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(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；1~5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(méi)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)（其它呼叫號(hào)用指示燈顯示）；3．凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；4．對(duì)低優(yōu)先級(jí)的呼叫進(jìn)行存儲(chǔ)，處理完高優(yōu)先級(jí)的呼叫，再進(jìn)行低優(yōu)先級(jí)呼叫的處理（附加）。二、設(shè)計(jì)過(guò)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(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，其分別為存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)選擇模塊、定時(shí)模塊、分頻模塊。(1)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)

2、的存儲(chǔ)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(hào)，并進(jìn)行存儲(chǔ)。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(hào)，醫(yī)生可以在搶救病人之前，按下信號(hào)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(duì)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(gè)信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先選擇數(shù)值較小的輸入信號(hào)，在將該信號(hào)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(hào)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(gè)脈沖一循環(huán)來(lái)進(jìn)行定時(shí)，利用T觸發(fā)器對(duì)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(duì)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(lái)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(hào)從存儲(chǔ)模塊輸入，先經(jīng)過(guò)指示燈，送給數(shù)據(jù)選擇模塊進(jìn)行優(yōu)先編碼，編號(hào)的代碼送給744

4、8進(jìn)行七段譯碼顯示。EON輸出信號(hào)送至定時(shí)模塊進(jìn)行定時(shí)控制，期間為防止信號(hào)抖動(dòng)，加一個(gè)D觸發(fā)器的防抖電路。EIN輸入端相當(dāng)于整個(gè)電路的總開關(guān)，其中，0為有效信號(hào)，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(méi)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(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)用開關(guān)按下產(chǎn)生的一個(gè)脈沖表示有信號(hào)輸入，并設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)，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(hào)接時(shí)鐘端，來(lái)實(shí)現(xiàn)病人按一下表示有信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)存儲(chǔ)；醫(yī)生按一下信號(hào)反轉(zhuǎn)，表示信號(hào)已被處理。為防止

5、電路按鍵抖動(dòng)，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(chǔ)模塊電路圖9圖4：存儲(chǔ)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(jí)高，與本題要求相反，所以，對(duì)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(hào)是為高電平無(wú)輸出信號(hào)為低電平的特點(diǎn)，進(jìn)行輸出，在信號(hào)從無(wú)到有時(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(hào)響5s的功能，主要用前一級(jí)的輸出的上升沿作為時(shí)鐘信號(hào)，利用T觸發(fā)器的反轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生一個(gè)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(gè)脈沖后，計(jì)數(shù)器置0，產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)，取反后分別送給T觸發(fā)器和74160，使前者在CLKN有效信號(hào)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(méi)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，用到的是74HC148，但題目要求1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，因此要對(duì)此進(jìn)行組合邏輯設(shè)計(jì)，由于對(duì)芯片功能原理了解不深及對(duì)9組合邏輯設(shè)計(jì)方法掌握不熟練，更多的原因是對(duì)課本上基礎(chǔ)知識(shí)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(jué)得也沒(méi)那么難；（2）然后就是分頻模塊，乍聽分頻甚覺(jué)復(fù)雜，對(duì)此概念感覺(jué)很陌生，然后就去課本上找，看過(guò)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(guò)

8、程中，老師提到開關(guān)控制按鈕問(wèn)題，這個(gè)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(gè)開關(guān)，待醫(yī)生搶救治療完畢后，再按開關(guān)，表示信號(hào)消除，但同時(shí)面臨著一個(gè)問(wèn)題，開關(guān)設(shè)在病房，會(huì)給醫(yī)生在