数字电路医院呼叫系统的设计

数字电子课程设计

题目医院呼叫系统设计姓名XXX

学号XXXXXXX

学院信息学院

摘要

随着科技的进步，人性化，智能化的医疗服务体系越来越接近人们的生活，为了满足医院各个病房的病人的需要，有必要设计并制作一个医院呼叫系统来满足这个需求。本文研究的目的是在利用自己所学的数字电路及模拟电路的知识，设计一个电路系统来满足要求，并在设计和具体的实践过程中提高自己数字电路的学习水平。该系统设计的技术指标是要实现对病人请求的声与数码管显示的转换，同事在实际操作中，根据病人病情的轻重缓急，加以区分优先级，所以，在以八路的病房呼叫系统为例时，由八个开关组成呼叫系统的呼叫电路，八个开关分别对应八个病房。在八个病房中八号病房的病人病情最为严重，依次向下病人病情逐渐减轻，一号病房病人病情最轻。该呼叫系统具有优先编码的功能，即当八号病房的病人呼叫时不管其他病房的病人有没有呼叫都只显示八号病房的号码请求，然后再依次显示其他病房的号码请求。

关键字：医院呼叫系统、数字电路、优先级电路、

目录

1.方案论证-----------------------------------------------------------------------3

2.电路设计-----------------------------------------------------------------------4

3.性能的测试--------------------------------------------------------------------8

4.结论-----------------------------------------------------------------------------9

5.性价比--------------------------------------------------------------------------9

6.课设体会-----------------------------------------------------------------------9

7.参考文献-----------------------------------------------------------------------9

8.附录1---------------------------------------------------------------------------10

9.附录2---------------------------------------------------------------------------10

10.附录3---------------------------------------------------------------------------11

方案论证

利用数字逻辑电路设计一个八路医院呼叫系统，实现将病人的请求及时传递给医院值班的医生和护士，并对病情严重的病人呼叫实现优先编码的过程，

提醒值班人员做好抢救工作和服务。 方案一：

方案一原理框图如图1所示。

工作原理：当病人按下呼叫按钮时，开关导通，用74LS147芯片对请求信号进行优先编码，且1~8号病房的病人请求信号被编译的优先级依次增加。经过优先编码后，进入显示报警电路。其中，用由四个反相器74LS04D 构成的译码电路控制LED 数码管将发出请求的病房号码显示出来，再用一个与门7408N 和一个信号发生器控制蜂鸣器以发出声的警报。当优先级别高的病房的请求处理完后再依次处理其他的病房请求。最后，当所有请求都被处理完后，所有的呼叫按钮又处于断开状态，等待下一次的呼叫。然后利用一个开关进行复位。 方案二：

方案二原理框图如图2所示。

工作原理：通过按钮控制呼叫信号，用两片74LS74芯片实现对74LS148的输入信号控制，用74LS148控制电路信号的优先编码，再利用74LS138将74LS148的输出信号编译出来，用LED数码管显示呼叫请求的病房号码，并利用蜂鸣器发出声的警报。

由以上工作原理框图可以看出，方案一和方案二的工作原理的主要组成原理是相同的。比较这两种设计方案，为了考虑设计的简便以及使用方便，更主要是考虑设计的成本，在实现同一功能的基础上，方案一的电路更加直观简单，易于理解且成本较低便于以后的简单维修，所以此次设计，我采用方案一进行电路的设计以及仿真。

电路设计

1.呼叫电路

呼叫电路的设计采用简便的核心宗旨，仅仅由八个开关组成，分别代表1~8号病房。当有一个病房的病人发出请求时，该病房对应的开关处于导通状态。

2.优先编码电路

优先编码电路主要对输入的请求信号进行优先编码过程。该部分的电路设计同样简单易懂，由一个二—十进制的优先编码器74LS147组成。当有病房的病人发出请求信号时，若只有1号病房的按钮按下，LED数码管上显示数字“1”。当2号病房的按钮被按下，3~8号病房按钮未按下，不管1号病房按钮按没有按下都只显示2号病房的号码。依此类推，以8号病房的优先级最高即8号病房的病人病情最为严重。当有多个病人同时按下按钮时，先处理优先级高的病房的请求，再依次处理其他病房的请求，直到处理完所有的请求。74LS147芯片的功能表及芯片如表1和图3所示。

表1 二—十进制编码器74LS147的功能表

可知优先权以I9′为最高，I1′为最低。又由电路可知只用到了I8′,I7′,I6′,I5′,I4′,I3′,I2′,I1′这八个输入端，I9′一直接高电平。

图3 74LS147芯片

优先编码电路原理图如图4所示。

图4 优先编码电路原理图

电路中KEY-1~KEY-8为8个呼叫按钮开关，KEY-0为清零开关。R1~R8为8个100Ω的电阻用来保证优先编码器的输入在应许的范围内，74LS147为二—十进制游戏那编码器对输入信号进行优先编码。

3.译码电路

在接收到优先编码器的优先输出编码后，利用译码电路将信号输出。译码电路由四个反相器74LS04组成，输出Z4Z3Z2Z1四个二进制的数,其中以Z4为高位，Z1为低位。

译码电路功能表如表2所示。

表2 译码电路功能表