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1、1第第 1 1 章章 设计总体思路设计总体思路1.1 设计要求：1.当病人紧急呼叫时，显示病人的编号（在此设定为 4-7 号四个病人，病情依次加重） 。2.根据病人病情设置优先级别。当有多人呼叫时，病情严重者优先（7号优先级最高） 。3.医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，按下清除键，系统按优先级别显示其它呼叫病人的编号。1.2 设计总体思路：接到设计要求，首先考虑的是优先权得问题，这个可以用优先编码器解决。信号需要反馈又涉及到了信号得锁存问题，可以用触发器解决，同时可以解决逻辑清 0 问题。大体思路如下：系统由呼叫信号锁存，优先编码，二进制译码，显示及逻辑控制清除等几部分组成，电路核心部分为
2、优先编码器，当有信号输入时，用触发器锁存相应的按键信号，由优先编码器完成信号优先级的送别，并提供相关的显示输出编码。呼出信号由信号锁存（触发器）进入，再进入优先编码（优先编码器） 。同时信号回馈给信号锁存区，循环运作，直至呼叫信号完全提示。同时加入逻辑控制(清 0)。在这里信号锁存用到 D 触发器 7474,优先编码用 8-3 优先编码器74148,二进制译码用 3-8 二进制译码器 74138, 信号呼入用到六反相器74LS04.1.3 总体设计框图：23第第 2 2 章章 单元电路设计单元电路设计2.1 信号锁存信号锁存用 74LS74 正边双 D 触发器.，起引脚图如下：7474 功能表
3、如下：输 入 输 出预 置清 除时 钟SD RD CPD Q Q0 1 x x 1 01 0 x x 0 10 0 x x 1 11 1 1 1 01 1 0 0 11 1 0 x Q0 Q074LS74 正边沿触发双 D 触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，而且触发器所保存下来的所保存的状态仅仅取决于 CP 上升沿到达是的输入状态。假设 Q 的初始状态为低电平，当给 SD一个高电平时，输入一个时钟信号是，D 触发器被强制翻转，是 Q 输出变成高电平，Q输出为低电平。触发器可以保持信号,同时接受反馈信号，最后还可以实现逻辑清 0.4此电路先用到 4 个 7474 分别代表
4、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，我们要用的输出端正是 Q。当清除端给了信号 0 后，Q端出 1，利用这点可以对信号进行清除，既会显示其它病人的信号。后面还会再用到 4 个 7474 锁存由 138 出来的信号，用来当作开关，利用此信号接至前面 4 个 D 触发器的清除端。2.2 优先编码在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。而优先编码器已经将输入的信号优先的顺序进行了排除，当同时有几个信号输入时，只对其中优先级最高的那个进行编码。在此设计电路中，优先编码器可以用 8-3 线优先编码器 74LS148.其引脚图如下：真值
5、表如下： 5由表中可以看出，在 E10 电路正常工作状态下，允许 0-7 当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。其中 7 的优先权最高，0 的优先权最低，当 70 时，无论其它输入端有无信号输入，输出端只给出7 的编码，其余的类同。而在本试验中给出的四路信号中 7 号位的优先给最高，所以把 7 号触发器的信号接至 I7，6-4 号分解接至 I6-I4。当 7 号病人按下按钮（CP）时，I7 出 0，无论 I4-I6 出什么信号都只出 0 0 0，所以 I7 的优先权最高，同理 I6 的优先权大于 I5，I4 的优先权最低。2.3 进制转换二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组
6、与输入代码一一对应的高，低电平信号。由于需要反馈信号，需要 2 进制进行转换，由此用到 3-8 二进制译码器 74138.其引脚图如下：6真值表如下:输入输出S132SS A2A1A00Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y111111111 011111111 1000001111111 1000110111111 1001011011111 1001111101111 1010011110111 1010111111011 1011011111101 1011111111110从功能表中我们都可以看到 74LS138 的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平 1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电
7、平 0，其余 7个输出引脚全为高电平 1。如果出现两个输出引脚同时为 0 的情况，说明该芯片已经损坏。此电路中，当 Y0出 0 时就是清除了 7 号病人的呼叫信号，Y1-Y3出 0 时分别清除了病人 6、5、4 的呼叫信号。72.4 其他元件信号呼入要用到 CT74LS04 反相器，其引脚图如下：真值表如下：A | Y-1 | 00 | 1次器件功能较简单，就起了反向的作用，当输入为 0 时输出为 1，当输入为 1 时输出为 0。由于我们用的是共阴级数码管，高电平有效，所以必须把信号取反，才能得到相应的数字。2.5 总电路图8第第 3 3 章章 安装及调试步骤安装及调试步骤93.1 安装步骤数
8、字电路系统设计是自上而下的，但在电路的安装、调试时，都是自下而上的。首先，安装并调试每个子系统对应的单元电路；然后，逐渐扩大将几个单元电路进行联调；最后，进行整机调试。电子电路的安装：根据设计好的总体电路图，把各种元器件按照电路图组装起来，现分别介绍如下：整体结构布局: 整体结构布局应从全局出发，决定电子装置各部分的空间位置。电路板结构布局: 在一块板子上按电路图把元件组装成电路。必须考虑的是元器件在电路板上结构布局问题。布局的优劣不仅影响电路板的走线、调试、维修以及外观，对电路板的电气特性也有一定的影响。元器件的插接:插接方式是把组成电路的所有元器件插在面板上。 3.2 调试步骤调试就是对安
9、装后的电路进行参数和工作状态测试。通常，调试工作是按信号的流程逐级进行的，可以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入端倒推。第一步：不通电检查电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。第二步：直接检查连线检查完毕后，直接检查电源、底线、信号线、元器件接线端之间有无短路，连线间有无接触不良，二极管、三极管、电解电容等有极性元件引线端有无错接、反接，集成块是否插接正确。第三步：通电检查10把经过准确测量的电源电压接入电路，但暂时不接入信号源，首先观察有无异常现象，如冒烟、异味、触摸器件有无过热，电源是
10、否短路等，如有异常现象应立即切断电源，排除故障后方可通电。第四步：分块测试分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一个模块进行调试。比较理想的调试程序是按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的联调创造条件。此电路大致可以分以下几个模块测试，首先测试从 4 个 D 触发器出来的信号是否正常（清零也要测量） ，然后信号通过 74148 和 74LS04 后出来的信号可以直接接到数码管上测量，然后测试信号经过 74138 后是否正确，最后测量通过 4 个 7474 的信号，如果正确就可以把信号接回到模拟 4 个病人的 D 触发器的清零端。第五步：整机
11、联调对于复杂的电子系统，在分块调试的过程中，由于是逐步扩大范围，故实际上已经完成某些局部联调工作，只要做好各功能模块之间接口电路的调试工作，再把全部电路连同，就可以实现整机联调。第第 4 4 章章 故障分析与电路改进故障分析与电路改进11接线之前应该把器件和导线全部测量一遍，确定都是好的才可以开始接线。第一次接线缺乏经验，我先把器件全部安装好以后就开始接线，由于器件安装的位置不太好，接的乱七八糟，根本看不清，掉了一根线都要找好久才知道是哪个口掉出来的，接好以后便直接测量，发现根本不行，错误也找不出在哪，只好全部拆了重新接线，这样不仅浪费时间，还浪费精力，打击自信心，后来就一个模块一个模块的接，
12、接好一和模块就开始测试，确保万无一失才开始接下一个模块。我的电路大致出现了以下几种状况：首先是 4 个 D 触发器出来的信号不一样，其中有 3 个一样是对的信号，另外一个是错误的信号，仔细检查是 D 端接地了（本应该接高电平） 。然后就是数码管显示的信号不是我所希望看到的信号，比如我按下 7号开关，显示的不是 7 而是 5，那就说明有个端口本该出 1 现在出 0 了，就可以继续往上一级检查，可能是 148 出现错误。再次就是检查 138 出来的信号，如果跟预想的不一样（该出 0 的端口出的是 1）那就可能是 A、B、C 的位置没接对。最后检查通过 4 个 7474 出来的信号，每次也只有 1
13、个 Q 出 0。改进：我想如果把最后那 4 个 7474 该成 3 个 7474 接到 138 的前面，即信号先经过 7474 在经过 138 可能更好点，最直观看到的就是节省了一个 7474。第第 5 5 章章 总结与体会总结与体会12过两周的绘图和调试，在指导老师的辛苦指导下，我终于完成了本次设计题目的基本要求，虽然过程是艰苦的，但最终成功的喜悦同样令我快乐。通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。因为已经有一年的时间没有接触数电课了，所以一开始拿到这个课题大脑中一片空白，后来在老师的提示下，在书本上逐
14、个找到设计所需要的芯片，然后查阅资料熟悉它们的功能及每个引脚的作用。后来和同学交流学习通过了 EWB 仿真。完成了 EWB 仿真紧接着就是接线了，在这次课程设计中，这项工作是最难的。最开始是测试器件的好坏，验证器件没问题后就按图纸接线，在接的时候才发现困难重重，在一块小小的接线板上要接上七个芯片，每个器件有十多个引脚，线多得让人眼花缭乱，而且线与插槽接触的很松，一不小心就会把线弄出来，然后再找是哪个槽掉的，十分之烦躁，这正是考验一个人的细心和耐心的时候了，还好我经受住了考验。接线要分模块来接，这点非常重要，接完一个模块就要检查，对了才继续往下接，错了要找出原因，并及时改正，这样不仅提高了效率，
15、更锻炼了自己的排错能力。经过本次设计，我受益非浅，不仅使我回忆起了数电的很多知识，而且锻炼了我理论与实践相结合的能力。但也发现了自己的一些不足，在今后的学习过程中将更加努力，提高自己的创新能力和实践能力，以适应社会和时代发展要求。这个设计虽然不像毕业设计那么繁杂和困难，但给我们毕业设计和毕业以后的工作打下了基础。什么事都不是那么容易的，有了这一点点的困难做基础，让我们深深的明白以后的工作将会是那么的困难，所以说这次13设计在很大意义上给了我们启示。由于时间紧迫，本人实力有限，所以有点地方做的仍然不够理想，感谢老师的指教，还望老师多加指导。附录附录( (元器件清单元器件清单) )CT74LS04 1 片CT74LS74 4 片CT74LS148 1 片CT74LS138 1 片参考文献参考文献数字电子技术基础 周良权编电子技术课程设计指导 彭介华编电子技术基础实验 陈大钦编
