优先病床呼叫器

唐山学院

《数字电子技术》课程设计

题目优先病房呼叫器设计

系 (部) 信息工程系

班级 12电本3班

姓名高宇

学号 4120208324

指导教师成凤敏马军爽樊艳

2014年6 月 30 日至 7 月 6 日共 1 周2014年7月3日

课程设计成绩评定表

目录

1 引言 (1)

1.1设计的目的 (1)

1.2设计内容及意义 (1)

1.2.1设计内容 (1)

1.2.2设计意义 (1)

2 设计内容及要求 (2)

3 电路设计及分析 (2)

3.1系统结构框图及说明 (2)

3.2系统原理图及工作原理 (3)

3.3单元电路设计 (5)

4 性能测试与仿真 (10)

4.1仿真过程 (10)

4.2仿真结果 (11)

5 设计总结 (15)

5.1对于病房呼叫系统的仿真设计 (15)

5.2收获、体会 (16)

参考文献 (17)

附录Ⅰ器件明细表 (18)

附录Ⅱ仿真电路图 (19)

1 引言

1.1设计的目的

病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。呼叫系的优劣直接关系到病员的安危，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。

1.2设计内容及意义

1.2.1设计内容

本设计采用主从结构，基本运作方式为。监控机构放置在医生值班室内，当病床有呼叫请求时进行光报警，并在显示器上显示病床的位置。呼叫源（按钮）放在病房内，病人有呼叫请求时，按下请求按钮，向值班室呼叫，并点亮相应床位的指示灯，并显示病房数。

1.2.2设计意义

通过对病房呼叫系统电路的设计、安装与调试，熟练掌握各种电子测量仪器、仪表的正确使用方法，熟悉掌握数字逻辑电路原理及各类型数字单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、整机电路统调技巧等方面知识；同时通过对系统设计结果的理论分析加强理论联系实际的工作能力，对加强数字逻辑电路原理与技术方法的掌握，得到全面的、系统的训练，为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。

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2 设计内容及要求

（1）当有病人紧急呼叫时，产生灯光提示，并显示病人的编号；

（2）根据病人的病情设计优先级别，当有多人呼叫时，病情严重者优先；（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他呼叫病人的病号。

3 电路设计及分析

3.1系统结构框图及说明

图3.1优先病房呼叫器的结构示意图

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图3.2优先病房呼叫系统的流程图3.2系统原理图及工作原理

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工作原理：

图3.3优先病房呼叫器原理设计图

病房呼叫系统分为三个主要功能模块：呼叫显示模块，优先选择模块，译码显示模块。这些模块共同工作完成本电路的功能实现。其中运用了8线—3线优先编码器74LS148N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电路，7段字形译码器74LS48D和七段数码管来实现译码显示模块主要功能。信号呼叫由呼叫显示模块的各个呼叫开关发出并使对应的病床指示灯亮起。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；同时译码显示模块通过小规模集成电路与74LS48D将信号变换成对应的患者病房号，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。当所有的病患都已经获得治疗后，该系统将自动将数码管熄灭待机，整个系统恢复待机状态。

3.3单元电路设计

(1)呼叫显示模块的设计

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，并且每条支路加了限流电阻（500欧姆）为了使得模块能正常工作。

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，并由初始的高电平变为低电平，对应的支路显示灯会亮起，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下图所示

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图3.4 呼叫显示模块的设计电路图

(2）优先选择模块设计

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，所以得对病房呼叫信号进行优先选择并输出。在本设计中，7号病床为优先级最高，然后依次是6，5,4,3,2,1号病床。

在这里，应用了8线-3线优先编码器（74LS148N）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。

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图3.5 74LS148N 优先编码器示意图

8线-3线优先编码器（74LS148N ）功能表如下所示：

表3.1 8线-3线优先编码器（74LS148N ）真值表

除此之外，根据使能输出端EO的特性：当使能输入端EI为0时并且74LS148N 无有效信号输入时，EO输出为0；当使能输入端EI为0时并且74LS148N为有效信号输入时，EO输出为1。利用EO端的输出来控制数码显示电路的启动与熄灭复位。

8线-3线优先编码器（74LS148N）将输入的低电平有效信号进行优先选择，并且将选择出的信号传到译码显示模块，并且将EO端的输出信号传到七段字形译码器（74LS48D）来启动数码管显示电路。

（3）译码显示模块设计

因为优先选择模块输出的三位二进制编码是所需二进制的反，所以要用74S04D（非门）来转换。同时还需要用译码器74LS48D来把所接收到的二进制数转换成病房号所对应的编码信号。然后再将该编码信号输入到数码管显示器。将正确的呼叫病房号显示出来。数码显示管由七段字形译码器74LS48D，共阴极七段数码管组成。其功能是将输入的BCD码以十进制数字的形式出现在七段数码管上。

图3.6 74LS48D 七段字形译码器示意图

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