课程教学设计医院病人紧急呼叫系统.doc

^` 课程设计-医院病人紧急呼叫系统 课程设计时间：6.30~7.03 课程设计地点：A-324 班级：电子c131 姓名：朱玉翠 学号：138079 指导教师：柴洪涛 1.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、 每路设计一个开关，供病人有问题时呼叫。 2、 当病人紧急呼叫时，能显示病人的编号； 3、 电路具有自锁功能，当有多人呼叫时，对应病人指示灯亮并发出警告，但编号只显示优先呼叫者。 2.设计要点 1、本任务是准确判断出第一呼叫病人的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器或锁存器等来完成。在得到第一呼叫信号之后，立即将锁存器的输入封锁，使其他路的呼叫信号无效。同时还必须注意，仿真开关未开启时呼叫开关应打开，否则电路将显示0状态，表示错误。 2、当电路形成第一呼叫信号之后，LED显示电路显示出病人的组别。利用鉴别出的第一呼叫信号，控制一个具有两种工作频率交替工作的音频振荡器，驱动扬声器发出声音，表示该病人出现问题需要解决。 3.基本原理与框图 整个电路组成主要包括输入电路﹑锁存器控制电路﹑数码显示电路﹑光电指（可选用发光二极管指示）和蜂鸣器报警指示电路等。 1）输入电路 输入电路由锁存器和按键组成。当八路锁存器74LS373的LE端为高电平时，锁 存器输入端（D1—D8）的电平能直接送到相应的输出端（Q1—Q8）；当LE端变为低电平时，锁存器封锁，即锁存器输入端的电平不能送到相应的输出端，各输出端保持封锁前的电平。 2）医锁存器控制电路 锁存器控制电路由相关的门电路组成。仿真开始时，74LS373的LE端为高电平，各输入端的高电平直接送到相应的输出端，此时八输入端与非门74LS30输出端为低电平，经过一个与非门74LS04后变成高电平，由或门送到74LS373的LE控制端。当8个呼叫开关S1—S8中有一个先按下时，其对应的D端为低电平，此电平送到锁存器对应的输出端，因而八输入端的与非门74LS30的8个输入端中有一为低电平，导致其输出端为高电平，经过74LS04后变为低电平，使LE控制端为低电平，74LS373执行锁存功能，这时如果有按键按下，锁存器的输出端也不会跟着改变，从而实现了自锁。 3）数码显示电路 锁存在锁存器输出端的低电平送到优先编码器74LS148进行编码，编成的二 进制代码再送到BCD码七段译码驱动器74LS248，，最后送到共阴极的七段数码管，显示相应的数字。当8个按键都没有按下时，由于锁存器输出端都是高电平，经过74LS30后使74LS48的熄灭控制端得到低电平，因此数码管不显示。为了解决按键编号与显示一致的问题，在74LS248的前面接有一个4位全加器U6（原因是一旦某组有效，则经过编码后，其组别与显示值差一，故通过全加器自动实现加一功能，满足显示要求）， 2.主要原件介绍 （1）八路锁存器74LS373 单片机系统中常用的地址锁存器芯片74LS373以及coms的74hc373。是带三态缓冲输出的8D触发器，其引脚图与结构原理图、电路连接图如下： <74LS373引脚图内部结构原理图电路连接图> E G 功　　能 0 0 直通Qi = Di 0 1 保持（Qi保持不变） 1 X 输出高阻 <74LS373功能表> E G D Q L H H H L H L L L L X Q 上表是74LS373的真值表，表中： L——低电平； H——高电平； X——不定态； Q0——建立稳态前Q的电平； G——输入端，与8031ALE连高电平：畅通无阻低电平：关门锁存。图中OE——使能端，接地。 当G=“1”时，74LS373输出端1Q—8Q与输入端1D—8D相同； 当G为下降沿时，将输入数据锁存。 74ls373是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片， <74ls373内部结构图> <74ls373引脚图> (1).1脚是输出使能(OE),是低电平有效,当1脚是高电平时,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脚是低电平时,只要11脚(锁存控制端,G)上出现一个下降沿,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的状态. 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C为高电平时，输出Q0~Q7 状态与输入端D1~D7状态相同；当C发生负的跳变时，输入端D0~D7 数据锁入Q0~Q7。51单片机的ALE信号可以直接与74LS373的C连接。 （2）优先编码器 74LS148 真值表 输入 输出 EI I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS EO 1 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 x x x x x x 0 1 0 0 1 1 0 0 x x x x x 0 1 1 0 1 0 1 0 0 x x x x 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 x x x 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 x x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 <优先编码器74ls148功能表> 从以上的的功能表中可以得出，74ls148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，…，I0 。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：I5=0且I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5) 则此时输出代码010 (为(5)10=(101)2的反码)这就是优先编码器的工作原理。 <74ls148真值表> 由74ls148真值表可列输出逻辑方程为： A2 = (I4+I5+I6+I7)IE A1 = (I2I4I5+I3I4I5+I6+7)IE A0 = (I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)IE . （3）译码驱动器 74LS248是输出高电平有效的中规模集成BCD 七段显示译码器，它的功能简图和管脚引线 图如图所示。其真值表如下所示。 十进制数或功能表 输 入 IBR 非 YBR 非 输 出 LT 非 IBR 非 A3 A2 A1 A0 a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 2 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 3 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 5 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 6 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 7 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 10 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 11 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 12 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 13 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 14 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 15 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 灭灯 0 0 0 0 0 0 0 0 置零 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3. 仿真总电路图 4.总结与体会 两周的数字电子技术课程设计，今天终于能告一段落，这次的课程设计又一次加强了我们动手、思考和解决问题的能力虽然遇到了种种困难，但最终还是很好的完成了任务，而且使我受益匪浅。 这次的数电课程设计，我做的是个比较简单的医院病人紧急呼叫系统，运用到了很多数电的知识，自己感觉挺简单的，直到真真自己动手设计时才发现理想与实际之间的差距很大，以前学的那些芯片管脚及功能都很模糊，比如呼叫信号怎样锁存等等一连串的问题。 通过这个课程设计，我的最大收获就是对一些芯片的功能有了更好的理解和运用，以及对以前学的知识存在的一些问题也迎刃而解，同时也对学的知识有了一个实践性的证明。通过这次课程设计使我懂的了理论与实际相结合的重要性，只是一味的学那些死的理论知识是远远不够的，只有把所学的理论和实践相结合，才能真正掌握一门科学，一味的纸上谈兵是行不通的，实践还可以提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，这也是为在当代急需的实践型人才的社会的一种准备。 付出就会有收获，两周的课程设计，虽然过程曲折难尽，但也收获良多，在老师和其他同学的帮助下很好的完成了老师布置的任务，这两周的经历不管是泪水曲折还是所获得的成果都将成为我人生旅途的一段美好的回忆。