数电课程设计—医院病人紧急呼叫系统.doc

一、设计总体思路

根据要求设计一个医院病人紧急呼叫系统。具体要求如下:
1、当病人紧急呼叫时,能显示病人的编号;
2、根据病人病情设置优先级别。当有多人呼叫时,病情严重着优先;
3、医务人员处理当前最高级别病人的呼叫后,系统按优先级别显示其它呼叫病人的编号。

系统可由信号呼叫锁存、优先编码、显示电路及逻辑控制清除电路等几部分组成。
系统首先通过不同的按钮开关接受不同的呼叫信号,并将其对应信号锁存在与之相对应的D触发器中,然后将这些呼叫信号传到8路优先编码器,编码器再根据触发器中信号优先级的高低依次对这些信号进行编码,然后将当前最高优先级别的信号显示出来。
医务人员根据当前显示病人编号进行处理,处理一个按一下控制开关,则可清除当前处理的病人并显示下个次要优先级别的病人,清除的原理就是:每当按一下复位按钮就会产生一个上升沿脉冲,使计数器置数,并将当前显示的数通过计数器输入到译码器中,与之对应 1

输出一个低电平信号最为触发器清零信号。此时,显示器中显示的是次级编码信号。同理将依次处理完毕,最后全部处理完后将显示零。

系统工作的原理图框图


根据系统需要及电路的框图可用EWB仿真软件做出总电路图: 2

医院病人紧急呼叫系统总电路图

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二、单元电路设计

此系统所用D触发器为74LS74,当预置端及清除端均为高电平且当CLK上升沿时将输入信号D锁存在Q中的功能,Q=D。这里我们所使用的为Q端,首先使Q为高电平,当输入一个上升沿脉冲时Q变为低电平。

74LS74功能表如下:

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74LS74锁存部分电路图如下:

此电路使用了2个74LS74双D触发器4个输入端分别代表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,此时的Q低电平可直接作用于优先编码器的编码输入端,使之输出对应的二进制数据。而当译码器给了清除端CLR信号0后,Q端出1,利用这点可以对信号进行清除,显示其它病人的信号。
2. 优先编码电路
此系统所用编码器为74LS148优先编码器,根据D触发器传来的信号进行编码产生一个地址码再经过反相器就可以在显示电路中显示是哪个病人需要护理了。

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74LS148编码器的真值表如下:
74LS148编码部分电路图如下:

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此电路使用了一个74LS148优先编码器,在E1=0电路正常工作状态下,允许1-4当中同时有几个输入端为低电平,即有编码输入信号。其中4至1的优先权依次降低,对应的A2、A1、A0三个输出对应的二进制代码。
利用这一点,可以将触发器中传来的信号来控制74LS48七段显示器译码器的消隐端,当无病人给信号时,则显示零。

根据优先编码器74LS148的地址码可以选取接入译码器
74LS48,输出a、b、c、d、e、f、g和七段共阴极显示器的相应端口相连。
一般显示器元件同时具有译码器74LS48功能,只需将优先编码器74LS148的地址码输出的信号经过反相器后直接与显示器给出的四个端口相连即可。
4. 逻辑控制及复位电路
此系统是利用医务人员控制的复位开关产生一个上升沿启动
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