病床呼叫系统设计.docx
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病床呼叫系统设计
电子技术 课程设计
题 目 病床呼叫系统设计
系 （部）
班 级
姓 名
学 号
指导教师
2014年12月15日至12月19日 共1周
2014年12月19日
课程设计成绩评定表
出勤
情况
出勤天数
缺勤天数
成
绩
评
定
出勤情况及设计过程表现（20分）
课设答辩（20分）
说明书（20分）
设计成果（40分）
总成绩（100分）
提问
（答辩）
问题
情况
综
合
评
定
指导教师签名：
年月日
1设计题目 1
1病床呼叫系统设计 1
2课题背景 2
3系统设计 3
3.1设计内容 3
3.2设计思路 3
3.3需要器件 4
3.4结构框图 4
3.5系统原理图及其工作原理 5
3.6各部分功能模块 10
3.6.1床位呼叫控制转换模块及原理图 10
3.6.2优先选择模块设计 12
3.6.3译码显示模块设计 14
3.6.4蜂鸣器模块 15
4．软件仿真及其调试 16
4.1软件介绍 16
4.2仿真方法介绍 16
4.3故障分析 17
5．结论 18
6．心得体会 19
参考资料 20
附录1仿真电路全图 21
附录2元件清单 22
1设计题目
1病床呼叫系统设计
2课题背景
在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。
尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。
病床呼叫系统是一种应用于医院病房、养老院等地方，用来联系沟通医护人员和病员的专用呼叫系统，是提高医院水平和病室护理水平的必备设备之一。
让患者需要服务时，只要按一下随身携带的呼叫器，信息立马就能传至护工处.避免没有看护人在时,病人急需服务却无法通知医生的情况。
病床呼叫系统的优劣直接影响到病员的安危，历来受到各大医院的普遍重视。
它要求及时、准确可靠、简便可行、利于推广。
3系统设计
3.1设计内容
1设计一个具有优先级别的10路病床呼叫系统，病床号码用数码管显示。
2每个呼叫病床有一个控制开关，病人按下按键时数码管显示病床号码，10个病床的优先等级不同，两个或个病人同事按下按键时，显示优先级别高的病床号码，同时响铃，当按键断开时，关闭响铃。
同时数码管熄灭。
3.2设计思路
1首先用2片74LS148扩展成16线-4线的优先编码器
16线-4线优先编码器的16个输入分别记作A’0，A’1…A’15,A’15优先级别最高，A’0优先级别最低。
16线-4线优先编码器的4个输出分别记作Z0，Z1，Z2，Z3,;Z3为最高位，Z0为最低位。
当A’15=0（其余为任意值）时，输出Z3Z2Z1Z0=1111;
当A’15=1，A’14=0（其余为任意值）时，Z3Z2Z1Z0=1110;……
当A’15=A’14=…=A’1=1，A’0=0时，Z3Z2Z1Z0=0000
第一片74HC148输入优先级别高的8个输入，第二片输入优先级别低的8输
入，即
第一片的S’接地：
A’15接第一片的I’7，A’14接第一片的I’6…..A’8接第一片的I’0;
A’7接第二片的I’7，A’6接第二片的I’6….A’0接第二片的I’0。
将两片的输出Y’12，Y’11,Y’10，Y’EX1,Y’22，Y’21，Y’20，Y’EX2经门电路实现16-4优先编码器的输出Z3Z2Z1Z0。
根据74LS148编码表，在第一片的输入A’15-A’8均无有效电平时，第二片工作，则将第一片的输出选通端Y’s按第二片的输入选通端S’端。
3.3需要器件
型号
名称
数目
7400N
与非门
3
7406N
非门
1
74LS148D
10-4线优先编码器
2
74LS248D
七段字形译码器
1
七段共阴极
数码管
1
10KΩ
电阻
11
开关
10
蜂鸣器
1
直流稳压源
5V
1
111Ω
电阻
7
表3.3设计所需主要仪器
3.4结构框图
注：
呼叫信号为开关按下，接通低电平，信号输出。
然后优先编码器进行接收，选择，编码输出信号到译码器和蜂鸣报警器，译码器对信号进行译码显示出信号发出的位置，蜂鸣报警器收到信号开始蜂鸣提醒。
3.5系统原理图及其工作原理
低电平有效，如图1为零号床位呼叫
图1 0号床位按下开关
如图2为8和9号床位同时呼叫。
9号优先。
图2 8,9号床位同时按下开关
如图3为2号床位呼叫
图3 2号床位按下开关
如图4为0和1号床位同时呼叫，1号优先
图4 0，1号床位同时按下开关
工作原理：
病房呼叫系统分为四个主要功能模块：
呼叫模块，优先选择模块译码显示模块，以及蜂鸣器模块。
这些模块共同工作完成本电路的功能实现。
其中运用了10线—4线优先编码器74LS148D来实现优先选择模块主要功能，其中运用自己设计的小规模逻辑门电路，7段字形译码器74LS248D和共阴极七段数码管来实现译码显示模块主要功能，运用蜂鸣器来实现呼叫模块。
信号呼叫由呼叫显示模块的各个呼叫开关发出，接着，信号传到优先选择模块，将优先级别最高的患者的信号选择出来，并传到呼叫模块与译码显示模块：
呼叫模块通过电路令蜂鸣器鸣叫，同时译码显示模块通过小规模逻辑门集成电路与74LS148D将信号变换成对应的患者床号，并由七段数码管显示出来。
当该病患治疗后，断开其对应的呼叫开关，此时该系统将显示下一名较高优先级的病患床号。
3.6各部分功能模块
本病床呼叫系统的功能模块分为病床呼叫模块，优先选择模块，译码显示模块，以及蜂鸣器模块。
通过各个模块的协调作用使得病床呼叫系统功能得以实现。
3.6.1床位呼叫控制转换模块及原理图
一个或者多个病人通过关闭其对应的呼叫开关，来开启其支路的呼叫显示模块，进而开启整个病房呼叫系统。
显示模块采用一般开关驱动，低电平有效， 当一名或者多名病人闭合各自的呼叫开关时，其对应的支路接通，，并且同时将有效信号传到下一个功能模块—优先选择模块。
根据设计要求，呼叫显示模块的设计如图5
图5 显示按下开关的床位
3.6.2优先选择模块设计
如图6，根据设计要求，数码管要显示优先级别最高病房的呼叫信号，所以我们要对病房呼叫信号进行优先选择并输出。
在本设计中，0号病床为优先级最低，然后依次是1，2,3,4,5,6,7,8,9,号病床。
在这里，应用了16线-4线优先编码器（74LS148D）进行此功能的实现。
其输入为低电平有效，输出编码为反码形式。
74LS148芯片极介绍：
芯片管脚:
0－7 编码输入端（低电平有效） EI 选通输入端（低电平有效）,A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码 输 出 端（低电平有效）,GS 片优先编码输出端即宽展端（低电平有效）,EO 选通输出端，即使能输出端。
74LS248七段显示译码器.输入的是8421BCD码，输出的是能驱动七显示器的高低电平信号。
所以它有四个输入端，分别为DCBA和一些控制输入端。
七个输出端分别是A、B、C、D、E、FG。
这类译码器全称为BCD七段译码器/驱动器。
74LS148编码表（8线-3线优先编码器）：
输入
输出
S’I0’I1’I2’I3’I4’I5’I6’I7’
Y2’Y1’Y0’Y’EXYS’
1xxxxxxxx
0xxxxxxx0
0xxxxxx01
0xxxxx011
0xxxx0111
0xxx01111
0xx011111
0x0111111
001111111
011111111
11111
00001
00101
01001
01101
10001
10101
11001
11101
11110
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