病房呼叫系統(tǒng)38685

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1、一．設(shè)計(jì)題目及要求1.設(shè)計(jì)題目：病房呼叫系統(tǒng)2.設(shè)計(jì)要求：1．用1~5個開關(guān)模擬5個病房的呼叫輸入信號，1號優(yōu)先級最高；1~5優(yōu)先級依次降低；2．用一個數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號呼叫時(shí)顯示0；又多個信號呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號（其它呼叫號用指示燈顯示）；3．凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；4．對低優(yōu)先級的呼叫進(jìn)行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進(jìn)行低優(yōu)先級呼叫的處理（附加）。二、設(shè)計(jì)過程及內(nèi)容1.總體設(shè)計(jì)根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，該病房呼叫系統(tǒng)主要分為四個模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，其分別為存儲模塊、數(shù)據(jù)選擇模塊、定時(shí)模塊、分頻模塊。(1)存儲模塊實(shí)現(xiàn)信號

2、的存儲功能。實(shí)現(xiàn)方法：該系統(tǒng)設(shè)置兩路開關(guān)，病人開關(guān)設(shè)置在病房，病人按下開關(guān)表示有信號，并進(jìn)行存儲。醫(yī)生開關(guān)設(shè)置在辦公室，以便控制，醫(yī)生按一下開關(guān)，表示情況已經(jīng)進(jìn)行處理，清除信號，醫(yī)生可以在搶救病人之前，按下信號按鈕，然后再去病房照看病人，同時(shí)可以查看下一病人所在房間，準(zhǔn)備對病人進(jìn)行及時(shí)搶救，從而提高效率。另外病人和醫(yī)生均只可按一次開關(guān)，不可連續(xù)持續(xù)按。(2)數(shù)據(jù)選擇模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)先選擇功能。實(shí)現(xiàn)方法：利用優(yōu)先數(shù)據(jù)選擇器74HC148，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，實(shí)現(xiàn)多個信號同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先選擇數(shù)值較小的輸入信號，在將該信號傳送至顯示譯碼器顯示數(shù)值，

3、利用74HC148的EON輸出端，傳出脈沖，供下一模塊使用。(3)定時(shí)模塊實(shí)現(xiàn)有信號時(shí),蜂鳴器鳴響5s.實(shí)現(xiàn)方法：利用十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74160實(shí)現(xiàn)5個脈沖一循環(huán)來進(jìn)行定時(shí)，利用T觸發(fā)器對外部提供的脈沖進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)蜂鳴與定時(shí)的總體控制。9(4)366分頻模塊實(shí)現(xiàn)對脈沖的366分頻，得到頻率為1HZ的頻率脈沖實(shí)現(xiàn)方法：利用加法計(jì)數(shù)器的功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)366進(jìn)制加法計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)366分頻。2.病房呼叫系統(tǒng)的總電路圖及仿真波形圖1：病房呼叫系統(tǒng)總電路圖在總電路圖中信號從存儲模塊輸入，先經(jīng)過指示燈，送給數(shù)據(jù)選擇模塊進(jìn)行優(yōu)先編碼，編號的代碼送給744

4、8進(jìn)行七段譯碼顯示。EON輸出信號送至定時(shí)模塊進(jìn)行定時(shí)控制，期間為防止信號抖動，加一個D觸發(fā)器的防抖電路。EIN輸入端相當(dāng)于整個電路的總開關(guān)，其中，0為有效信號，置0電路工作，置1，不工作。其仿真波形如下圖，該圖原電路圖中包含分頻模塊，因此沒有顯示出蜂鳴器鳴響5s的波形圖。9圖2：總電路仿真波形3．模塊介紹1.存儲模塊電路設(shè)計(jì)用開關(guān)按下產(chǎn)生的一個脈沖表示有信號輸入，并設(shè)計(jì)對其進(jìn)行存儲，該功能利用T觸發(fā)器有沿就反轉(zhuǎn)的功能，將T輸入置1，輸入信號接時(shí)鐘端，來實(shí)現(xiàn)病人按一下表示有信號，并進(jìn)行信號存儲；醫(yī)生按一下信號反轉(zhuǎn)，表示信號已被處理。為防止

5、電路按鍵抖動，在最前面D觸發(fā)器的加防抖電路。電路圖與仿真波形如下圖圖3：存儲模塊電路圖9圖4：存儲模塊仿真波形2、數(shù)據(jù)選擇模塊本模塊利用74HC148的優(yōu)先選擇功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的優(yōu)先選擇，74HC148是高位的的優(yōu)先級高，與本題要求相反，所以，對其輸出進(jìn)行邏輯電路更改，利用1到5進(jìn)行組合邏輯電路設(shè)計(jì)，使其最后輸出變?yōu)?到1。再利用EON端的有輸出信號是為高電平無輸出信號為低電平的特點(diǎn)，進(jìn)行輸出，在信號從無到有時(shí)產(chǎn)生一個上升沿，給后面的定時(shí)電路。其電路圖與仿真波形如下圖5：數(shù)據(jù)選擇模塊電路圖9圖6：數(shù)據(jù)選擇模塊仿真波形3、定時(shí)模塊此模塊實(shí)現(xiàn)有信

6、號響5s的功能，主要用前一級的輸出的上升沿作為時(shí)鐘信號，利用T觸發(fā)器的反轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生一個持續(xù)的高點(diǎn)平讓蜂鳴器開始鳴叫，并控制后面的74160設(shè)計(jì)的五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器開始工作，當(dāng)CLK給了五個脈沖后，計(jì)數(shù)器置0，產(chǎn)生進(jìn)位信號，取反后分別送給T觸發(fā)器和74160，使前者在CLKN有效信號輸入，將蜂鳴器輸出置0，停止鳴叫，并聯(lián)合后者控制74160停止工作。電路圖與仿真波形如下9圖7：定時(shí)模塊電路圖圖8：定時(shí)模塊仿真波形4、366分頻模塊由于分明器要響5s，而試驗(yàn)箱沒有1Hz的時(shí)鐘頻率，所以設(shè)計(jì)該電路，進(jìn)行分頻。利用三片74160進(jìn)行366進(jìn)制加法

7、器設(shè)計(jì)。電路與仿真波形如下：9圖9：分頻模塊電路圖圖10：分頻模塊仿真波形三、設(shè)計(jì)結(jié)論1.設(shè)計(jì)中主要出現(xiàn)遇到的困難（1）對數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，用到的是74HC148，但題目要求1號優(yōu)先級最高，因此要對此進(jìn)行組合邏輯設(shè)計(jì)，由于對芯片功能原理了解不深及對9組合邏輯設(shè)計(jì)方法掌握不熟練，更多的原因是對課本上基礎(chǔ)知識有所遺忘，總之，在這塊花費(fèi)時(shí)間較多，最后，搞清楚后，便覺得也沒那么難；（2）然后就是分頻模塊，乍聽分頻甚覺復(fù)雜，對此概念感覺很陌生，然后就去課本上找，看過之后有種恍然大悟之感，此模塊也順利完成，主要是剛開始接觸，不知從何做起。（3）在答疑的過

8、程中，老師提到開關(guān)控制按鈕問題，這個是我在設(shè)計(jì)時(shí)考慮欠周，原設(shè)計(jì)方案中，病人和醫(yī)生共同使用一個開關(guān)，待醫(yī)生搶救治療完畢后，再按開關(guān)，表示信號消除，但同時(shí)面臨著一個問題，開關(guān)設(shè)在病房，會給醫(yī)生在