医院病人紧急呼叫系统设计

目录

一、设计总体思路 (1)

1.1 设计要求 (1)

1.2 总体设计框图： (1)

1.3 设计思路 (2)

二、单元电路 (2)

2.1 信号锁存 (2)

2.2优先编码 (3)

2.5二进制转换 (4)

2.5反相器 (6)

2.6 总电路图 (7)

2.7 仿真图 (7)

三、安装及调试步骤 (9)

3.2安装步骤 (9)

3.2调试步骤 (10)

四、故障分析与电路改进 (11)

五、总结与体会 (12)

六、元器件清单 (13)

七、参考文献 (13)

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3—6号四个病人病情依次加重），。

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：

1.3 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：

74LS74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，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’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：

74LS148对几个输入信号同时输入时，按优先级别依次编码（7—0）。真值表如下：

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I6，5—3号分解接至I5-I3。当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：

真值表如下:

输入

输出

S 1 32S S +

A 2 A 1 A 0 0Y

1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y

× 1 × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 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：

''o M Yo = '1'1M Y =…

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。

2.5反相器

信号显示要用到CT74LS04反相器，其引脚图如下：

输出与输入的关系：'A

Y

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。

2.6 总电路图2.7 仿真图

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，逐渐扩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。

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