病房呼叫系统设计报告

一、设计要求 (1)

二、设计得具体实现?1

1、系统概述 (1)

2、单元电路设计与分析 (3)

2、1 ５秒呼叫模块?3

2、2 呼叫显示模块 (6)

２、3 优先显示模块 (7)

一、设计要求

此设计就是用于医院病人得紧急呼叫，其设计要求如下:

１。当病人按下呼救信号按钮,呼救灯亮,同时显示病人编号,蜂鸣器发出5秒呼救声，等待医护人员来护理。

2。按照病人得病情划分出优先级别，有多个病人同时呼救时，系统优先显示最高级别得呼救编号。

3.当医护人员处理完最高级别呼救后,按下清零键,系统按优先等级先后显示其她病人编号。

二、设计得具体实现

1、系统概述

本设计得指导思想就是设计一个当病人紧急呼叫时，产生声光提示,并显示病人编号；然后根据病人病情进行优先级别设置，当有多人呼叫时,病情严重优先；医护人员处理完当前最高级别得呼叫后，清除已处理得最高级别得呼叫信号，系统按优先级别显示其她呼叫病人得编号.由呼叫信号得锁存,CＤ4532优先编码，由744511译码显示与逻辑控制清除几部分构成,其核心在ＣD45３2优先编码器。

方案:病房呼叫系统得逻辑门电路如图1、１所示。它由模拟开关、优先编码器、锁存器、数码管、逻辑门、信号灯、单稳态触发器、蜂鸣器组成。模拟病房号通过优先编码器显示优先级最高得病床号.并且通过锁存器储存起来，按R键将清除已处理得信号。

病房呼叫系统得逻辑方框图

由上述图文说明可瞧出此方案能够对最优先级别得呼叫信号进行处理，编码与译码,最后显示出来。在完成最优先级呼叫信号得处理之后，可以通过医护人员手动复位,从而对其她信号得处理。

工作原理:用D锁存器锁存,再用一个８线—3线优先编码器45３2对病房号编码，再用译码器４511译出最高级得病房号。当有病房号呼叫时，通过译码器与逻辑门触发(由５55构成得单稳触发器)从而控制蜂鸣器发出５秒钟得呼叫声。呼叫信号控制晶闸管从而控制病房报警灯得关亮。若有多个病房同时呼叫,待医护人员处置好最高级得病房后,由人工将系统得复位（手动）。

工作流程图

２、单元电路设计与分析

2、1 5秒呼叫模块

利用５55集成时基电路组成脉冲启动型单稳态电路，产生定长时间得

震荡信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数得阻容器件,可将震荡时间准确得控制在要求得５秒钟。

电路原理图

此电路由模拟开关、4输入或非门集成芯片4002、由555构成得单稳态触发器与蜂鸣器组成。模拟开关初始状态为全低电平.将模拟开关得所有输入端经与非门后接入5５5得触发输入2端。再由555得输出端3接蜂鸣器.

当无病房呼叫时，模拟开关全为低电平输入给逻辑门,之后输入５5５得２端口时依旧就是高电平。由于由5５５构成得单稳态触发器就是低电平触发,

且无触发时输出低电平。所以此时蜂鸣器无声音。

只要有病房呼叫时，5５5得２端将接入低电平，触发器被触发，进入暂稳态状态中.其输出端3输出5秒得高电平，则蜂鸣器呼叫5秒钟. 呼叫时间5秒即为单稳态得暂态时间.由5５5构成得单稳态得暂

态(即输出高电平时间)公式算得。

Th＝RＣLn3 =４5４×103×10×1０—６×1、1=5 s 这里取470k 得标准电阻.

蜂鸣器就是一种一体化结构得电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件.我们本次设计就就是用这种设备来模拟，它得外形常见得几种（图２、2)，一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长得就为正极，短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。

常见蜂鸣器

５55定时器电路得内部结构如下图所示，其有两个比较器C1与C2，且它们各有一个输入端连接到三个电阻Ｒ组成得分压器上，比较器得输出接到RS触发器上。此外还有输出级与放电管，输出级得驱动电流可达200mA。其内部结构如图

由其内部结构我们可以得到它得功能表如下所示:

555定时器功能表

2、２呼叫显示模块

因为病房中得呼叫开关1～4都就是可自动弹起得按扭开关,其提供信号不稳定不确定,所以设计中只能利用呼叫时得一个脉冲信号，才能保证呼叫得及时、准确.

利用晶闸管得开关特性，使晶闸管与信号灯串联在电源上，使用呼叫信号控制相应得信号灯串联晶闸管，当有病房呼叫信号来时,晶闸管导通使对应得小灯点亮报警，直到人为复位清零。

其电路原理图如图2、６。

当无呼叫时，呼叫开关都处在低电平，尽管晶闸管得两端加上了足够得正向电压，但由于G端无触发信号而不能导通，小灯不亮。当有呼叫时,相应得模拟开关会接通高电平，这时晶闸管两端有足够得正向压降且有足够得触发电压，满足导通得条件，管子导通,小灯发光，报警。实验中将1２ｖ直流电源与复位开关、报警灯以及晶闸管正向连接,利用模拟开关控制晶闸管得打开，用复位开关控制晶闸管得断开，以达到利用呼叫得不稳定信号,触发出稳定得报警输出，直到人为处理。

2、3优先显示模块

用可编程逻辑控制电路,这种方法在应用中能非常方便有效得控制，而且对于以后附加功能得实现、电路功能得扩展很方便,只就是需要掌握一定得编码优先位及相应电路得应用，在熟悉可编程控制电路得应用得情况下也就是可行得,而且对于实用来说更有意义。但考虑到作者对

编程控制得应用能力有限，以及实际应用得成本与控制部件得利用率等问题。

此电路由模拟开关、优先编码器４532，D锁存器747５、译码器４5１1、数码管等组成.模拟开关初始状态为全高电平.将模拟开关得所有输入端接Ｄ锁存器后,D锁存器输出分别45３2得D0-D3.其她D接入端都接地，ＥI接高电平Ｖcｃ、4５32得输出Ｑ0，Q1,Ｑ2分别接入译码器4５11得A，B，C；Ｄ接地.译码器４511得输出A-G对应接数码管得ａ-g。

优先编码器4532功能表

在本设计中我们用得就是ＣD４５11来对数码管进行控制.下面来瞧一下4511得功能引脚图３、9

系统调试方法介绍与系统功能

系统调试方法介绍:此电路我们需要调试得东西不多，首先将各个模块连接到一起后,注意检查各个部分就是否连接正确与连接端就是否连接好。注意我们所需要得芯片参数就是否正确，电解电容得极性就是否连接正确，在测试瞧瞧各管脚得电平就是否符合我们理论上达到得值，同时观察各个集成器件得各个管脚得电平变化情况，以及数码显示器得显示就是否正确、如有不正确得就将其逐个问题解决了再进行后面得调试,直到所有问题都解决了为止。

各模块连接好之后就可以对电路进行调试了。首先触发一个病人信号,瞧就是否产生声、光报警,并且声音响5秒，数码管就是否显示对应得病人编号;直到完成了此功能,进行下一向调试。下一向调试触发多个病人信号，同样瞧就是否产生声、光报警,并且声音响５秒，数码管就是否显示最优先得病人编号;如能完成此功能那么它就是正确得。

系统功能：在有多个呼叫信号同时产生时，对已有得最高级别信号进行清零，观察系统就是否能够对剩余信号中得最高级别信号进行优先呼叫。或者在原有呼叫信号得基础上再输入一个最高级别得呼叫信号,观察系统就是否能将此最高呼叫信号优先呼叫。

（1)1脚就是输出使能（ＯE),就是低电平有效，当1脚就是高电平时,不管输入3、4、7、8、1３、１4、17、１8如何，也不管11脚（锁存控制端,Ｇ）如何，输出2（Ｑ0）、5（Q1）、6（Q２）、9(Q3）、12（Q4）、15（Q5)、16(Q6）、19(Q7）全部呈现高阻状态（或者叫浮空状态）.

(2)当1脚就是低电平时，只要１1脚(锁存控制端，G）上出现一个上升沿，输出２(Q0）、５（Q1)、6（Q2)、9(Q3）、1２(Q4)、15（Ｑ５)、１６（Ｑ6)、19（Q7）立即呈现输入脚3、4、7、8、13、14、17、18得状态。

锁存端ＬE由高变低时，输出端8 位信息被锁存，直到LＥ端再次有效. 当三态门使能信号OE为低电平时,三态门导通，允许Q０～Ｑ7输出，OE为高电平时,输出悬空.当74LS373用作地址锁存器时,应使ＯE为低电平,此时锁存使能端Ｇ为高电平时，输出Q0~Q7 状态与输入端Ｄ1～D7状态相同;当G发生负得跳变时,输入端D０~D７数据锁入Q０～

Q7。5１单片机得ALE信号可以直接与74ＬＳ３73得G连接。

：

Ｅ1为选通输入端,低电平有效。即只有在E1 ＝0时,编码器才能正常编码.当Ｅ1 =1时,无论输入端如何,所有输出端均被封锁在高电平.输入端与输出端都就是低电平有效.7端得优先权最高,0端得优先权最低。只要7端为“０”,输入端6~ 0为任何值都可以,但就是只对7进行编码,即输出Ａ2A 1A0=000 ，表最后一行中，只有7~１都就是无效得输入电平时（高电平)，才对0得输入低电平进行编码,即输出A2Ａ1A0 =111。除此以外，还有两个扩展输出端,用于扩展编码器得功能。其中称为扩展端，低电平有效。称为选通输出端,低电平有效.由表4、５还可以瞧出，第一行、第二行与第十行中编码输出都就是2 1０=１11，把它们区分开,靠这些端钮互相配合来完成。如第一行E１=1,GS=1 EO＝1表示“此片未工作";第二行E1 ＝０GS ＝１EＯ＝0表示“此片工作,但无编码输入”；第十行Ｅ1 =０GS ＝０ＥO ＝1表示“此片工作，且有编码输入”.

CD4511 就是一组用来作为BCＤ对共阴极LＥD 七段显示器译码得包装。其引脚图，图１与真

值表图２所示，其各脚功能如下： LT:做灯

泡测试用，当ＬT＝0，则不论其它输入状

态为何,其输出ａｂcdefg=11１1111,使七

段显示器全亮，即显示8，以便观测七段

显示器就是否正常.当LT＝1，则正常＊。

BI:空白输入控制,当BI=０ (LT 为1 时）则

不论DCBA 之输入为何,其输出aｂcｄｅfg

皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可输入输出

EＩI7Ｉ6I5Ｉ４I3Ｉ2I1I０Ｙ2Y1Y0GＳEＯL X X ＸＸＸX X X ＬL L L L ＨL L L L L L L L ＬL ＬL H ＨH X ＸX X X X X ＨH H H L H L ＨＸX X ＸX X H H L H L H L ＬＨＸX X ＸＸＨL H H L H ＬＬL ＨX X X X H L L H ＬH L L L L ＨX X X L H H H L

供使用者控制仅

LE：数据栓锁致能控制；在CＤ４5１1 中，不但具译码功能,更具有数据栓锁得记忆功能。当

LE=0 时

（LT=1 且 BＩ＝1），DＣB

Ａ数据会被送入IC 得缓存器中保存,以供译码器码;当LE＝1 时,则ＩC 中得暂存器会关闭，仅保存原来在ＬE=0 时得ＤCＢA数据供译码器译码。换句话说当LE=1 时，不论ＤＣBA 得输入数据为何，皆不影响其输出,其输出aｂｃdefg 仍保留原来在ＬE 由0 转为１。

定时器功能表

输入输出I0 I1 I2I３Q0

0 0 0 ０ 1

1 X X X ０

X １X X 0 X?X 1 X ０ＸX Ｘ１0