醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄時(shí)間：2021.02.08創(chuàng)作人：歐陽(yáng)生設(shè)計(jì)總體思路11.1設(shè)計(jì)要求12總體設(shè)計(jì)框圖：213設(shè)計(jì)思路2二.單元電路32.1信號(hào)鎖存32.2優(yōu)先編碼42.5二進(jìn)制轉(zhuǎn)換5 2.5反相器62.6總電路圖72.7仿真圖8三.安裝及調(diào)試步驟113.2安裝步?113.2調(diào)試步驟12!1!故障分析與電路改逬13五總結(jié)與體會(huì)14六.元器件清單15七.參考文獻(xiàn)16一設(shè)計(jì)總體思路1.1設(shè)計(jì)要求1 當(dāng)病人緊急呼叫時(shí)，顯示病人的編號(hào)（在此設(shè)定 為36號(hào)四個(gè)病人病情依次加重）2.根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)有多人呼叫時(shí)， 病情嚴(yán)重者優(yōu)先（6號(hào)優(yōu)先級(jí)最高）。3 醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，系統(tǒng)按 優(yōu)先級(jí)別顯示

2、其它呼叫病人的編號(hào)。1-2總體設(shè)計(jì)框圖：13設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)由呼叫信號(hào)鎖存，優(yōu)先編碼,二進(jìn)制譯碼,顯 示及邏輯控制清除等幾部分組成，電路核心部分為優(yōu)先 編碼器，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，用觸發(fā)器鎖存相應(yīng)的按鍵信 號(hào)，由優(yōu)先編碼器完成信號(hào)優(yōu)先級(jí)的判別,并提供相關(guān) 的顯示輸出編碼。二進(jìn)制譯碼單路譯出當(dāng)前最高級(jí)別的 呼叫,待醫(yī)護(hù)人員處理完后，清除呼叫的觸發(fā)器信號(hào)， 轉(zhuǎn)而對(duì)其它呼叫輸入進(jìn)行判別處理。信號(hào)的鎖存用7474D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。觸發(fā)器把信號(hào)送 給74148編碼器，編碼器按信號(hào)的優(yōu)先編碼。編碼器 輸出進(jìn)入74138譯碼器,譯碼器產(chǎn)生清零信號(hào)，進(jìn)行 邏輯清零,以便處理其它信號(hào)。二單元電路2-1信號(hào)鎖存74LS74正

3、邊雙D觸發(fā)器用來(lái)鎖存信號(hào),其引腳 如圖：74LS74正邊沿觸發(fā)雙D觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)是輸出 端狀態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā)生在CP的上升沿，而且觸發(fā)器所保存 下來(lái)的所保存的狀態(tài)僅僅取決于CP上升沿到達(dá)是的輸 入狀態(tài)。Q的初始狀態(tài)為低電平，當(dāng)給SD，個(gè)高電平時(shí)，輸 入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是，D觸發(fā)器被強(qiáng)制翻轉(zhuǎn)，是Q輸出 變成高電平，Q'輸出為低電平。觸發(fā)器可以保持信號(hào), 同時(shí)接受反饋信號(hào),最后還可以實(shí)現(xiàn)邏輯清0.此電路先用到4個(gè)7474分別代表4個(gè)病人，是 先把D端置高電平，當(dāng)給了時(shí)鐘CP后，Q端出高電平 1 , Q'端出低電平0 ,我們要用的輸出端正是Q當(dāng)清 除端給了信號(hào)0后,Q，端出1 ,利用這點(diǎn)可以

4、對(duì)信號(hào)進(jìn) 行清除，既會(huì)顯示其它病人的信號(hào)。后面還會(huì)再用到4 個(gè)7474鎖存由1 38出來(lái)的信號(hào),用來(lái)當(dāng)作開(kāi)關(guān)，利用 此信號(hào)接至前面4個(gè)D觸發(fā)器的清除端。2. 2優(yōu)先編碼在此設(shè)計(jì)電路中，優(yōu)先編碼器可以用8-3線優(yōu)先編 碼器74LS148其引腳圖如下:74LS148對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)輸入時(shí),按優(yōu)先級(jí)別依 次編碼（70 ）。真值表如下：由表中可以看出，在E1 =0電路正常工作狀態(tài)下， 允許0-7當(dāng)中同時(shí)有幾個(gè)輸入端為低電平，即有編碼輸 入信號(hào)。其中7的優(yōu)先權(quán)最高,0的優(yōu)先權(quán)最低，當(dāng)7 =0時(shí)，無(wú)論其它輸入端有無(wú)信號(hào)輸入，輸出端只給出 7的編碼，其余的類(lèi)推。在本試驗(yàn)中給出的四路信號(hào)中7號(hào)位的優(yōu)先給最

5、高，所以把6號(hào)觸發(fā)器的信號(hào)接至16 , 53號(hào)分解接 至I5-I3e當(dāng)6號(hào)病人按下按鈕（CP ）時(shí)，16出0 ,無(wú) 論13-15出什么信號(hào)都只出0 0 1 ,所以16的優(yōu)先權(quán)最 高，同理15的優(yōu)先權(quán)大于14,13的優(yōu)先權(quán)最低。2. 5二逬制轉(zhuǎn)換此電路用到3-8二進(jìn)制譯碼器74138.其引腳圖如 下：真值表如下：輸入輸出Si*2 +S3a2AiAoK片KE匕耳X1XXX111111110XXXX111111111000001111111100011011111110010110111111001111I011111010011110111101011111101110110111111011 0

6、 | 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 1 0從表中我們知道輸出與輸入的關(guān)系：YY=MV 此電路中，當(dāng)YL出0時(shí)就是清除了 6號(hào)病人的呼 叫信號(hào)z Y2/-Y4/出0時(shí)分別清除了病人5-3的呼叫信 號(hào)。2. 5反相器信號(hào)顯示要用到CT74LS04反相器，其引腳圖如輸出與輸入的關(guān)系：心“我們用的是共陰級(jí)數(shù)碼管，高電平有效，所以必須 把信號(hào)取反，才能得到相應(yīng)的數(shù)字。2.6總電路圖2-7仿真圖一、安裝及調(diào)試步驟3.2安裝步驟數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)是自上而下的，但在電路的安 裝、調(diào)試時(shí),都是自下而上的。首先，安裝并調(diào)試每 個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的單元電路；然后，逐漸擴(kuò)大將幾個(gè)單 元電路進(jìn)行聯(lián)調(diào)；最后，進(jìn)行整機(jī)調(diào)

7、試。電子電路的安裝：根據(jù)設(shè)計(jì)好的總體電路圖，把各 種元器件按照電路圖組裝起來(lái)，現(xiàn)分別介紹如下：整體結(jié)構(gòu)布局：整體結(jié)構(gòu)布局應(yīng)從全局出發(fā)，決定 電子裝置各部分的空間位置。電路板結(jié)構(gòu)布局：在一塊板子上按電路圖把元件組 裝成電路。必須考慮的是元器件在電路板上結(jié)構(gòu)布局問(wèn) 題。布局的優(yōu)劣不僅影響電路板的走線、調(diào)試、維修以 及外觀，對(duì)電路板的電氣特性也有一走的影響。元器件的插接:插接方式是把組成電路的所有元器件 插在面板上。3.2調(diào)試步驟調(diào)試就是對(duì)安裝后的電路進(jìn)行參數(shù)和工作狀態(tài)測(cè) 試。通常，調(diào)試工作是按信號(hào)的流程逐級(jí)進(jìn)行的，可以 從輸入端向輸出端推進(jìn)，也可以從輸出端向輸入端倒 推。第一步:不通電檢查電路安裝

8、完畢后,不要急于通電，應(yīng)首先認(rèn)真檢查 線是否正確,包括多線、少線、錯(cuò)線等，尤其是電源線不 能接錯(cuò)或接反，以免通電后燒壞電路或元器件。第二步：直接檢查連線檢查完畢后,直接檢直電源、底線、信號(hào)線、 元器件接線端之間有無(wú)短路,連線間有無(wú)接觸不良，二極 管、三極管、電解電容等有極性元件引線端有無(wú)錯(cuò)接、反 接，集成塊是否插接正確。第三步：通電檢查把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源電壓接入電路，但暫時(shí)不接入信 號(hào)源，首先觀察有無(wú)異常現(xiàn)象，如冒煙、異味、觸摸器件有 無(wú)過(guò)熱,電源是否短路等，如有異常現(xiàn)象應(yīng)立即切斷電源, 排除故障后方可通電。第四步：分塊測(cè)試分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個(gè) 部分看成一個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)

9、試。比較理想的調(diào)試程序是按 信號(hào)的流向進(jìn)行,這樣可以把前面調(diào)試過(guò)的輸出信號(hào)作 為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。此電路大致可以分以下幾個(gè)模塊測(cè)試，首先測(cè)試從 4個(gè)D觸發(fā)器出來(lái)的信號(hào)是否正常（清零也要測(cè)量）， 然后信號(hào)通過(guò)74148和74LS04后出來(lái)的信號(hào)可以直 接接到數(shù)碼管上測(cè)量，然后測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)74138后是 否正確，最后測(cè)量通過(guò)4個(gè)7474的信號(hào),如果正確就 可以把信號(hào)接回到模擬4個(gè)病人的D觸發(fā)器的清零 XL14Wo第五步：整機(jī)聯(lián)調(diào)對(duì)于復(fù)雜的電子系統(tǒng)，在分塊調(diào)試的過(guò)程中,由于 是逐步擴(kuò)大范圍，故實(shí)際上已經(jīng)完成某些局部聯(lián)調(diào)工 作,只要做好各功能模塊之間接口電路的調(diào)試工作，再 把全部

10、電路連同，就可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)調(diào)。二、故障分析與電路改進(jìn)接線之前應(yīng)該把器件和導(dǎo)線全部測(cè)量一遍，確走都 是好的才可以開(kāi)始接線。第一次接線缺乏經(jīng)驗(yàn)，我先把 器件全部安裝好以后就開(kāi)始接線，由于器件安裝的位置 不太好，接的亂七八糟，根本看不清,掉了一根線都要 找好久才知道是哪個(gè)口掉出來(lái)的，接好以后便直接測(cè) 量，發(fā)現(xiàn)根本不行，錯(cuò)誤也找不出在哪，只好全部拆了 重新接線，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，還浪費(fèi)精力，打擊自信 心,后來(lái)就一個(gè)模塊一個(gè)模塊的接，接好一和模塊就開(kāi) 始測(cè)試，確保萬(wàn)無(wú)一失才開(kāi)始接下一個(gè)模塊。就這樣我 接了四五次線。我的電路大致出現(xiàn)了以下幾種狀況：首先是顯示鎖存模塊顯示不了我存的信號(hào)，我檢查 了數(shù)碼管，找

11、到了顯示比較好的管子。檢查了每一個(gè)D 觸發(fā)器觀察輸入與輸出是否一致，有兩個(gè)管子是壞的。然后就是數(shù)碼管顯示的信號(hào)不是我所希望看到的信 號(hào)，比如我按下6號(hào)開(kāi)關(guān)，顯示的不是6而是4 ,那就 說(shuō)明有個(gè)端口本該出1現(xiàn)在出0 了，就可以繼續(xù)往上一級(jí)檢查，可能是148出現(xiàn)錯(cuò)誤。再次就是檢查138出來(lái)的信號(hào)，如果跟預(yù)想的不一樣（該出0的端口出的是1 ）那就可能是A、B、C的 位置沒(méi)接對(duì)。最后檢查通過(guò)4個(gè)7474出來(lái)的信號(hào),每次也只有1個(gè)Q出0。改進(jìn)：我想如果把最后那4個(gè)7474該成3個(gè)7474接到1 38的前即信號(hào)先經(jīng)過(guò)7474在經(jīng)過(guò)138可能更好點(diǎn)，最直觀看到的就是節(jié)省了一個(gè) 7474。三、總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過(guò)兩

12、周的數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)，我終于完成了本次 課程設(shè)計(jì)的要求。總體感覺(jué)很累，經(jīng)過(guò)查資料、自己的 知識(shí)基礎(chǔ)、同學(xué)一起討論，我做出來(lái)了。我上個(gè)學(xué)期學(xué)的數(shù)電，所以對(duì)一些芯片的功能還比 較清晰，想應(yīng)該比較容易。經(jīng)過(guò)這兩周，我感覺(jué)自己知 識(shí)很不扎實(shí)，動(dòng)手能力更是欠缺，理論聯(lián)系實(shí)際的能力 還需加強(qiáng)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了使用protues軟件， protues軟件真的很好用,很方便。Protues比ewb 功能多，便于操作。完成了繪圖和仿真,接下來(lái)是接線 安裝,與畫(huà)圖和仿真相比這項(xiàng)任務(wù)最難。最開(kāi)始是測(cè)試 器件的好壞，驗(yàn)證器件沒(méi)問(wèn)題后就按圖紙接線，在接的 時(shí)候才發(fā)現(xiàn)困難重重，在一塊小小的接線板上要接上七 個(gè)芯片，每

13、個(gè)器件有十多個(gè)引腳，線多得讓人眼花繚 亂,而且線與插槽接觸的很松，一不小心就會(huì)把線弄出 來(lái)，然后再找是哪個(gè)槽掉的，十分之煩躁,這正是考驗(yàn) 一個(gè)人的細(xì)心時(shí)候了 ,還好我經(jīng)受了這次考驗(yàn)。接線要 分模塊來(lái)接，這點(diǎn)非常重要，接完一個(gè)模塊就要檢查， 對(duì)了才繼續(xù)往下接，錯(cuò)了要找出原因,并及時(shí)改正，這 樣不僅提高了效率，更鍛煉了自己的排錯(cuò)能力。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，我受益非淺，不僅使我回憶起了數(shù) 電的很多知識(shí)，而且鍛煉了我理論與實(shí)踐相結(jié)合的能 力。但也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足，在今后的學(xué)習(xí)中將加 以彌補(bǔ)和改進(jìn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我最大的體會(huì)就是 對(duì)一些芯片的功能有了更好的理解和運(yùn)用,明白了只是 一味的死記理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行的，只有把所學(xué)的理論運(yùn)用 到實(shí)際，才能真正掌握一門(mén)科學(xué)。相信有付有出就有收獲，經(jīng)