病房呼叫系统电路设计(张耿洲)

电子技术课程设计题目：病房呼叫系统电路设计专业：自动化班级：13自动化1班姓名：张耿洲学号：32指导老师：吴德林小组成员：汤省文余焕韬张耿洲成绩：2目录一、技术指标...................................................................................................11.1课题及要求........................................................................................................................................11.2功能描述：.................................................................................................1二、整体方案设计............................................................................................12.1整体方案结构方框图.......................................................................................................................12.2整体方案原理...................................................................................................................................1三、单元电路设计............................................................................................23.1主控制电路设计................................................................................................................................23.2显示电路设计....................................................................................................................................33.3病房门口指示灯电路设计................................................................................................................53.4护士值班室报警电路设计...............................................................................................................63.5整体电路...........................................................................................................................................83.6proteus仿真..................................................................................................................................103.7实物图.............................................................................................................................................113.8整机原件清单..................................................................................................................................11四、测试与调整..............................................................................................124.1主控制电路的测试与调整..............................................................................................................124.2显示电路的测试与调整.................................................................................................................124.3病房门口指示灯电路测的试与调整.............................................................................................124.4护士值班室报警电路的测试与调整.............................................................................................134.5整体电路测试.................................................................................................................................13五、设计小结.................................................................................................1335.1设计任务完成情况.........................................................................................................................135.2问题及改进.....................................................................................................................................135.3心得体会..........................................................................................................................................14参考文献........................................................................................................141一、技术指标1.1课题及要求某医院有七个病室，每个房间都装有呼叫按钮，同时在护士室有相应的显示电路，即能看到是哪个病室呼叫。现要求：一号病室的呼叫优先权最高，七号最低，使用74LS148及其它门电路设计满足上述要求的组合逻辑电路。有病人呼叫时蜂鸣器响起，显示单元电路显示病房间号。1.2功能描述：1、呼叫功能：七个病室每个病室都装有一个呼叫按钮，当病室有需要时，可以通过呼叫按钮进行呼叫2、显示功能：在护士值班室内有相应的显示电路，可以看到是哪个病室在呼叫及相应病房门口LED指示灯亮起并闪烁，蜂鸣器响起。3、优先权：七个病室呼叫具有优先权，其中一号病室优先权最高，七号病室优先权最低。只要有一号病室呼叫时，不管其他六个病室是否呼叫，显示电路均显示一号病室；一号病室不呼叫时，只要有二号病室呼叫，不管其他病室是否呼叫，显示电路均显示二号病室…依次类推。优先权的功能是由74LS148芯片实现的。4、LED指示灯的闪烁及蜂鸣器的响起由555定时器组成的多谐震荡器控制二、整体方案设计2.1整体方案结构方框图2.2整体方案原理1、检测病房信号通过病房开关控制输入高低电平从而使后续电路产生相关信号。检测病房信号编码译码电路显示电路多谐震荡指示电路（声音）多谐震荡指示电路（灯闪烁）2编码译码电路通过开关S1—S7的开与关控制振荡电路LED的闪烁，也控制74LS148的输入进而控制其输出，但74LS148有优先编码功能（当一号病房的按钮按下时，无论其它病房的按钮是否按下，护士值班室的数码显示“1”，即“1”号病房的优先级别最高，其它病房的级别依次递减）74LS148的输出控制74LS47的输入，由74LS47的输出控制其显示电路的相关功能。显示电路开关闭合蜂鸣器发声，相关开关闭合七段共阴显示器显示对应开关病房号。其中S1—S7依次对应1号——7号病房多谐震荡指示电路通过555芯片与外围元件连接构成相应要求的多谐振荡器三、单元电路设计3.1主控制电路设计图3—1主控制电路74LS148管脚图374LS148功能表如图3—1所示电路由7个开关代表7个病房内的紧急呼叫开关，其下部接地，灯正极接5伏电源，当开关合上时，相应的LED指示灯亮起。同时在74LS148优先编码器的相应输入端输入低电平，其优先级依次从S1—S7。为了消除EI的影响，故将74LS148的E0输出端分别与A0、A1、A2通过与门输出，将编码信号优化。3.2显示电路设计4图3—2显示电路74LS47管脚图5如图3—2所示，当74LS47译码器的LT、BI\RBO端接高电平，RBI接任意电平时芯片正常译码，其输出的编码正好是七段数码管的工作编码，通过510Ω的限流电阻与共阳显示管连接成显示电路。3.3病房门口指示灯电路设计6图3—3—1病房门口指示灯电路如图3—3—1所示，病房门口的指示灯电路由555电路构成多谐震荡电路，芯片通过5伏电压供电，由于RST端为高电平时555电路震荡，而其连接端为低电平，故中间设置一个反相器。3.4护士值班室报警电路设计图3—4护士值班室报警电路7如图3—3—2所示，该报警电路由555电路构成多谐震荡电路，并将震荡体现在蜂鸣器上。555芯片由5伏电源供电。通过proteus软件模拟，当R1取1KΩ、C取47nF、Cf取100uF，R2在1KΩ至47KΩ调解时，频率在7700HZ——300HZ变化，并且占空比在60%左右，调频特性体现得很好，同时该蜂鸣器取的是内部没有振荡器的蜂鸣器，故能很好的体现这一频率的变化。将RST端与E0端相接，在有开关合上时，E0端输出为高电平，可以驱动555电路的运行。其中LED1为护士值班室的呼叫显示灯，当有病人呼叫时，此灯同时亮起，使其更直观。555定时器简要介绍：555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲