醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計

醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:電子技術(shù)課程設(shè)計報告題目：醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：年級：專業(yè)：班級：指導(dǎo)教師：機械與電氣工程學(xué)院制2016年11月醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計機械與電氣工程學(xué)院自動化專業(yè)1課程設(shè)計的任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計的任務(wù)首先了解系統(tǒng)功能，并根據(jù)系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能選擇相應(yīng)的功能芯片，然后查找相關(guān)芯片的數(shù)據(jù)手冊，了解各種類型芯片的特性和功能，選擇合適的數(shù)字芯片型號，最終確定系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。其次要思路清晰的給出整體設(shè)計框圖和總電路圖，然后單元電路設(shè)計時給出具體設(shè)計思路和電路。1.2課程設(shè)計的要求查找優(yōu)先編碼器74LS148、74LS74正邊雙D觸發(fā)器、74138二進制譯碼器、CT74LS04反相器的數(shù)據(jù)手冊，了解各芯片的工作原理、性能參數(shù)。根據(jù)參考數(shù)據(jù)手冊等相關(guān)資料進行各模塊電路設(shè)計[1]。利用Proteus軟件畫出電路原理圖和仿真圖，調(diào)整合適的器件參數(shù)，運行仿真，檢驗仿真結(jié)果的正確性。2醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計方案制定2.1醫(yī)院病人緊急呼救電路的基本原理系統(tǒng)由呼叫信號鎖存，優(yōu)先編碼，二進制譯碼，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)有信號輸入時，用觸發(fā)器鎖存相應(yīng)的信號。由優(yōu)先編碼器判別信號的優(yōu)先級，并輸出相應(yīng)的編碼到顯示器和譯碼器。二進制譯碼單路譯出當(dāng)前最高級別的呼叫，待醫(yī)護人員處理完后，清除呼叫的觸發(fā)器信號，再根據(jù)呼叫信號的優(yōu)先順序?qū)ζ渌盘栠M行處理[2]。2.2醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計的技術(shù)方案1.當(dāng)病人緊急呼叫時，顯示病人的編號（在此設(shè)定為4—7號四個病人病情依次加重。）根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級別。當(dāng)有多人呼叫時，病情嚴(yán)重者優(yōu)先。醫(yī)護人員處理完當(dāng)前最高級別的呼叫后，按一次醫(yī)生控制按鍵，系統(tǒng)會清除當(dāng)前最高優(yōu)先級編號，顯示此優(yōu)先級編號。依次類推系統(tǒng)按優(yōu)先級從高到低依次顯示其他呼叫病人的編號，當(dāng)全部處理完后，系統(tǒng)默認(rèn)顯示為零[3]。優(yōu)先編碼信號鎖存優(yōu)先編碼信號鎖存顯示顯示呼叫信號信號鎖存二進制代碼 、信號鎖存二進制代碼清除圖1系統(tǒng)框圖3醫(yī)院病人緊急呼救電路設(shè)計方案實施3.1信號鎖存電路74LS74正邊沿觸發(fā)雙D觸發(fā)器的動作特點是CP的上升沿到達時輸出端狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，并且觸發(fā)器所保存下來的狀態(tài)僅取決于CP上升沿到達時的輸入狀態(tài)。Q的初始狀態(tài)為低電平，當(dāng)給SD’一個高電平時，輸入一個時鐘信號，D觸發(fā)器被強制翻轉(zhuǎn),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,同時接受反饋信號,最后還可以實現(xiàn)邏輯清0[4]。這個電路用到4個7474分別代表4個病人，先把D端置高電平，當(dāng)給了時鐘CP后Q端出高電平1,Q’端出低電平0，我們要用的輸出端是Q’。當(dāng)清除端給了信號0后Q端出1，利用這點可以對信號進行清除，這樣即會顯示其它病人的信號。后面還會再用到4個7474鎖存由74138出來的信號用來當(dāng)作開關(guān)，再利用此信號接至前面4個D觸發(fā)器的清除端[5]。圖274LS74正邊雙D觸發(fā)器圖3信號鎖存電路圖3.2邏輯控制電路邏輯控制電路運用74121單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和74LS160計數(shù)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端接高電平，此時為穩(wěn)態(tài)，輸入為低電平輸出為高電平，此時為暫態(tài)；74LS160有異步清零和同步置數(shù)功能。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端按74LS160清零端，當(dāng)醫(yī)護人員按下開關(guān)對74LS160清零，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器再次暫時對74LS160清零，也就實現(xiàn)醫(yī)護人員處理完當(dāng)前最高級別的呼叫后，顯示下一編碼，當(dāng)最高級別再次呼叫時，能顯示其編碼，并且也實現(xiàn)了按優(yōu)先級別顯示編碼能依次清除[6]。圖4邏輯控制電路圖3.3優(yōu)先編碼電路圖5優(yōu)先編碼電路圖8-3線優(yōu)先編碼器74LS148其引腳如下圖所示:圖674LS148引腳圖表174LS148真值表從真值表中可以看出，在E1=0時電路處于正常工作狀態(tài)，允許0-7當(dāng)中同時有幾個輸入端為低電平，即有編碼輸入信號。其中7的優(yōu)先級別最高，0的優(yōu)先級別最低，即當(dāng)7=0時，無論其它輸入端有無信號輸入，輸出端只給出7的編碼，其余的同樣按優(yōu)先級別從高到低類推[7]。在此次試驗中給出的四路信號中7號位的優(yōu)先給最高，所以把7號觸發(fā)器信號接至I7，6—4號分解接至I6-I4。當(dāng)7號病人按下按鈕(CP)時,I7出0,無論I4-I6出什么信號都只出001,所以I7的優(yōu)先級別最高,同理I6,I5,I4的優(yōu)先級別從高到低依次排列[8]。3.4二進制譯碼電路圖8二進制譯碼單元電路原理表274lS148真值表此電路中，當(dāng)Y1’出0時就是清除了7號病人的呼叫信號，Y2’-Y4’出0時分別清除了病人6-4的呼叫信號[9]。圖974LS138引腳圖3.5總電路圖圖10呼叫系統(tǒng)原理圖3.6元件清單表3所用元件清單名稱型號數(shù)量8線—3線優(yōu)先編碼器74LS1481個3線—8線譯碼器74LS1381個雙上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器74LS744個六反相器74LS044個十進制同步計數(shù)器74LS1601個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器741211個顯示器8段共陰1個單刀雙擲開關(guān)SW-SPDT5個4醫(yī)院緊急呼救電路設(shè)計的仿真實現(xiàn)4.1仿真軟件介紹Proteus不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。

Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等[10]。

課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。4.2醫(yī)院緊急呼救電路設(shè)計仿真實現(xiàn)按照上面的總電路圖建立仿真電路，觀察八段共陰顯示器上面的輸出，下面的圖就是仿真的輸出結(jié)果，當(dāng)4-7號病人都按下開關(guān)呼救按鈕，優(yōu)先顯示級別最高的。圖11仿真電路圖5總結(jié)及心得體會這兩周的數(shù)字電子課程設(shè)計，總的來說還是有不少收獲的。因為在這個過程中發(fā)現(xiàn)了不少的問題。然后自己去查資料和向同學(xué)和老師請教終于把遇到的問題解決了，在這個過程中我學(xué)到了不少的新知識。在做這次設(shè)計的過程中我學(xué)會了使用protues軟件，我以前沒有接觸過這個軟件，后來看到有的同學(xué)在用，于是就向他們請教怎么用，在同學(xué)的指導(dǎo)下我也學(xué)會了安裝和使用protues軟件，這個軟件的功能EWB功能多，便于操作,用起來也方便。這次實踐是對自己大學(xué)三年所學(xué)的一次檢驗，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過這次課程設(shè)計使自己認(rèn)識到自身的問題，對課本知識掌握的還不夠全面和牢固。我將在今后的學(xué)習(xí)中，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，更加認(rèn)真努力地學(xué)習(xí)。希望自己的專業(yè)技能得到等多的提升。6參考文獻[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M].第五版.北京：高等教育出版社.2004[2]黃繼昌.電子元器件應(yīng)用手冊[M]．北京人民郵電出版.2004[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第三版.北京：高等教育出版社，2007[4]趙繼文,何玉彬.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計[M].科學(xué)出版社，2008[5]沈尚賢.電子技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，1985[6]李士雄,丁康源.數(shù)字集成電子技術(shù)教程[M].北京：高等教育出版社，1993[7]曹漢房,陳亞奎.數(shù)字技術(shù)教程[M].北京：電子