擇器。最后使得 0.5 秒輸出一個(gè)音符。而選擇出來的音符則分別接到S0S5,控制之后的六個(gè)音符輸出。下面的一個(gè)8進(jìn)制計(jì)數(shù)器和上面8進(jìn)制計(jì)數(shù)器的用與非門接一 起，是為了同步輸出。下面的8進(jìn)制計(jì)數(shù)器作用，是為了實(shí)現(xiàn)音樂1/8節(jié) 拍截?cái)啵?/

7、8拍奏樂。電路圖如下：樂譜顯示模塊采用了 74148優(yōu)先譯碼器，通過組合邏輯電路就可顯示 樂譜，最后再接在數(shù)碼管上就行。音符的頻率模塊，是采用對(duì) 23.438kHz分頻，用兩片74160來構(gòu)成6 個(gè)不同的計(jì)數(shù)器，得到相應(yīng)頻率，在總頻率后加一個(gè)T觸發(fā)器是為了調(diào)節(jié) 占空比1:1。下面為計(jì)算分頻數(shù)：1 音 分頻 23438/261.63/2=452 音分頻 23438/293.66/2=403 音分頻 23438/329.63/2=364 音分頻 23438/349.23/2=345 音分頻 23438/392.00/2=306 音分頻 23438/440.00/2=27這樣將對(duì)應(yīng)的音調(diào)只要把計(jì)數(shù)器

8、置成對(duì)應(yīng)進(jìn)制就行了。 在運(yùn)行時(shí)，如果前 面給是1音，則會(huì)給S0一個(gè)高電平，對(duì)應(yīng)的頻率就會(huì)輸出，使喇叭工作。原理圖如下:三、設(shè)計(jì)結(jié)論（包括設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題；對(duì) EDA課程設(shè)計(jì)感想、 意見和建議）剛開始拿到題目覺得很簡(jiǎn)單，因?yàn)橹白鲞^。但是把要求看了才發(fā)現(xiàn) 要求變高了。尤其是自動(dòng)播放音樂模塊，開始不知道怎么分頻。通過不斷 上網(wǎng)查閱資料和問老師，才解決了問題。還有就是單個(gè)模塊運(yùn)行和仿真的時(shí)候， 沒有問題。但是當(dāng)將模塊都封 裝一起時(shí)，出現(xiàn)了很多的問題，經(jīng)過一一檢查，才發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)的地方。當(dāng)連 接實(shí)驗(yàn)箱時(shí)，出現(xiàn)了清0端清0后，蜂鳴器仍在工作，經(jīng)過問老師，才發(fā) 現(xiàn)是T觸發(fā)器的置0端沒有接控制端。連整體電路的時(shí)候，總是會(huì)出現(xiàn)各種問題