畢業(yè)論文---醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)課程設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　課程名稱 數(shù)字電子技術 </p><p>　　課題名稱 醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng) </p><p>　　專 業(yè) </p>

2、<p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導教師

3、 </p><p>　　2011年 1 月 5 日</p><p><b>　　說明書目錄</b></p><p>　　第一章 設計總體思路，基本原理和框圖（總電路圖）</p><p>　　1．1 設計要求………………………………………………7</p><p&

4、gt;　　1．2 設計總體思路…………………………………………7</p><p>　　1．3整體設計框圖…………………………………………8</p><p>　　二 單元電路設計（各單元電路圖）</p><p>　　2．1信號鎖存………………………………………………9</p><p>　　2．2優(yōu)先編碼………………………………………………10

5、</p><p>　　2．3進制轉換………………………………………………11</p><p>　　2．4其他器件………………………………………………13</p><p>　　2．5總電路圖………………………………………………13</p><p>　　三 安裝、調試步驟</p><p>　　3．1安裝步驟…………………

6、……………………………15</p><p>　　3．2調試步驟………………………………………………15</p><p>　　四 故障分析與電路改進…………………………………16</p><p>　　五 總結與體會 ……………………………………………17</p><p>　　附錄…………………………………………………………18</p&

7、gt;<p>　　評分表………………………………………………………19</p><p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　1.1 設計要求：</b></p><p>　　1.當病人出現(xiàn)緊急情況需要醫(yī)生急救時，按下床旁邊的點動開關，此時在醫(yī)護室就可以看到病人的編號（在此設定為1-4號四個病

8、人，病情依次加重）。</p><p>　　2.根據(jù)病人病情設置優(yōu)先級別。當有多人同時按下開關時，病情嚴重者優(yōu)先（4號優(yōu)先級最高）。</p><p>　　3.醫(yī)護人員處理完當前最高級別的呼叫后，按下清除鍵，系統(tǒng)按優(yōu)先級別顯示其它呼叫病人的編號。</p><p>　　1.2 設計總體思路：</p><p>　　依據(jù)設計要求，要實現(xiàn)多個病人同時呼叫

9、時顯示優(yōu)先級最高的那個，所以應首先考慮優(yōu)先權問題，這個可以用優(yōu)先編碼器解決；又考慮到呼叫信號需要反饋又涉及到鎖存問題，可以用觸發(fā)器解決，同時也可以實現(xiàn)信號的清除，大體思路如下：</p><p>　　整個系統(tǒng)由信號鎖存，信號優(yōu)先編碼，二進制譯碼，信號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，當有信號輸入時，用觸發(fā)器鎖存相應的按鍵信號，由優(yōu)先編碼器完成信號優(yōu)先級的選送，并提供相應的顯示輸出編碼；呼叫信

10、號由信號鎖存（觸發(fā)器）進入，再進入優(yōu)先編碼（優(yōu)先編碼器）；同時信號回饋給信號鎖存區(qū)，循環(huán)運作，直至呼叫信號完全提示，同時加入邏輯控制(清0)。</p><p>　　其中信號鎖存用到雙D觸發(fā)器74LS74,優(yōu)先編碼用8-3優(yōu)先編碼器74LS148,二進制譯碼用3-8二進制譯碼器74LS138, 信號呼入用到六反相器74LS04.</p><p>　　1.3 總體設計框圖：</p>

11、<p><b>　　單元電路設計</b></p><p><b>　　2.1 信號鎖存</b></p><p>　　信號鎖存用74LS74正邊雙D觸發(fā)器，其真值表如下圖：</p><p><b>　　其管腳圖如下：</b></p><p>　　74LS74雙D觸發(fā)

12、器的動作特點是在選通端接高低不同電平時有不同的作用。由真值表可知：預置端接低電平時，輸出端Q為1；預置端接高電平，清零端接低電平時，輸出端Q為0；預置端和清零端同時接高電平時，輸出端Q與輸入端D相同。</p><p>　　假設Q的初始狀態(tài)為低電平，當給SD’一個高電平，輸入一個時鐘信號時，D觸發(fā)器被強制翻轉，這時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.&l

13、t;/p><p>　　此電路先用到2個7474分別代表4個病人，事先把D端接高電平，當給了時鐘脈沖CP后，Q端出高電平1，Q’端出低電平0。由于優(yōu)先編碼器74148為低電平輸入有效，所以我們要用的為輸出端為低電平的Q’。當清除端給觸發(fā)器R D’（即CLR端）信號0后，Q’端出1，利用這點可以對信號進行清除，接著便會顯示次優(yōu)先級病人的信號。后面還會再用到2個7474鎖存由74138出來的信號，用來當作清除開關，利用此信

14、號接至前面2個D觸發(fā)器的清除端。</p><p><b>　　2.2 優(yōu)先編碼</b></p><p>　　在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時輸入兩個以上編碼信號，而優(yōu)先編碼器已經(jīng)將輸入信號的優(yōu)先順序進行了安排，當同時有幾個信號輸入時，只對其中優(yōu)先級最高的那個進行編碼輸出。</p><p>　　在此設計電路中，優(yōu)先編碼器可以用8-3線優(yōu)先編碼器74L

15、S148.其真值表如下：</p><p><b>　　其引腳圖如下：</b></p><p>　　由真值表可以看出，在E1＝0時，電路正常工作，0-7輸入端當中可以同時有幾個輸入端為低電平。其中7的優(yōu)先權最高，0的優(yōu)先權最低，當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，其余的類似。</p><p>　　而在本試驗中給出的四路信

16、號中4號位的優(yōu)先給最高，所以事先把I7-I5接高電平，把4號觸發(fā)器的信號接至I4，3-1號分解接至I3-I1。當4號病人按下按鈕（CP）時，I4出0，無論I1-I3出什么信號都只出011，所以I4的優(yōu)先權最高，同理I3的優(yōu)先權大于I2，I1的優(yōu)先權最低。</p><p><b>　　2.3 進制轉換</b></p><p>　　二進制譯碼器的輸入是一組二進制代碼，輸出

17、是一組與輸入代碼一一對應的十進制高低電平信號。由于需要反饋信號，要用2進制進行轉換，由此用到3-8二進制譯碼器74138.其引腳圖如下：</p><p><b>　　其真值表如下：</b></p><p>　　由功能表中可知：74LS138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高電平1。 </p

18、><p>　　此電路中，當Y3’出0時就是清除了4號病人的呼叫信號，Y4’-Y6’出0時分別清除了病人3、2、1號病人的呼叫信號。</p><p><b>　　2.4 其他元件</b></p><p>　　信號呼入要用到CT74LS04反相器，其引腳圖如下：</p><p><b>　　真值表如下：</b&g

19、t;</p><p><b>　　A | Y</b></p><p><b>　　-------</b></p><p><b>　　1 | 0</b></p><p><b>　　0 | 1</b></p><p>　　反向器功能

20、較簡單，就起了反向的作用，當輸入為0時輸出為1，當輸入為1時輸出為0。</p><p>　　由于我們用的是共陰級數(shù)碼管，高電平有效，所以必須把信號取反，數(shù)碼管才能顯示。</p><p><b>　　2.5 總電路圖</b></p><p>　　整個電路的電路圖如下：</p><p>　　第3章 安裝及調試步驟</p

21、><p><b>　　3.1 安裝步驟</b></p><p>　　安裝步驟較簡單，就是把系統(tǒng)所需的所有元器件安插在面包板上，但要注意布局合理，為減少布線帶來的麻煩，盡量使相互連線多的芯片之間的距離拉近，這樣還可以節(jié)省導線，還會降低由于導線的質量問題帶來故障的風險。</p><p><b>　　3.2 調試步驟</b><

22、/p><p>　　調試其實是一件既要細心仔細又要全神貫注的事情，稍一分神就容易出錯?？赡軙丫€安插在錯誤的管孔里，導致調試檢查的時候很難發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　第一步，在所有器件安插完畢后不要急著通電，因為可能會有哪里的線接錯沒有被發(fā)現(xiàn)而造成短路，損壞器件，所以要先仔細檢查各器件的電源、地線是否接對，各芯片的管腳是否接好，是否有漏接或多次重復接的現(xiàn)象。</p><p&g

23、t;　　第二步，就可以通電檢查調試了。這時再檢查是否有管腳接錯孔，或接觸不良的情況。</p><p>　　第三步，分塊調試。根據(jù)具體的設計情況，對具體的每一個芯片進行調試，包括檢查管腳是否接對，是否有接觸不良，在它的下一個芯片處是否有它的輸出信號。此實驗線路中，首先測試從4個D觸發(fā)器出來的信號是否正常（清零也要測量），然后信號通過74148和74LS04后出來的信號可以直接接到數(shù)碼管上測量，然后測試信號經(jīng)過741

24、38后是否正確，最后測量通過4個7474的信號，如果正確就可以把信號接回到模擬4個病人的D觸發(fā)器的清零端。</p><p>　　第四步，聯(lián)機調試。把全部電路聯(lián)通后，對整個電路進行連貫的檢測，看是否和預期結果相同。</p><p>　　第4章 故障分析與電路改進</p><p>　　由于整個電路不是特別復雜，線路不是特別多，所需的導線也不是很多，所以分析起來較容易。

25、</p><p>　　一開始把整個電路連通后試電，并沒有出現(xiàn)結果，甚至按開關都沒用反應，檢查線路也沒用錯誤，就僵在那里一段時間。后來把整個電路拆了才發(fā)現(xiàn)板子的右邊那塊小的部分是不能用的，因為它與左邊的板子無法連接到一起，就算連了電源線和底線過去也沒用。最終只能用左邊的部分了。</p><p>　　從新連了一遍后，整個線路沒有問題，但數(shù)碼管顯示的數(shù)字不對，總顯示4，我們就從數(shù)碼管的這根線開始

26、往回找問題的錯誤點。邊檢查邊用鑷子撥動導線，終于發(fā)現(xiàn)了癥結所在，是一根線接觸不良，換了個管孔就可以顯示0了。</p><p>　　其實整個線路沒有連錯，基本上就是線與管孔接觸的問題，有些管孔曾經(jīng)出現(xiàn)過短路，估計被燒壞了，不能用了，就只能換個插了。</p><p>　　對于電路的改進，我們覺得用2個7474觸發(fā)器發(fā)送清零信號回觸發(fā)器的清零端太麻煩了，根據(jù)要求，我們想到了用74LS160代替那

27、兩個觸發(fā)器來實現(xiàn)邏輯清零。這樣一來少用了一個芯片還少用了四個開關和很多導線，感覺可以試試，并進行了試驗，結果可行。</p><p>　　第5章 總結與體會</p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設計，真的學到了很多，不僅對數(shù)電的知識進行了復習與應用，還提高了動手操作和解決問題的能力。</p><p>　　開始是用EWB軟件進行數(shù)字電路的仿真，由于原來學過一些這個軟件，

28、所以這個對我來說沒什么難的，而且還幫助同學學習了點軟件的應用知識。很快就連好了線路，并仿真成功了。</p><p>　　接下來是接線，這個也不是很難，按照電路圖仔細的接，這點很重要，因為它直接影響到后來的調試。接線最好是一個人接，這樣出現(xiàn)錯誤的幾率較小，而且檢查起來也好發(fā)現(xiàn)錯誤的線路。</p><p>　　再后來就是調試了，這個環(huán)節(jié)應該是最讓人頭痛的，因為結果不對，你檢查的方式不對，很難發(fā)

29、現(xiàn)錯在哪里，一但進入一個死胡同而不想換個思路重新檢測，那就很難出來，很難解決問題。這期間，我發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力得到了很好的提高，知道什么樣的問題如何去檢查，如何去應對，如何去找到解決辦法。</p><p>　　這兩周的時間真的過的很充實，很值得，因為學到了上課學不到的，而且會對以后的學習、工作有很大的幫助的經(jīng)驗，知識。</p><p><b>　　附錄(元器件清單)</

30、b></p><p>　　CT74LS04 1片</p><p>　　CT74LS74 4片</p><p>　　CT74LS148 1片</p><p>　　CT74LS138 1片</p><p>　　（可用74LS160代替兩片74LS74實現(xiàn)邏輯清零）</p><p>&

31、lt;b>　　參考文獻</b></p><p>　　«數(shù)字電子技術基礎» 周良權編</p><p>　　«電子技術課程設計指導» 彭介華編</p><p>　　«電子技術基礎實驗» 陳大欽編</p><p>　　電氣與信息工程系課程