畢業(yè)論文---醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱 數(shù)字電子技術(shù) </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(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)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(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖（總電路圖）</p><p>　　1．1 設(shè)計(jì)要求………………………………………………7</p><p&

4、gt;　　1．2 設(shè)計(jì)總體思路…………………………………………7</p><p>　　1．3整體設(shè)計(jì)框圖…………………………………………8</p><p>　　二 單元電路設(shè)計(jì)（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(jìn)制轉(zhuǎn)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(diào)試步驟</p><p>　　3．1安裝步驟…………………

6、……………………………15</p><p>　　3．2調(diào)試步驟………………………………………………15</p><p>　　四 故障分析與電路改進(jìn)…………………………………16</p><p>　　五 總結(jié)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(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1.當(dāng)病人出現(xiàn)緊急情況需要醫(yī)生急救時(shí)，按下床旁邊的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，此時(shí)在醫(yī)護(hù)室就可以看到病人的編號（在此設(shè)定為1-4號四個(gè)病

8、人，病情依次加重）。</p><p>　　2.根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級別。當(dāng)有多人同時(shí)按下開關(guān)時(shí)，病情嚴(yán)重者優(yōu)先（4號優(yōu)先級最高）。</p><p>　　3.醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)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(shè)計(jì)總體思路：</p><p>　　依據(jù)設(shè)計(jì)要求，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)病人同時(shí)呼叫

9、時(shí)顯示優(yōu)先級最高的那個(gè)，所以應(yīng)首先考慮優(yōu)先權(quán)問題，這個(gè)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(shí)也可以實(shí)現(xiàn)信號的清除，大體思路如下：</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)由信號鎖存，信號優(yōu)先編碼，二進(jìn)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(dāng)有信號輸入時(shí)，用觸發(fā)器鎖存相應(yīng)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(yīng)的顯示輸出編碼；呼叫信

10、號由信號鎖存（觸發(fā)器）進(jìn)入，再進(jìn)入優(yōu)先編碼（優(yōu)先編碼器）；同時(shí)信號回饋給信號鎖存區(qū)，循環(huán)運(yùn)作，直至呼叫信號完全提示，同時(shí)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(jìn)制譯碼用3-8二進(jìn)制譯碼器74LS138, 信號呼入用到六反相器74LS04.</p><p>　　1.3 總體設(shè)計(jì)框圖：</p>

11、<p><b>　　單元電路設(shè)計(jì)</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(dòng)作特點(diǎn)是在選通端接高低不同電平時(shí)有不同的作用。由真值表可知：預(yù)置端接低電平時(shí)，輸出端Q為1；預(yù)置端接高電平，清零端接低電平時(shí)，輸出端Q為0；預(yù)置端和清零端同時(shí)接高電平時(shí)，輸出端Q與輸入端D相同。</p><p>　　假設(shè)Q的初始狀態(tài)為低電平，當(dāng)給SD’一個(gè)高電平，輸入一個(gè)時(shí)鐘信號時(shí)，D觸發(fā)器被強(qiáng)制翻轉(zhuǎn)，這時(shí)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(shí)接受反饋信號，最后還可以實(shí)現(xiàn)邏輯清0.&l

13、t;/p><p>　　此電路先用到2個(gè)7474分別代表4個(gè)病人，事先把D端接高電平，當(dāng)給了時(shí)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(dāng)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(diǎn)可以對信號進(jìn)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(gè)7474鎖存由74138出來的信號，用來當(dāng)作清除開關(guān)，利用此信

14、號接至前面2個(gè)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(shí)輸入兩個(gè)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(jìn)行了安排，當(dāng)同時(shí)有幾個(gè)信號輸入時(shí)，只對其中優(yōu)先級最高的那個(gè)進(jìn)行編碼輸出。</p><p>　　在此設(shè)計(jì)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(shí)，電路正常工作，0-7輸入端當(dāng)中可以同時(shí)有幾個(gè)輸入端為低電平。其中7的優(yōu)先權(quán)最高，0的優(yōu)先權(quán)最低，當(dāng)7＝0時(shí)，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(yàn)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(dāng)4號病人按下按鈕（CP）時(shí)，I4出0，無論I1-I3出什么信號都只出011，所以I4的優(yōu)先權(quán)最高，同理I3的優(yōu)先權(quán)大于I2，I1的優(yōu)先權(quán)最低。</p><p><b>　　2.3 進(jìn)制轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　二進(jìn)制譯碼器的輸入是一組二進(jìn)制代碼，輸出

17、是一組與輸入代碼一一對應(yīng)的十進(jìn)制高低電平信號。由于需要反饋信號，要用2進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由此用到3-8二進(jìn)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(gè)輸出引腳，任何時(shí)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(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。 </p

18、><p>　　此電路中，當(dāng)Y3’出0時(shí)就是清除了4號病人的呼叫信號，Y4’-Y6’出0時(shí)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(dāng)輸入為0時(shí)輸出為1，當(dāng)輸入為1時(shí)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(gè)電路的電路圖如下：</p><p>　　第3章 安裝及調(diào)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(dǎo)線，還會降低由于導(dǎo)線的質(zhì)量問題帶來故障的風(fēng)險(xiǎn)。</p><p><b>　　3.2 調(diào)試步驟</b><

22、/p><p>　　調(diào)試其實(shí)是一件既要細(xì)心仔細(xì)又要全神貫注的事情，稍一分神就容易出錯(cuò)?？赡軙丫€安插在錯(cuò)誤的管孔里，導(dǎo)致調(diào)試檢查的時(shí)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?yàn)榭赡軙心睦锏木€接錯(cuò)沒有被發(fā)現(xiàn)而造成短路，損壞器件，所以要先仔細(xì)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(fù)接的現(xiàn)象。</p><p&g

23、t;　　第二步，就可以通電檢查調(diào)試了。這時(shí)再檢查是否有管腳接錯(cuò)孔，或接觸不良的情況。</p><p>　　第三步，分塊調(diào)試。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)情況，對具體的每一個(gè)芯片進(jìn)行調(diào)試，包括檢查管腳是否接對，是否有接觸不良，在它的下一個(gè)芯片處是否有它的輸出信號。此實(shí)驗(yàn)線路中，首先測試從4個(gè)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(gè)7474的信號，如果正確就可以把信號接回到模擬4個(gè)病人的D觸發(fā)器的清零端。</p><p>　　第四步，聯(lián)機(jī)調(diào)試。把全部電路聯(lián)通后，對整個(gè)電路進(jìn)行連貫的檢測，看是否和預(yù)期結(jié)果相同。</p><p>　　第4章 故障分析與電路改進(jìn)</p><p>　　由于整個(gè)電路不是特別復(fù)雜，線路不是特別多，所需的導(dǎo)線也不是很多，所以分析起來較容易。

25、</p><p>　　一開始把整個(gè)電路連通后試電，并沒有出現(xiàn)結(jié)果，甚至按開關(guān)都沒用反應(yīng)，檢查線路也沒用錯(cuò)誤，就僵在那里一段時(shí)間。后來把整個(gè)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?yàn)樗c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(gè)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(cuò)誤點(diǎn)。邊檢查邊用鑷子撥動(dòng)導(dǎo)線，終于發(fā)現(xiàn)了癥結(jié)所在，是一根線接觸不良，換了個(gè)管孔就可以顯示0了。</p><p>　　其實(shí)整個(gè)線路沒有連錯(cuò)，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(jì)被燒壞了，不能用了，就只能換個(gè)插了。</p><p>　　對于電路的改進(jìn)，我們覺得用2個(gè)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(gè)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)邏輯清零。這樣一來少用了一個(gè)芯片還少用了四個(gè)開關(guān)和很多導(dǎo)線，感覺可以試試，并進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果可行。</p><p>　　第5章 總結(jié)與體會</p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)，真的學(xué)到了很多，不僅對數(shù)電的知識進(jìn)行了復(fù)習(xí)與應(yīng)用，還提高了動(dòng)手操作和解決問題的能力。</p><p>　　開始是用EWB軟件進(jìn)行數(shù)字電路的仿真，由于原來學(xué)過一些這個(gè)軟件，

28、所以這個(gè)對我來說沒什么難的，而且還幫助同學(xué)學(xué)習(xí)了點(diǎn)軟件的應(yīng)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(gè)也不是很難，按照電路圖仔細(xì)的接，這點(diǎn)很重要，因?yàn)樗苯佑绊懙胶髞淼恼{(diào)試。接線最好是一個(gè)人接，這樣出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率較小，而且檢查起來也好發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的線路。</p><p>　　再后來就是調(diào)試了，這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該是最讓人頭痛的，因?yàn)榻Y(jié)果不對，你檢查的方式不對，很難發(fā)

29、現(xiàn)錯(cuò)在哪里，一但進(jìn)入一個(gè)死胡同而不想換個(gè)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(yīng)對，如何去找到解決辦法。</p><p>　　這兩周的時(shí)間真的過的很充實(shí)，很值得，因?yàn)閷W(xué)到了上課學(xué)不到的，而且會對以后的學(xué)習(xí)、工作有很大的幫助的經(jīng)驗(yàn)，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>　?。捎?4LS160代替兩片74LS74實(shí)現(xiàn)邏輯清零）</p><p>&

31、lt;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　«數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)» 周良權(quán)編</p><p>　　«電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)» 彭介華編</p><p>　　«電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)» 陳大欽編</p><p>　　電氣與信息工程系課程