医院病人紧急呼叫系统设计.doc

1、0目录一 、 设计总体思路 11.1 设计要求 .11.2 总体设计框图： .21.3 设计思路 .2二 、 单元电路 32.1 信号锁存 .32.2 优先编码 .42.5 二进制转换 .52.5 反相器 .62.6 总电 路图 .72.7 仿真图 .8三 、 安装及 调试 步骤 113.2 安装步骤 .113.2 调试步骤 .12四 、 故障分析与电路改进 13五 、 总结与体会 14六 、 元器件清单 15七 、 参考文献 161一 设 计 总 体 思 路1.1 设 计 要 求1.当 病 人 紧 急 呼 叫 时 ， 显 示 病 人 的 编 号 （ 在 此 设 定 为 36 号 四 个病 人

2、 病 情 依 次 加 重 ） ， 。2. 根 据 病 人 病 情 设 置 优 先 级 别 。 当 有 多 人 呼 叫 时 ， 病 情 严 重 者 优 先（ 6 号 优 先 级 最 高 ） 。3.医 护 人 员 处 理 完 当 前 最 高 级 别 的 呼 叫 后 ， 系 统 按 优 先 级 别 显 示 其 它呼 叫 病 人 的 编 号 。1.2 总 体 设 计 框 图 ：21.3 设 计 思 路系 统 由 呼 叫 信 号 锁 存 ， 优 先 编 码 ， 二 进 制 译 码 ， 显 示 及 逻 辑 控 制 清 除等 几 部 分 组 成 ， 电 路 核 心 部 分 为 优 先 编 码 器 ， 当 有

3、 信 号 输 入 时 ， 用 触 发器 锁 存 相 应 的 按 键 信 号 ， 由 优 先 编 码 器 完 成 信 号 优 先 级 的 判 别 ， 并 提 供相 关 的 显 示 输 出 编 码 。 二 进 制 译 码 单 路 译 出 当 前 最 高 级 别 的 呼 叫 ， 待 医护 人 员 处 理 完 后 ， 清 除 呼 叫 的 触 发 器 信 号 ， 转 而 对 其 它 呼 叫 输 入 进 行判 别 处 理 。信 号 的 锁 存 用 7474D 触 发 器 实 现 。 触 发 器 把 信 号 送 给 74148 编 码器 ， 编 码 器 按 信 号 的 优 先 编 码 。 编 码 器 输 出

4、 进 入 74138 译 码 器 ， 译码 器 产 生 清 零 信 号 ， 进 行 逻 辑 清 零 ， 以 便 处 理 其 它 信 号 。二 单 元 电 路2.1 信 号 锁 存74LS74 正 边 双 D 触 发 器 用 来 锁 存 信 号 ， 其 引 脚 如 图 ：374LS74 正 边 沿 触 发 双 D 触 发 器 的 动 作 特 点 是 输 出 端 状 态 的 转 换 发 生在 CP 的 上 升 沿 ， 而 且 触 发 器 所 保 存 下 来 的 所 保 存 的 状 态 仅 仅 取 决 于 CP上 升 沿 到 达 是 的 输 入 状 态 。Q 的 初 始 状 态 为 低 电 平 ，

5、当 给 SD一 个 高 电 平 时 ， 输 入 一 个 时 钟 信号 是 ， D 触 发 器 被 强 制 翻 转 ， 是 Q 输 出 变 成 高 电 平 ， Q输 出 为 低 电平 。 触 发 器 可 以 保 持 信 号 ,同 时 接 受 反 馈 信 号 ， 最 后 还 可 以 实 现 逻 辑 清0.此 电 路 先 用 到 4 个 7474 分 别 代 表 4 个 病 人 ， 是 先 把 D 端 置高 电 平 ， 当 给 了 时 钟 CP 后 ， Q 端 出 高 电 平 1， Q端 出 低 电 平 0， 我们 要 用 的 输 出 端 正 是 Q。 当 清 除 端 给 了 信 号 0 后 ， Q

6、端 出 1， 利 用这 点 可 以 对 信 号 进 行 清 除 ， 既 会 显 示 其 它 病 人 的 信 号 。 后 面 还 会 再 用 到 4个 7474 锁 存 由 138 出 来 的 信 号 ， 用 来 当 作 开 关 ， 利 用 此 信 号 接 至 前 面4 个 D 触 发 器 的 清 除 端 。2.2优先编码在 此 设 计 电 路 中 ， 优 先 编 码 器 可 以 用 8-3 线 优 先 编 码 器 74LS148.其 引 脚 图 如 下 ：474LS148 对 几 个 输 入 信 号 同 时 输 入 时 ， 按 优 先 级 别 依 次 编 码 （ 70） 。真 值 表 如 下

7、：由 表 中 可 以 看 出 ， 在 E1 0 电 路 正 常 工 作 状 态 下 ， 允 许 0-7 当 中同 时 有 几 个 输 入 端 为 低 电 平 ， 即 有 编 码 输 入 信 号 。 其 中 7 的 优 先 权最 高 ， 0 的 优 先 权 最 低 ， 当 7 0 时 ， 无 论 其 它 输 入 端 有 无 信 号 输 入 ，输 出 端 只 给 出 7 的 编 码 ， 其 余 的 类 推 。在 本 试 验 中 给 出 的 四 路 信 号 中 7 号 位 的 优 先 给 最 高 ， 所 以 把6 号 触 发 器 的 信 号 接 至 I6， 53 号 分 解 接 至 I5-I3。 当

8、 6 号 病 人 按下 按 钮 （ CP） 时 ， I6 出 0， 无 论 I3-I5 出 什 么 信 号 都 只 出 0 0 1，所 以 I6 的 优 先 权 最 高 ， 同 理 I5 的 优 先 权 大 于 I4， I3 的 优 先 权 最 低 。2.5 二进制转换此 电 路 用 到 3-8 二 进 制 译 码 器 74138.其 引 脚 图 如 下 ：5真 值 表 如 下 :输入 输出S1 32A2 A1 A0 Y1234Y567 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 1 1 0 1 1 1

9、1 1 11 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0从 表 中 我 们 知 道 输 出 与 输 入 的 关 系 ：oMY1此 电 路 中 ， 当 Y1出 0 时 就 是 清 除 了 6 号 病 人 的 呼 叫 信 号 ， Y2-Y4出 0 时 分 别 清 除 了 病 人 5-3 的 呼 叫 信 号 。62.5 反相器信 号 显 示 要 用

10、到 CT74LS04 反 相 器 ， 其 引 脚 图 如 下 ：输 出 与 输 入 的 关 系 ： AY我 们 用 的 是 共 阴 级 数 码 管 ， 高 电 平 有 效 ， 所 以 必 须 把 信 号 取 反 ， 才 能得 到 相 应 的 数 字 。72.6 总电路图82.7 仿真图91011一 、 安 装 及 调 试 步 骤3.2 安 装 步 骤数 字 电 路 系 统 设 计 是 自 上 而 下 的 ， 但 在 电 路 的 安 装 、 调 试 时 ， 都 是 自下 而 上 的 。 首 先 ， 安 装 并 调 试 每 个 子 系 统 对 应 的 单 元 电 路 ； 然 后 ， 逐 渐12扩

11、大 将 几 个 单 元 电 路 进 行 联 调 ； 最 后 ， 进 行 整 机 调 试 。电 子 电 路 的 安 装 ： 根 据 设 计 好 的 总 体 电 路 图 ， 把 各 种 元 器 件 按 照 电 路图 组 装 起 来 ， 现 分 别 介 绍 如 下 ：整 体 结 构 布 局 : 整 体 结 构 布 局 应 从 全 局 出 发 ， 决 定 电 子 装 置 各 部 分的 空 间 位 置 。电 路 板 结 构 布 局 : 在 一 块 板 子 上 按 电 路 图 把 元 件 组 装 成 电 路 。 必 须考 虑 的 是 元 器 件 在 电 路 板 上 结 构 布 局 问 题 。 布 局 的

12、优 劣 不 仅 影 响 电 路 板的 走 线 、 调 试 、 维 修 以 及 外 观 ， 对 电 路 板 的 电 气 特 性 也 有 一 定 的 影 响 。元 器 件 的 插 接 :插 接 方 式 是 把 组 成 电 路 的 所 有 元 器 件 插 在 面 板 上 。 3.2 调 试 步 骤调 试 就 是 对 安 装 后 的 电 路 进 行 参 数 和 工 作 状 态 测 试 。 通 常 ， 调 试工 作 是 按 信 号 的 流 程 逐 级 进 行 的 ， 可 以 从 输 入 端 向 输 出 端 推 进 ， 也 可 以从 输 出 端 向 输 入 端 倒 推 。第一步：不通电检查电 路 安 装

13、完 毕 后 ， 不 要 急 于 通 电 ， 应 首 先 认 真 检 查 线 是 否 正 确 ， 包括 多 线 、 少 线 、 错 线 等 ， 尤 其 是 电 源 线 不 能 接 错 或 接 反 ， 以 免 通 电 后 烧 坏电 路 或 元 器 件 。第 二 步 ： 直 接 检 查连 线 检 查 完 毕 后 ， 直 接 检 查 电 源 、 底 线 、 信 号 线 、 元 器 件 接 线 端 之间 有 无 短 路 ， 连 线 间 有 无 接 触 不 良 ， 二 极 管 、 三 极 管 、 电 解 电 容 等 有 极 性元 件 引 线 端 有 无 错 接 、 反 接 ， 集 成 块 是 否 插 接

14、正 确 。第 三 步 ： 通 电 检 查把经过准确测量的电源电压接入电路，但暂时不接入信号源，首先观察有无异常现象，如冒烟、异味、触摸器件有无过热，电源是否短路等，如有异常现13象应立即切断电源，排除故障后方可通电。第 四 步 ： 分 块 测 试分 块 调 试 是 把 电 路 按 功 能 分 成 不 同 的 部 分 ， 把 每 个 部 分 看 成 一 个 模块 进 行 调 试 。 比 较 理 想 的 调 试 程 序 是 按 信 号 的 流 向 进 行 ， 这 样 可 以 把 前面 调 试 过 的 输 出 信 号 作 为 后 一 级 的 输 入 信 号 ， 为 最 后 的 联 调 创 造 条 件

15、 。此 电 路 大 致 可 以 分 以 下 几 个 模 块 测 试 ， 首 先 测 试 从 4 个 D 触 发器 出 来 的 信 号 是 否 正 常 （ 清 零 也 要 测 量 ） ， 然 后 信 号 通 过 74148 和74LS04 后 出 来 的 信 号 可 以 直 接 接 到 数 码 管 上 测 量 ， 然 后 测 试 信 号 经 过74138 后 是 否 正 确 ， 最 后 测 量 通 过 4 个 7474 的 信 号 ， 如 果 正 确 就 可 以把 信 号 接 回 到 模 拟 4 个 病 人 的 D 触 发 器 的 清 零 端 。第 五 步 ： 整 机 联 调对 于 复 杂 的

16、电 子 系 统 ， 在 分 块 调 试 的 过 程 中 ， 由 于 是 逐 步 扩 大 范 围 ，故 实 际 上 已 经 完 成 某 些 局 部 联 调 工 作 ， 只 要 做 好 各 功 能 模 块 之 间 接 口 电路 的 调 试 工 作 ， 再 把 全 部 电 路 连 同 ， 就 可 以 实 现 整 机 联 调 。二 、 故 障 分 析 与 电 路 改 进接 线 之 前 应 该 把 器 件 和 导 线 全 部 测 量 一 遍 ， 确 定 都 是 好 的 才 可 以 开始 接 线 。 第 一 次 接 线 缺 乏 经 验 ， 我 先 把 器 件 全 部 安 装 好 以 后 就 开 始 接 线

17、 ，由 于 器 件 安 装 的 位 置 不 太 好 ， 接 的 乱 七 八 糟 ， 根 本 看 不 清 ， 掉 了 一 根 线都 要 找 好 久 才 知 道 是 哪 个 口 掉 出 来 的 ， 接 好 以 后 便 直 接 测 量 ， 发 现 根 本不 行 ， 错 误 也 找 不 出 在 哪 ， 只 好 全 部 拆 了 重 新 接 线 ， 这 样 不 仅 浪 费 时 间 ，还 浪 费 精 力 ， 打 击 自 信 心 ， 后 来 就 一 个 模 块 一 个 模 块 的 接 ， 接 好 一 和模 块 就 开 始 测 试 ， 确 保 万 无 一 失 才 开 始 接 下 一 个 模 块 。 就 这 样

18、我 接了 四 五 次 线 。14我 的 电 路 大 致 出 现 了 以 下 几 种 状 况 ：首 先 是 显 示 锁 存 模 块 显 示 不 了 我 存 的 信 号 ， 我 检 查 了 数 码 管 ， 找 到了 显 示 比 较 好 的 管 子 。 检 查 了 每 一 个 D 触 发 器 观 察 输 入 与 输 出 是 否 一致 ， 有 两 个 管 子 是 坏 的 。然 后 就 是 数 码 管 显 示 的 信 号 不 是 我 所 希 望 看 到 的 信 号 ， 比 如 我 按 下 6号 开 关 ， 显 示 的 不 是 6 而 是 4， 那 就 说 明 有 个 端 口 本 该 出 1 现 在 出0

19、 了 ， 就 可 以 继 续 往 上 一 级 检 查 ， 可 能 是 148 出 现 错 误 。再 次 就 是 检 查 138 出 来 的 信 号 ， 如 果 跟 预 想 的 不 一 样 （ 该 出 0的 端 口 出 的 是 1） 那 就 可 能 是 A、 B、 C 的 位 置 没 接 对 。 最 后 检 查 通 过4 个 7474 出 来 的 信 号 ， 每 次 也 只 有 1 个 Q 出 0。 改 进 ： 我 想 如 果 把 最后 那 4 个 7474 该 成 3 个 7474 接 到 138 的 前 面 ， 即 信 号 先 经 过 7474在 经 过 138 可 能 更 好 点 ， 最

20、直 观 看 到 的 就 是 节 省 了 一 个 7474。三 、 总 结 与 体 会经 过 两 周 的 数 字 电 子 课 程 设 计 ， 我 终 于 完 成 了 本 次 课 程 设 计 的 要 求 。总 体 感 觉 很 累 ， 经 过 查 资 料 、 自 己 的 知 识 基 础 、 同 学 一 起 讨 论 ， 我 做 出来 了 。我 上 个 学 期 学 的 数 电 ， 所 以 对 一 些 芯 片 的 功 能 还 比 较 清 晰 ， 想 应 该比 较 容 易 。 经 过 这 两 周 ， 我 感 觉 自 己 知 识 很 不 扎 实 ， 动 手 能 力 更 是 欠 缺 ，理 论 联 系 实 际 的

21、 能 力 还 需 加 强 。通 过 这 次 设 计 我 学 会 了 使 用 protues 软 件 ， protues 软 件 真 的 很好 用 ， 很 方 便 。 Protues 比 ewb 功 能 多 ， 便 于 操 作 。 完 成 了 绘 图 和 仿真 ， 接 下 来 是 接 线 安 装 ， 与 画 图 和 仿 真 相 比 这 项 任 务 最 难 。 最 开 始 是 测试 器 件 的 好 坏 ， 验 证 器 件 没 问 题 后 就 按 图 纸 接 线 ， 在 接 的 时 候 才 发 现 困15难 重 重 ， 在 一 块 小 小 的 接 线 板 上 要 接 上 七 个 芯 片 ， 每 个

22、器 件 有 十 多 个 引脚 ， 线 多 得 让 人 眼 花 缭 乱 ， 而 且 线 与 插 槽 接 触 的 很 松 ， 一 不 小 心 就 会 把线 弄 出 来 ， 然 后 再 找 是 哪 个 槽 掉 的 ， 十 分 之 烦 躁 ， 这 正 是 考 验 一 个 人 的细 心 时 候 了 ， 还 好 我 经 受 了 这 次 考 验 。 接 线 要 分 模 块 来 接 ， 这 点 非 常 重要 ， 接 完 一 个 模 块 就 要 检 查 ， 对 了 才 继 续 往 下 接 ， 错 了 要 找 出 原 因 ， 并及 时 改 正 ， 这 样 不 仅 提 高 了 效 率 ， 更 锻 炼 了 自 己 的

23、 排 错 能 力 。经 过 本 次 设 计 ， 我 受 益 非 浅 ， 不 仅 使 我 回 忆 起 了 数 电 的 很 多 知 识 ， 而且 锻 炼 了 我 理 论 与 实 践 相 结 合 的 能 力 。 但 也 发 现 了 自 己 的 一 些 不 足 ，在 今 后 的 学 习 中 将 加 以 弥 补 和 改 进 。 通 过 这 次 课 程 设 计 ， 我 最 大 的 体 会就 是 对 一 些 芯 片 的 功 能 有 了 更 好 的 理 解 和 运 用 ， 明 白 了 只 是 一 味 的 死 记理 论 是 远 远 不 行 的 ， 只 有 把 所 学 的 理 论 运 用 到 实 际 ， 才 能

24、真 正 掌 握 一 门科 学 。相 信 有 付 有 出 就 有 收 获 ， 经 过 这 两 周 设 计 ， 虽 然 过 程 曲 折 ， 但 也 收 获很 多 。 在 老 师 、 组 员 的 帮 助 下 很 顺 利 的 完 成 了 任 务 ， 这 两 周 的 课 程 设 计将 成 为 我 人 生 成 长 的 一 段 美 好 回 忆 ！四 、 元 器 件 清 单CT74LS04 4 片CT74LS74 4 片CT74LS148 1 片CT74LS138 1 片16五 、 参 考 文 献数 字 电 子 技 术 基 础 周 良 权 编电 子 技 术 课 程 设 计 指 导 彭 介 华 编电 子 技 术 基 础 实 验 陈 大 钦 编