数字电子技术课程设计报告.docx
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数字电子技术课程设计报告
数字电子技术课程设计报告
题目：
病床呼叫系统
班级：
姓名：
指导老师：
组号：
第八组
目录
一、设计任务及要求………………………………………………………………1
二、方案设计与论证………………………………………………………………1
三、各单元电路设计与分析………………………………………………………2
3.1开关控制及编码部分…………………………………………………………………………2
3.2电源部分………………………………………………………………………………………2
3.3译码显示部分…………………………………………………………………………………3
3.4报警部分………………………………………………………………………………………3
CD4511真值表……………………………………………………………………………………4
四、电路仿真………………………………………………………………………4
五、实验遇到的问题及解决方案…………………………………………………5
六、结论与心得体会………………………………………………………………6
七、参考文献………………………………………………………………………7
八、附录……………………………………………………………………………7
8.1仿真原理图……………………………………………………………………………………7
8.2AltiumDesigner原理图……………………………………………………………………8
8.3PCB文件………………………………………………………………………………………8
8.4实物图…………………………………………………………………………………………9
九、操作步骤………………………………………………………………………9
十、电路所需元件…………………………………………………………………10
病床呼叫系统
一、设计任务及要求：
用中小规模集成电路设计病床呼叫系统逻辑电路的具体要求如下：
（1）分别用1～10个开关模拟10个病房的呼叫输入信号，10个呼叫优先等级不同。
（2）用两个数码管显示呼叫信号的号码；没信号时显示00；有信号呼叫时，显示呼叫号并伴随蜂鸣器的声响。
（3）当护士接收到信号，按下复位键时数码管被清零，而且不能影响下次呼叫的进行。
二、方案设计与论证：
临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，并在值班室的监控屏幕上留下准确完整的记录，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。
监控机构一般放置在护士值班室内，当病床有呼叫请求时进行声光报警，并在显示器上显示病床的位置。
呼叫源（按钮）放在病房内，病人有呼叫请求时，按下请求按钮，向值班室呼叫，并点亮呼叫指示灯。
监控机构和呼叫源间通过数据线连接在一起。
本实验要求运用数字逻辑的基本知识来设计一个模拟系统，通过各类芯片的组合来实现该系统的基本功能，完成各项操作。
病床呼叫系统能对10张病床进行统一监护，能够对发出呼叫的病床有指示灯进行提示，还伴随呼叫信号，发出呼叫声（用凤鸣器模拟），当护士接收到信号，按下复位键时显示管被清零。
护士站
病房
输入
1
号灯
6号灯
输入
2号灯
输入
3号灯
7号灯
4号灯
8号灯
输入
编码和计
9号灯
5号灯
输入
数功能
10号
输入
输入
输入
闪烁灯提示
输入
输入
响应开关
图7.6.1病床呼叫系统设计框图
通过对实验的要求分析，可以将电路大致分为以下几大模块，电源模块、编
1
码模块译码显示模块、警报声音产生模块、报警信号产生模块，通过对以上几大模块的整合，即可基本达到实验要求，实现系统功能。
如图7.6.1所示，该系统被分为三大部分：
左边方框是病房的呼叫输入端,包括10个呼叫按钮；右边方框为护士站的呼叫处理端，包括10个指示灯、一个数码管显示器和一个响应复位开关；中间是优先级编码和技术功能模块。
三、各单元电路设计与分析：
3.1开关控制及编码部分
由10个输入高低电平的开关分别
代表10个病床的呼叫按钮。
住院病人
可通过按动自己的床位按钮启动发声
传呼电路，同时将信号进行编码。
开关输入以后可以经过10个二极
管，从1到10开关连接到相应的指示
灯。
开关直接控制指示灯亮，如图图
7.6.2所示。
图7.6.2
3.2电源部分
设计电路中供给电源的，我们使用两种方式可以供电，如图图7.6.3显示。
l排针
lUSB接口
图7.6.3
2
3.3译码显示部分
译码器：
利用CD4511，连接阴极数码管，将送来的信号进行译码，译成相应的BCD码以驱动数码管，目的是显示各个病房房间号。
数码管：
其相应端口与译码器相连，根据送入的BCD码显示救助病人的床位号。
如图图7.6.4所示。
图7.6.4
3.4报警部分
发声（报警）电路：
住院病人可以通过按动自己的床位按钮启动发声电路，由一个二输入与非门跟蜂鸣器构成。
通过555芯片。
连接蜂鸣器，以达到报警，让护士或者医生有所觉醒。
如图图7.6.5图7.6.6所示
图7.6.5
3
图7.6.6
CD4511真值表：
4
四、电路仿真：
仿真：
仿真前做了分析，每个模块相互连接，最终根据书上的电路图和相应的参考材料，设计出该电路图。
如上图所示。
五、实验遇到的问题及解决方案
问题1：
在画电路的仿真图时，开关使用特别复杂，想到画电路板时会很费
劲。
5
解决方法：
在网上搜了一下接触开关，方便简单。
问题2：
在AD中画元器件封装时将管脚的铜片设置成了椭圆行，且铜孔较小，导致打孔是不方便，元件的封装大小与实际的相差较大，导致芯片无法正常连接
解决方法：
在网上查询需要画的元器件封装数据（元件为直插式），再根据所查的数值画元器件的封装，然后从新修改原理图；
问题3：
在焊接电路时由于电烙铁的的温度没有熟练的把握将电路中连线较
密的地方连带焊锡，导致电路无法正常工作
解决方法：
用万用表检查电路，将电路中不正常的连线修正，并把所有的线
路用锡丝焊了一遍。
问题4：
元器件芯片的好坏没有事先检查，盲目相信元器件一定是好的，导
致电路没有正常工作。
还未解决。
六、结论与心得体会：
漫长的课设终于完成，在这之前我们也做过相关的训练关于课程设计和实习，例如电子工艺实习。
但这次是第一次自己动手设计电路，遇到的困难也不小。
这次的数电课程设计，我们组做的是病床呼叫系统，看懂书上的设计方案才后开始动手，真正开始做时才发现理想与实际间的差距很大，对于学的那些芯片管脚及功能都有些模糊。
这个课程设计，我们的最大收获就是对于芯片的功能有了更好的应用和了解，以及对于学过的知识存在的一些问题也迎刃而解，同时也对学的知识有了一个实践性的证明。
我们也根据课程需要选学参考资料，查阅手册图表和文献资料进行了小组间的探讨，深入研究有关问题，学会了分析解决问题的方法。
通过这次课程设计使我们明白了理论与实际相结合的重要性，只是一味的纸上谈兵是行不通的，时间可以提高动手能力和独立思考能力，这也是为当代急需的实践型人才的社会做一种准备。
6
七、参考文献：
《现代电子学及应用》，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，1994年
《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社，2000年
《集成电子技术基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高等教育出版社，
2002年
《电子技术课程设计指导》，彭介华编，高等教育出版社，1997年
八、附录：
8.1仿真原理图
7
8.2AltiumDesigner原理图
8.3PCB文件
8
8.4实物图
九、操作步骤：
1.插入电源
2.有10个键可以选择，当十个病房中有人按下相应开关，就可以显示是哪个病房，蜂鸣器也会发出明亮的叫声。
3.最后再次按下开关结束此过程，并可以再次使用。
9
十、电路所需元件：
序号
元件名称
数量
1
555芯片
1
2
74LS32芯片
1
3
74LS04芯片
1
4
CD4511芯片
2
5
1K电阻
7
6
100K电阻
1
7
1uf电容
1
8
10uf电容
1
9
蜂鸣器
1
10
8脚底座
2
11
10脚底座
2
12
14脚底座
2
13
16脚底座
2
14
共阴极数码管
2
15
LED灯
1
16
开关
10
17
排针
3
18
USB接口
1
19
二极管
10
10
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