病床呼叫系统电子课程设计实验报告

唐山学院电子技术课程设计题目病床呼叫系统设计系 (部) 机电工程系班级机制四班姓名杨柏学号 4120105407指导教师王志秦成凤敏2014 年 12 月 15 日至 12 月 19 日共 1 周2014年 12 月 19 日课程设计成绩评定表目录1 引言 (1)2 系统总体方案设计 (2)3 软件介绍 (6)3.1 Multisim简介 (6)3.2 Multisim10.0概述 (6)3.3 Multisim10.0 仿真方法介绍 (6)3.4 Multisim10.0的界面 (7)4 主要器件简介 (8)4.1 74LS148编码器 (8)4.2 74LS248译码器 (8)4.3 7段共阴极数码管 (8)5 仿真结果演示 (9)5.1 0号床位呼叫时显示 (9)5.2 8和9号床位同时呼叫显示 (10)5.3 无床位呼叫时显示 (11)6 设计结论 (12)4.1 能实现的功能 (12)4.2 功能模块 (12)4.3 功能实现简介 (12)4.4 设计定义 (12)7 设计体会 (13)8 参考文献 (14)9 附录 (15)9.1 器件明细表 (15)9.2 仿真结果演示 (16)1 引言在这个瞬息万变，竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。

尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。

病床呼叫系统是一种应用于医院病房、养老院等地方，用来联系沟通医护人员和病员的专用呼叫系统，是提高医院水平的必备设备之一。

病床呼叫系统的优劣直接影响到病员的安危，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。

医院已经从人工管理模式向智能化方向发展。

“病床呼叫系统”可以实现对病房的智能化管理，可实现呼叫、求救警报、信息存储、显示等等功能。

患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。

病床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理的重要组成部分。

临床求助呼叫在病人的治疗过程中起到至关重要的作用，而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，此系统可将病人的请求快速的传送给值班护士，值班护士根据具体情况作出相应的处理，病床呼叫系统是提高医院病房护理水平和质量的必备设备之一。

呼叫系统的优劣直接关系到病人的安危，历来受到各大医院的普遍重视。

它要求及时、准确、可靠、简便操作、利于推广。

系统的呼叫按钮放在病房内，显示装置安装在护士值班室内，两者通过电线相连接在一起。

当病房中的任意患者有呼叫请求时，按下呼叫按钮，在护士值班室会进行声光报警，并在其显示器以及显示灯上显示病房的号码。

本系统用两个74LS148和一个74LS248，外接一个数码管显示器和报警器来实现病床呼叫系统。

能够实现病人和医护人员之间信息的传递。

每个病床都有一个按键，当患者有需要时，按下按键，此时值班室的显示屏可显示此患者的病房号和床位号，医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。

此系统能够为医院提供一个成本低、效率高、操作方便和易于安装维护的快捷系统。

2 系统总体方案设计1、用优先编码器74LS148和附加门电路实现10病床呼叫系统，呼叫系统用数码管显示呼叫床位号。

2、用2片74LS148扩展成16线-4线的优先编码器，第一片74HC148输入优先级别高的8个输入，第二片输入优先级别低的8个输入，即：第一片的S接地；根据74HC148编码表，在第一片的输入A15-A8均无有效电平时，第二片工作，则将第一片的输出选通端Ys接第二片的输入选通端S端。

3、由两片74HC148实现16线-4线优先编码器的编码表如下。

表2-2 16线-4线优先编码器编码表输入输出S’ I0’I1’I2’ I3’ I4’I5’I6’ I7’Y2’ Y1’ Y0’ Y’EX YS’1 x x x x x x x x 0 x x x x x x x 0 0 x x x x x x 0 1 0 x x x x x 0 1 1 0 x x x x 0 1 1 1 0 x x x 0 1 1 1 1 0 x x 0 1 1 1 1 1 0 x 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 10 1 1 0 11 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 04、逻辑电路图如下。

图2-1 两片74LS148实现16线-4线优先编码器逻辑图5、选择哪10个输入作为本设计的输入，要考虑本设计要求用数码管显示床位号。

假如使用共阴极数码管，则显示译码器应选择驱动共阴极数码管的显示译码器芯片。

74LS248或7448就是用来驱动共阴极数码管的显示译码器芯片。

74LS248或7448输入为4位8421码，即有4个输入端A0A1A2A3。

允许的10种输入分别为0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001。

将10线-4线优先编码器的输出作为74248或7448的输入时，只允许有上述10种输出。

那么由10线-4线优先编码器编码表，我们只能选择优先级别低的10种，而放弃优先级别高的6种。

10个输入端分别按低电平有效制作开关电路。

图2-2 开关电路图7、床位号码显示电路。

将16线-4线优先编码器的输出Z0、Z1、Z2、Z3分别与显示译码器芯片74LS248或7448的输入端A0、A1、A2、A3连接，74LS248或7448的7个输出端Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg分别于共阴极数码管的7个阳极a、b、c、d、e、f、g连接。

74LS248的其它附属端悬空不用。

连接图如下图所示。

图2-3 床位号码显示电路连接图3软件介绍1、Multisim简介NI Multisim是一款著名的电子设计自动化软件，与NI Ultiboard 同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。

是入选伯克利加大SPICE 项目中为数不多的几款软件之一。

Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

2、multisim10概述通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路，通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为，借助高级电路分析, 理解基本设计特征，通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试，通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。

NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。

借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。

与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

3、multisim10仿真方法介绍按照任务书上的要求，结合题型的目的，画出相应的电路框图。

根据电路图选择器件连接电路。

设计各个模块的功能以及其详细的电路连接方法。

先在Multisim中将各个模块连接到一起,注意检查各个部分是否连接正确和连接端是否连接好。

检查设计思路以及电路，按照设计框图原理，查看仿真电路与原理图是否吻合。

如果不吻合则需要就将其逐个问题解决，直到所有问题都解决了为止。

反之就可以进行下一步。

然后单击运行按钮运行仿真。

根据仿真情况与课程设计任务对比，对于不能实现的任务修改并调试程序，重新装载并重新运行调试仿真，直到实现能完全实现所要求的功能为止。

（注意所选择的芯片参数是否正确，是否连接正确，在测试看看各管脚的电平是否符合理论计算上达到的值，同时观察各个集成器件的各个管脚的电平变化情况，以及数码显示器的显示是否正确。

如果不正确进一步改进和简化程序在进行调试仿真。

4、Multisim10.0的界面图3-1 Multisim10.0的界面4主要器件简介1、74LS148编码器74ls148芯片管脚:0－7编码输入端(低电平有效)EI选通输入端(低电平有效),A0、A1、A2三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效),GS片优先编码输出端即宽展端(低电平有效),EO选通输出端，即使能输出端。

2、74LS248译码器七段显示译码器输入的是8421BCD码，输出的是能驱动七段显示器的高低电平信号。

所以它有四个输入端，分别为D C B A和一些控制输入端。

七个输出端分别是A、B、C、D、E、F、G。

这类译码器全称为BCD七段译码器/驱动器。

如74246、74247、74248、CC4547等。

3、7段共阴极数码管led数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。

数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。

这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。

led数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。

led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。

位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。