燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目： 病房呼叫系統(tǒng)學(xué)院（系）：____________年級專業(yè)：_________________學(xué) 號：_______________學(xué)生姓名： _____指導(dǎo)教師：___________________教師職稱：________________1燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計(jì)題目病房呼叫系統(tǒng)設(shè)●用2個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫病房的號碼計(jì)技●沒信號呼叫時(shí)顯示0；有多個(gè)信號呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號術(shù)●用12個(gè)撥碼開關(guān)設(shè)置功能鍵，1號優(yōu)先級最高，1-12號優(yōu)先級依次降低參數(shù)●用指示燈指示對應(yīng)的病房有呼叫,同時(shí)蜂鳴器響4秒●用數(shù)碼管顯示呼叫的病房號設(shè)●具有復(fù)位功能計(jì)要 ●用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)蜂鳴求●學(xué)會使用 Max+PlusII 軟件和實(shí)驗(yàn)箱；工作 ●獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)試；量●參加答辯并書寫任務(wù)書。1. 了解EDA的基本知識，學(xué)習(xí)使用軟件 Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書，開始電工 路設(shè)計(jì)；作2.學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；計(jì)3.完成電路設(shè)計(jì)；劃4.編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；答辯并書寫任務(wù)書。參考資料指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字年 月 日2燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書目 錄112233454.154.2LED84.3104.4124.551461617183燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書第一章 摘要本次課程設(shè)計(jì)的題目是病房呼叫系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有很高的實(shí)際應(yīng)用性，設(shè)計(jì)要求有可操作性，呼叫系統(tǒng)對醫(yī)院有著非常重要的作用，特別是那些住院病人，醫(yī)院的護(hù)理人員無法一一時(shí)刻看護(hù)在病人身邊。安裝呼叫器可以減輕醫(yī)院看護(hù)人員一定的工作量，同時(shí)可以間接的反映出醫(yī)院提供給病人的服務(wù)質(zhì)量， 。安裝病房呼叫系統(tǒng)， 可以快速的顯示出需要幫助的病房號，以便于醫(yī)生或者護(hù)士能迅速到達(dá)，從而給予及時(shí)的救治或看護(hù)。病房呼叫系統(tǒng)的邏輯性很強(qiáng)，對現(xiàn)代醫(yī)院來說有著非常重要的意義。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以細(xì)分成四個(gè)板塊，包括信號輸入板塊， LED燈顯示板塊，數(shù)碼管顯示板塊以及蜂鳴器板塊。需要用到的芯片及裝置有： 12個(gè)撥碼開關(guān)，12只LED顯示燈，2只數(shù)碼管，蜂鳴器 1個(gè)，74148兩片，74154一片，74161一片以及多種門電路和時(shí)鐘信號發(fā)生器。通過設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，需要幫助的醫(yī)院病人按下?lián)艽a開關(guān)，看護(hù)人員處對應(yīng)病房號的 LED會發(fā)亮，數(shù)碼管會顯示病房號， 同時(shí)蜂鳴器會響 4秒已達(dá)到提醒的目的。4燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書第二章 引言本次課程設(shè)計(jì)的病房呼叫系統(tǒng)由撥碼開關(guān)， LED燈，數(shù)碼管，蜂鳴器四大部分組成。所設(shè)計(jì)的 12個(gè)撥碼開關(guān)即輸入端具有高低優(yōu)先級之分， 1號輸入端優(yōu)先級最高，按順序優(yōu)先級依次降低， 12號輸入端優(yōu)先級最低，可實(shí)現(xiàn)的功能為：無信號輸入時(shí)數(shù)碼管顯示 0，LED燈不亮，蜂鳴器不發(fā)聲。當(dāng)有單個(gè)病房呼叫時(shí)數(shù)碼管顯示病房號，對應(yīng)的 LED燈發(fā)亮，同時(shí)蜂鳴器響 4秒。當(dāng)有多個(gè)病房同時(shí)呼叫時(shí)，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級最高的病房號，對應(yīng)優(yōu)先級最好的 LED燈發(fā)亮，蜂鳴器響 4秒。實(shí)際應(yīng)用情況如下， 沒有病房呼叫時(shí)數(shù)碼管顯示 0，LED燈不亮，蜂鳴器不發(fā)聲；若4號病房病人某一時(shí)刻單獨(dú)按下?lián)艽a開關(guān)，對應(yīng)的數(shù)碼管顯示為 4,4號LED燈發(fā)亮，按下的瞬間蜂鳴器開始發(fā)聲， 4秒后停止。若有多個(gè)病房病人同時(shí)按下?lián)艽a開關(guān)，如 2，7,10病房的病人請求幫助，數(shù)碼管會顯示優(yōu)先級最高的二號， 2號LED燈發(fā)亮，蜂鳴器發(fā)聲 4秒。5燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書第三章 設(shè)計(jì)思路及基本原理本次課程設(shè)計(jì)的題目為病房呼叫系統(tǒng)， 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和技術(shù)參數(shù)， 可以初步的將設(shè)計(jì)電路分為四個(gè)板塊，信號輸入電路， LED燈控制電路，數(shù)碼管顯示電路，蜂鳴器電路。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求具有復(fù)位的功能， 要想實(shí)現(xiàn)可控復(fù)位， 首先需要在輸入端添加一個(gè)復(fù)位鍵及控制開關(guān)，這里可以使用一個(gè)雙二輸入與門實(shí)現(xiàn)目的，即只有當(dāng)輸入端以及控制端同時(shí)輸入高電平，與門的輸出端才能出現(xiàn)高電平，以此來實(shí)現(xiàn)復(fù)位的目的。信號輸入電路中 1到12號病房的 12個(gè)輸入端需要具有優(yōu)先級之分， 根據(jù)這一要求和實(shí)驗(yàn)所給的芯片和和元件， 選用74148芯片8—3有限編碼器可以對輸入端實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級區(qū)分。同時(shí)，由于芯片為負(fù)邏輯輸出，試驗(yàn)箱 LED燈為共陰極二極管，運(yùn)用74154芯片4—16譯碼器轉(zhuǎn)換出的 12個(gè)信號需要經(jīng)過非門才可成為高電平。 設(shè)計(jì)中可通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。蜂鳴器部分用 1個(gè)74161構(gòu)成一個(gè) 4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，通過進(jìn)位信號取反與清零端相與，實(shí)現(xiàn) 4進(jìn)制。6燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書第四章 實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 信號輸入電路設(shè)計(jì)信號輸入電路實(shí)現(xiàn) 1到12號病房呼叫信號的輸入以及控制復(fù)位開關(guān)的輸入，選用741483——8譯碼器與雙二輸入與門實(shí)現(xiàn)目的。 74148芯片結(jié)構(gòu)為：芯片左側(cè)有 0N——7N共8個(gè)輸入端，EIN為使能端，右側(cè)為輸出端。芯片的功能圖為7燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書由上圖可知，當(dāng)使能端為高電平時(shí)，輸出均為高電平 ;當(dāng)使能端為低電平時(shí)，輸入端高電平有效，輸出端為負(fù)邏輯輸出。課程設(shè)計(jì)圖：當(dāng)輸入端 fuwei為低電平時(shí)，無論1到12號病房為任何電平， 輸出端均為 0，只有當(dāng)fuwei=1時(shí)，病房輸入高電平，才能輸出對應(yīng)的高電平。因此，fuwei端實(shí)現(xiàn)了復(fù)位和控制的功能。4.2 LED燈控制電路設(shè)計(jì)該部分電路與信號輸入電路相連，選用的芯片 74154 結(jié)構(gòu)圖如下：8燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書左側(cè)有A,B,C,D四個(gè)輸入端，G1N,G2N為使能端，經(jīng)信號電路傳遞的信號進(jìn)入74154譯碼器可完成譯碼，對應(yīng)輸出端的O0N---O11N12個(gè)端口輸出，分別與12只LED相連，達(dá)到目的。芯片功能圖9燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書設(shè)計(jì)電路圖：4.3 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)電路10燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書上述設(shè)計(jì)電路可實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換功能， ID0——ID7為8個(gè)進(jìn)制位，由于實(shí)驗(yàn)中只要求顯示0——12共13號數(shù)字，因此第 5.6.7 位始終為零，將其接地至零。 IDS1，IDS2為位選，始終給予高電平，確保兩只數(shù)碼管正常工作。上表為根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的真值表。11燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書輸入輸出數(shù)碼管ABCDID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0顯示000100000001100100000001020011000000113010000000100401010000010150110000001106011100000111710000000100081001000010019101000010000101011000100011111000001001012110100010011131111000000000IDO=A′D+B′DID1=A′C+ABC′D′ID2=A′BID3=AB′C′ID4=ABC′D′+AB′C根據(jù)表達(dá)式畫出電路圖。4.4蜂鳴器電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求為，病床有呼叫時(shí)，蜂鳴器開始響4s。用74H16116進(jìn)制計(jì)數(shù)器來控制時(shí)間，本次計(jì)數(shù)器用1HZ的觸發(fā)脈沖，用1個(gè)74H161構(gòu)成一個(gè)4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)位信號取反與清零端信號相與，實(shí)現(xiàn)4進(jìn)制。74161的器件圖和功能表如下：12燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書設(shè)計(jì)圖如下：如圖，初始狀態(tài)為0000，技術(shù)開始后，分別有0001,0010,0100.當(dāng)計(jì)數(shù)到0100時(shí)，QC端輸出1，接反后，置數(shù)端置0，蜂鳴器停止。同時(shí)，信號反饋到使能端，停止計(jì)數(shù)。以此來實(shí)現(xiàn)呼叫功能。4.5 總設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)13燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書第五章 波形仿真14燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書根據(jù)上圖可知，時(shí)鐘信號的周期為 1HZ，控制復(fù)位開關(guān)為高電平， t=0.5S 時(shí)，2號，5號，10號病房同時(shí)呼叫，由于優(yōu)先級最好的是二號，所以數(shù)碼管顯示的是 2號病房，對應(yīng)的2號LED亮，4.5秒時(shí)停止發(fā)聲，符合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù)。第六章管腳鎖定1.輸入端管腳鎖定輸入口1--PIN39輸入口2--PIN40輸入口3--PIN41輸入口4--PIN44輸入口5--PIN45輸入口6--PIN46輸入口7--PIN47輸入口8--PIN53輸入口9—PIN90輸入口10—PIN92輸入口11--PIN87輸入口12--PIN88輸入口fuwei—PIN89LED等管腳鎖定LED1口—PIN12LED2口—PIN13 LED3 口—PIN14 LED4 口—PIN15LED5口—PIN17LED6口—PIN18 LED7 口—PIN19LED8口—PIN24LED9口—PIN190LED10口—PIN191LED11口—PIN192LED12口—PIN193數(shù)碼顯示管管腳鎖定ID0口—PIN127ID1 口—PIN128ID2 口—PIN131ID3 口—PIN132ID4口—PIN133ID5 口—PIN134ID6 口—PIN135ID7 口—PIN136IDS1口—PIN95IDS2 口—PIN94蜂鳴器端口管腳鎖定Fengmingqi口—PIN38 CLK 口—PIN114總結(jié)15燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書通過這一周的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了 EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識，并強(qiáng)化了自我的邏輯構(gòu)造能力和思維的拓展，這一周期間，自己不斷地查閱，虛心向老師請教，反復(fù)的修改和設(shè)計(jì)，用 EDA軟件區(qū)設(shè)計(jì)硬件，了解了系統(tǒng)到精簡的轉(zhuǎn)換，對我今后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。接到課程設(shè)計(jì)課題——病房呼叫系統(tǒng)后，第一時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)，書籍查閱了病房呼叫系統(tǒng)的相關(guān)介紹和功能分析， 在經(jīng)過邏輯編譯， 化簡，分割等步驟后，使用MAXPLUSⅡ軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，連接完成四個(gè)板塊后，對整體的原理圖進(jìn)行了仿真測試，得到仿真圖與要求相符，之后對原理圖進(jìn)行校正和修改，完善了一些地方的不足，進(jìn)行過管腳鎖定后，編程下載到試驗(yàn)箱進(jìn)行了測試。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù)?？偟恼f來，病房呼叫系統(tǒng)可以大致概括為一個(gè)輸入會產(chǎn)生三種輸出，即數(shù)碼管的顯示，LED燈發(fā)亮以及蜂鳴器的發(fā)聲。整個(gè)原理圖也隨之分為四個(gè)板塊，用到了74148芯片兩片，74154芯片一片，74161芯片一片，分別實(shí)現(xiàn)了信號優(yōu)先級輸入，譯碼器LED燈輸出，以及四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能。 整個(gè)系統(tǒng)在沒有信號輸入的情況下，數(shù)碼管顯示零。當(dāng)有信號輸入時(shí)，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級最高的病房號以及對應(yīng)的 LED發(fā)亮，蜂鳴器在撥碼開關(guān)輸入高電平的瞬間起發(fā)聲四秒。一周的EDA課程設(shè)計(jì)，讓我對 MaxPlusII 軟件的使用有了基本的掌握，在對題目的分析過程中，對以前所學(xué)的知識特別是數(shù)電知識回顧的過程也對 EDA有更深層級的理解和領(lǐng)悟。在使用 MaxPlusII 軟件畫電路圖、檢測電路及電路仿真的過程中，對自己將理論知識運(yùn)用到實(shí)際已經(jīng)形成嚴(yán)謹(jǐn)思維都有很大的幫助。通過翻閱相關(guān)資料，對組合邏輯電路設(shè)計(jì)，時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。驗(yàn)箱過程也對自己的動手能力有了一定程度的鍛煉。同時(shí)，在課設(shè)中遇到了很多問題， 通過一個(gè)人的努力很難成功， 通過上網(wǎng)查詢，同學(xué)們的互相幫助才能得到最后的成功。 只要努力鉆研，總會解決困難，得到成功。16燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 說明書參考文獻(xiàn)1.張強(qiáng) 《EDA課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 2013 年9月2. 常丹華 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 電子工業(yè)出版社燕