电子系统设计总结报告汇编

电子系统设计总结报告

题目：医院呼叫系统

班级：

组别：第四组

指导教师：张廷荣

设计时间

医院呼叫系统

一、引言

1. 选题意义

1.1 性价比

在此次课程设计中，选用的原件蜂鸣器、74LS147译码器、555定时器等，都是较常见和比较常用的，比较经济实惠，节约成本。因此，该方案设计的医院呼叫系统经济适用，成本合适，性价比较高。

1.2 EWB模拟仿真

EWB模拟仿真图如图1所示(见附录1)。

综上所述，呼叫器应用广泛，所需器件价格低，成本低，性价比高。经过EWB模拟仿真结果可得出，它具有可实行性。所以我们选则这个题目进行设计与制作。2. 设计目标

对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟

3.小组成员及分工

二、作品说明

1.功能

此设计是用于医院病人的紧急呼叫，它的功能如下：

1.当病人按下呼救信号按钮，呼救灯亮，同时显示病人编号，蜂鸣器发出5秒呼救声，等待医护人员来护理。

2.按照病人的病情划分出优先级别，有多个病人同时呼救时，系统优先显示最高级别的呼救编号。

3.当医护人员处理完最高级别呼救后，按下清零键，系统按优先等级先后显示其它病人编号。

2. 操作说明

此设计使用的的是四节1.5V干电池，放入电池槽中即可。病人在需要帮助时，只需按下与自己床位相对应的开关，医生便可获知病人相应的床位信息

三、基本原理

1. 原理图

(1) 方案呼叫系统电路原理框图如图2所示。

图2医院呼叫系统电路的原理框图

对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，数码管按优先级显示病人病房编号，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，控制呼叫提示系统；三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟。

(2) 电路原理图如图3所示(见附录2)

2.工作原理

(1) 直流电源

将四节电压为1.5V的干电池串联起来，为整个电路提供电压。

(2)呼叫控制模块

利用由555定时器和外接元件R

1、R

2

、C构成多谐振荡器，长时间的振震荡

信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数的阻容器件以及计数器74LS192，可将振荡时间准确的控制在要求的8秒钟

每次呼叫时长：T=(R1+2R2)×C1×Ln2×8

=（15+2×68）×0.00001×Ln2×8= 8s

呼叫控制电路原理图如图3所示：

图3 呼叫控制模块

(3) 优先显示模块

此模块中运用74LS147译码器来处理信号的优先程度。当病房呼叫信号传输到该优先编码器后，编码器将对其进行处理，并将优先级别高的信号输出到数码管显示出来。在本课题中，共设置了8个呼叫开关，优先级别从1--8依次升高，当多个开关同是闭合的时候数码管显示优先级别最高的。优先显示模块电路原理图如图4所示：

图4呼叫控制模块电路原理图

(4) 呼叫提示模块

该模块由发光二极管、蜂鸣器及门电路结合，当病人开关闭合时，该模块发出声光提示，二极管发光，并且蜂鸣器发出报警，持续报警约8s左右。原理图如下图5所示：

图5呼叫提示模块电路原理图

四、主要原器件介绍

1. 组件清单

表2 原器件清单

2. 主要原器件介绍

(1) 555定时器

555定时器电路的内部结构如下图所示，其有两个比较器 C1和 C2，且它们各有一个输入端连接到三个电阻R 组成的分压器上，比较器的输出接到RS 触发器上。此外还有输出级和放电管，输出级的驱动电流可达200mA 。

TR C

u 6

( T H )(

)o

2 u

图6 555定时器的内部结构图

由其内部结构我们可以得到它的功能表如下所示

表3 555定时器的功能表

对于555定时器，我们在数电中已经学到，它在数字电子电路的应用常见的又一下几种应用：1.555定时器接成施密特触发器，2.用555定时器接成单稳态触发器，3．用555定时器接成多谐振荡器本次设计中我们就用到了其中两种，即单稳态触发器和多谐振荡器，其中单稳态触发器结构和其个点信号波形如下所示：

图7 555定时器的电路连接及波形

(2) 蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中

作发声器件。我们本次设计就是用这种设备来模拟，它的外形常见的又以下几种，一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长的就为正极，短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。

(3) 变压器

变压器是一种交流电能的变换装置，能将某一数值的交流电压、电流转变为同频率的另一数值交流电压、电流，使电能传输、分配和使用，做到安全经济变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱施耐德Trihal 树脂浇注干式变压器和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管等组成。

变压器原理：与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组；与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组；一次绕组的电压相量U1、电流相量I1、电动势相量E1、匝数N1；二次绕组的电压相量U2、电流相量I2、电动势相量E2、匝数N2 ；同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等

(4) 优先编码器74LS147

优先编码器是当多个输入端同时有信号时,电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码。优先编码器74LS147的功能表如表4所示

表4 74LS147的功能表