病房呼叫系统课程设计

课程设计报告
课程名称数字电子技术
题目名称病房呼叫系统
专业班级电子Z081
学号
学生姓名
指导教师
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设计时间2011-1-21
《数字电子技术课程设计》任务书
一、课题名称：病房呼叫系统
二、技术指标：
1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低；
2、用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；
3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声；
4．对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理（附加）。

三、设计要求：
1. 课题方案及电路设计
按课题的要求确定电路的组成方案，根据题目要求的逻辑功能进行电路设计，电路各个组成部分必须有设计说明，并用Protel软件画出电路原理图和PCB图。

2. 电路仿真
①基于PROTEUS（或Multisim）的电路仿真。

用电路仿真软件PROTEUS（或Multisim）对手工设计好的电路进行仿真，根据仿真结果对设计的电路进行修改和完善。

②基于电子设计平台QuartusII以及大规模可编程逻辑器件FPGA/CPLD的自动化设计及硬件电路仿真。

利用电子开发设计平台QuartusII，采用原理图输入或VHDL文本输入的方法进行逻辑电路的自动化设计并进行软件仿真，满足设计要求后在EDA实验箱（PK-3）进行下载和硬件仿真。

3.硬件电路制作
用中小规模数字集成电路实现设计的电路。

摘要
为了给病人提供更好更快的服务，及时了解病人需求，病房呼叫便应运而生了。

本设计中，要实现一个具有优先级别的病房呼叫系统。

这里，通过一个选通电路，再经过74HC148优先编码器及7SEG-BCD和指示灯实现对呼叫病房的显示。

当有两个以上的病房进行呼叫时，优先级高的病房予以显示，其他呼叫用指示灯显示。

关键词：病房呼叫系统、优先编码、555
目录
1 设计内容及要求 (5)
2 总体设计思路及设计方案 (5)
3 各模块电路设计与实现 (6)
3.1五路信号输入 (6)
3.2五个闪烁灯电路 (7)
3.3优先编码模块 (8)
3.4译码显示模块 (9)
3.5产生一个脉冲的电路 (10)
3.6单稳态触发器 (11)
4 总电路图 (11)
4.1 用proteus画的总图 (12)
4.2 用protel99画的总图 (13)
4.3 用quatus画的总图 (14)
5 仿真 (15)
6 总结 (16)
7 参考文献 (16)
一设计内容及要求
1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低；
2、用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；
3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声；
4．对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理（附加）。

二总体设计思路及设计方案
1.设计思路图：
在此方案中，产生一个脉冲触发的电路，由于个人能力有限，所以用74160接成；对于单稳态触发器，用555定时器接成。

三各模块电路设计与实现
3.1 五路信号输入：
五路信号输入，即是五个病房的开关。

3.2五个闪烁灯电路：
五路闪烁灯分别对应五个病房输入开关，当开关闭合的时候闪灯导通发亮。

3.3优先编码模块：
根据课本里面优先编码器的章节以及和74HC148的功能表，不难接出如上图所示的：SW1优先级最高的，然后到SW2…最后到SW5。

3.4译码显示模块
为了电路图的简单简洁，减少出错，我没有用译码器，而是用带有译码功能的显像管代替。

如上图所示。

3.5产生一个脉冲的电路：
如上图所示，这是一个开关SW信号输入的触发器，它是由74160计数器接成的：闭合开关SW就是输入了一个高电平74160的预置数控制端LOAD，计数器就开始工作，计到二的时候计数器就停止工作，这就相当于上面U33的非门经历了三个状态的变化：高电平—低电平—高电平，这就相当于一个脉冲。

3.6单稳态触发器：
如上图，它是由555定时器接成的单稳态触发器，我是根据课本555章节的有关内容接出来的.。

它的大概原理是：当一个脉冲输给555的TR端时，Q端输出驱动电平，而它定时时间的长短取决于外接电阻R1和电容C3，计算公式为：t=1.1RC。

由此可得到上面的给一个脉冲就产生5s的响铃时间的电路。

四总电路图
4.1用proteus画的总图：
(备注：proteus画的电路图用的是单稳态触发，而quartus不是)
五仿真
1.用quartus仿真出来的波形仿真图如下：
A3/A2/A1/A0是显像管的输入端，开关输入（SW5---SW1）11010时，显像管的输出显示为（A3---A0）0001，即显示为1，因为SW1的优先级最高，所以正确，响铃为五秒。

六总结
实践是检验真理的唯一标准。

在课本中学到的知识只有经过实践过程中的灵活运用，才能被深刻理解，完全掌握。

这次的EDA课程设计给了我一次实践的机会，使我可以把学到的理论知识应用于实际。

通过这次设计，我充分认识到了自己在数字技术学习上的不足，对以前学过的知识有了更加深刻的认识，并且学到了许多书本上没有的知识。

在设计电路的过程中，我遇到了不少难题，但通过自己的努力和老师、同学们的帮助，最终都解决了。

设计电路要求细心，也要求有耐心。

不怕困难，不怕麻烦才能最终取得成功。

虽然我这次设计的题目不是很难，但是通过它，我知道了设计一个电路的大体过程，这对我们今后的学习和工作有很大的帮助作用。

再有：让我印象深刻的是，课本基础知识是一切设计的基础！！
最重要的是这次EDA设计培养了我们严谨的科学态度，一个小小的错误就会导致整个电路无法正常运行，不能有一丝马虎。

每一个模块都要进行仿真，只有在实践中才能检验理论的正确性。

七参考文献
《数字电子技术基础》。