电子设计病床呼叫器

病房呼叫器设计报告
一、设计要求：
（1）用实验室简单的电子元器件实现一个医院通用的病房病床呼叫装置；
（2）成本不能过高；
（3）并且当病人呼叫的时候，值班室能够知道呼叫的来源。

二、设计的作用、目的：
设计一个简单巧妙地装置，让病人呼叫的时候，值班室能够清楚准确知道呼叫的来源。

三、设计方案的比较与选择：
方案一：
工作原理：
1、电路接入12V直流电源；
2、未按动开关Sa时晶闸管Vt和晶体管V处于截至状态，
二极管不会发光，蜂鸣器Ha不发声
3、按下Sa时，与该按钮相接的晶闸管将触发导通，该电
路发光二极管点亮，同时晶体管V饱和导通，Ha发出蜂鸣声；按下复位按钮Sb，即可使晶闸管和晶体管截止，两只发光二极管熄灭，蜂鸣器Ha停止发声
方案二：
工作原理：
1.由于设计的电路装置属于小功率器件，不需要大电流通
电，所以一般的4.5~5 V电源足以供给电路所需，在此不妨先选择4.5V.
2. R1~R3起到限流保护作用，保护晶闸管不因为瞬间导通
的触发电流过大而烧坏，由于晶闸管的导通电压一般在2~3V左右，所以当电路中接入一个大约1.5K左右的电
阻时，其触发电流约为几毫安到十几毫安左右。

3.二极管具有单向导通性，所以放在电路中可以起到限流
保护作用。

此外发光二极管的正向导通电压有两种情
况：a.：绿色光的正向导通电压一般是2V，而红色光的二极管正向导通电压一般是1.7V,所以对于R4~R6的选
择可以算出来：I=(4.5-1.7)/360=8.1mA这足以够亮所
以R4~R6可以选择360欧姆。

4.电容在电路中充当储能器件，一般选择4.7UF足够。

5.对于四声模拟集成电路，可以模拟四种声调：消防车声，
救护车声，枪声，鸣笛声，具体的声调根据三个引脚
sele1～sele3的不同接法产生。

VDD接高电平，VSS接
低电平。

方案三
工作原理：
1、按下s1~s4中某呼叫开关时，IC受触发工作，其输出端
输出的音乐经电信号V放大后驱动BL发出声音，同时
该电路发光二极管点亮，指示出呼叫床位号。

2、医护人员收到声光信号后，将s开关复位后，再按一下
复位按钮s0，即可使IC复位，BL停止发声。

方案一的蜂鸣器正常发声音量过小，方案二无设计复位，方案三满足条件，所以选择方案三。

四、设计的具体实现：
1、系统概述：
如上方案三所示
2、单元电路设计、仿真与分析：
（1）.该病房呼叫器电路由呼叫控制器和音乐开关组成。

（2）.呼叫控制电路由呼叫开关s1~s4 电阻器R1~R4 发光二极管VL1~VL4和二极管VD1~VD4组成。

（3）.音乐电路由电阻器R5 晶体管V 音乐集成电路IC 和扬声器组成。

元器件选择：
R1~R5 选用1/4金属膜电阻器或碳膜电阻器
VD1~VD4均选用1N4148型硅开关二极管
VL1~VL4均选用φ5mm的亮度发光二极管
V选用s90B型硅NPN晶体管
IC选用KD9300或CW9300型音乐集成电路
S0选用小型动断按钮，s1~s4选用按键自锁式开关
BL选用0，25w，8Ω 的电动扬声器
GB选用6V叠层电池或使用小型直流稳压电源
3、电路的安装与调试：
安装过程中，无音乐芯片，临时使用555作为振荡信号发生装置，使原设计电路复杂化了。

后经老师指导，成功安装555振荡模块，使电路产生振荡信号，蜂鸣器正常工作。

电路接入12V直流电源，病房开关S1闭合，对应LED灯泡成功发亮，蜂鸣器正常发声；按下护理室内对应复位开关，LED灯泡熄灭，蜂鸣器停止发声。

四．心得体会及建议
在此次的病房呼叫器过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。

学会如何使用555芯片，灵活变换电路。

在设计电路中，往往是先仿真后连接实物图，但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的，因此在实际的电路连接中往往容易遗漏。

仿真图和电路连接图还是有一定区别的。

在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的。

五．附录
R1~R5 选用1/4金属膜电阻器或碳膜电阻器
VD1~VD4均选用1N4148型硅开关二极管
VL1~VL4均选用φ5mm的亮度发光二极管
V选用s90B型硅NPN晶体管
IC选用KD9300或CW9300型音乐集成电路
S0选用小型动断按钮，s1~s4选用按键自锁式开关
BL选用0，25w，8Ω 的电动扬声器
GB选用6V叠层电池或使用小型直流稳压电源
六．参考文献
【1】康华光. 电子技术基础. 北京：高等教育出版社，1999年
【2】彭华林等数字电子技术长沙：湖南大学出版社，2004年
【3】金唯香等电子测试技术长沙：湖南大学出版社，2004年
【4】侯建军数学电路实验一体化教程北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005年。