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1、XXXX 大学模电/数电 课程设计报告题题 目目 住院病人传呼医务人员系统 姓姓 名名院院 系系专专 业业 通信工程 指导教师指导教师职职 称称201x201x 年年 xxxx 月月 xxxx 日日模电模电/ /数电课程设计任务书数电课程设计任务书课程设计题目院（系）专 业指导教师职 称姓 名年 级学 号承担任务设计组成员一、课程设计内容及任务二、拟达到的设计要求或主要技术指标三、课程设计总体方案与进度安排学生签名： 年 月 日 四、指导教师意见指导教师签名： 年 月 日 模电模电/ /数电数电课程设计评阅表课程设计评阅表评分项评分项评评 价价 内内 容容满分满分得分得分1. 任务分工的合理性
2、和对待课程设计的态度5设计设计过程过程2. 团队协作能力和分析解决问题的能力53. 系统仿真电路设计的合理性与可行性10软件软件仿真仿真4软件编程与仿真结果的正确性155. 系统板制作的难度10系统系统制作制作6. 元器件布局的合理性及焊接的规范性157. 系统功能演示、完成程度及创新性15验收验收答辩答辩8. 知识掌握程度与回答问题的正确性59. 系统设计的合理性与内容的科学性、创新性10设计设计报告报告10. 文字表达水平、文章的逻辑性与写作规范10合合 计计100100一、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 二、课程设计等级指导教师签名： 年 月 日 注：课程设计等级：优秀（90-
3、100），良好（80-89），中等（70-79），及格（60-69），不及格（60 分以下）1目目 录录摘要1 关键词1 Abstract.1 Key words1 1 课程设计任务及要求1 1.1 设计任务.1 1.2 设计要求.1 2 系统设计方案选择1 2.1 总方案设计1 2.2 方案选择1 3 系统组成及工作原理3 3.1 蜂鸣器呼叫模块电路3 3.1.1 NE555 集成电路芯片.3 3.1.2 蜂鸣器呼叫模块4 3.2 优先显示模块电路4 3.2.1 数码管介绍.4 3.2.2 74LS148 集成电路芯片.6 3.2.3 74HC273 集成电路芯片.6 3.2.4 CD451
4、1 集成电路芯片.7 3.2.5 CD4093 集成电路芯片.8 3.2.6 74HC76 集成电路芯片.8 3.2.7 优先显示模块.9 3.3 计数模块电路.10 3.3.1 74LS160 集成电路芯片.10 3.3.2 74LS48 集成电路芯片.10 3.3.3 计数模块.11 3.4 5V 电源模块.12 4.器件选择12 5.软件仿真与实物图12 5.1 电路仿真总电路图12 5.2 仿真结果.13 5.3 实物图15 6.电路实际焊接，调试过程中发生的问题以及解决方法15 7.分析和总结15 参考文献161住院病人传呼医务人员系统摘要：以 555 构成的单稳触发器为核心，用 5
5、 秒蜂鸣器呼叫模块，优先选择模块，数码管显示模块、 计数模块来设计的病房呼叫系统。该系统具有优先级，造价低廉，能准确接受信息，及时显示呼叫 地址，声音报警，合计呼叫次数等功能。 这些模块共同工作完成本电路的功能实现。其中运用了 8 线3 线优先编码器 74LS148 来实现 优先选择模块主要功能，其中运用自己设计的小规模逻辑门电路，7 段字形译码器 74LS48 和共阴 极七段数码管来实现译码显示模块主要功能。 关键词：优先级、编码、译码 Abstract：The ward calling system used in hospital iS the essential equipment o
6、fthe commun ication between the healthcare workers and the patientsAtpresent the calling system used in major hospitals has some more or lessshortage on the stabil ity,the accuracy of the data and voice transmission and the complexity of the equipmentIt is necessary to design a simple，practical，secu
7、re and stable ward calling system with the good ratio of the performance and the price Key words：priority、encode、decode1 课程设计任务及要求1.1 设计任务设计一个住院病人传呼医务人员系统。1.2 设计要求1.病人拉动床头开关，医务人员的值班室内将按病人拉动开关的先后，显示病床号和 床位号，同时用蜂呜声提醒医务人员注意； 2.蜂呜声在医人员按下应答按钮后停止； 3.系统能对一天内病号的呼叫次数按人统计次数，以利医务室人员了解病员情况。2 系统设计方案选择2.1 总方案设计图
8、2-1 设计总思路框图2.2 方案选择方案一：病房呼叫系统的逻辑门电路如图 1.1 所示。它由模拟开关、优先编码器、锁 存器、计数器、数码管、逻辑门、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的病床号。并且通过锁存器储存起来，按 R 键将清除已处理的 信号，多次累计显示总呼叫次数。当有病床呼叫时，信号通过单稳态触发使蜂鸣器响 5 秒钟。数码管显示优先级高的病房号，同时报警灯亮，等待人员处理。2图 2-2 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案一）方案二：病房呼叫系统的逻辑门电路如图 1.2 所示。它所用的元件和模块与方案一相 同，只是先通过呼叫显示模块、优先显示模块、5 秒呼叫
9、模块，再锁存。图 2-3 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案二）对两方案比较过程后，发现两种方案都能够对最优先级别的呼叫信号进行处理，编3码和译码，最后显示出来。在完成最优先级呼叫信号的处理之后，方案一可以通过医 护人员手动复位，从而对其他信号的处理，而方案二在处理完最高级别信号后，不能 再对其他信号进行处理。很明显方案二不满足本设计的要求。 因此，本设计选取方案一。3 系统组成及工作原理3.1 蜂鸣器呼叫模块电路3.1.1 NE555 集成电路芯片图 3-1 NE555 芯片引脚图表 3-1 555 定时器的功能表43.1.2 蜂鸣器呼叫模块图 3-2 蜂鸣器呼叫模块电路图当无病房呼叫时，555
10、 的 4 端口时依旧是高电平，由于由 555 构成的单稳态触发器 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。 只要有病房呼叫时，555 的 4 端口将接入低电平，触发器被触发，进入暂稳态状态 中，其输出端 3 输出 5 秒的高电平，则蜂鸣器呼叫 5 秒钟。 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，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。我们本次设计就是用这种设备来模拟，它的外形常见一般呈圆柱状，下 面两针长短不同，长的就为正极，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。3.2 优先显
11、示模块电路3.2.1 数码管介绍本系统采用共阴式 LED 数码管。使用时，公共阴极接地，7 个阳极 ag 由相应的 BCD 七段译码器来驱动，如图所示：5图 3-3 共阴式 LED 数码管BCD 七段译码器的输入是一位 BCD 码，输出是数码管各段的驱动信号，也成 4-7 译码器。若用它驱动公阴 LED 数码管，则输出应为高有效，即输出为高（1），相应显 示段发光。根据 09 这十个字形的要求可以列出 8421BCD 七段译码器的真值表，见表 如下：表 3-2 8421BCD 七段译码器的真值表63.2.2 74LS148 集成电路芯片图 3-4 74LS148 芯片引脚图表 3-3 8 线-
12、3 线优先编码器（74LS148）功能表3.2.3 74HC273 集成电路芯片图 3-5 74HC273 芯片引脚图7表 3-3 74HC273 的功能表3.2.4 CD4511 集成电路芯片图 3-6 CD4511 芯片引脚图表 3-4 CD4511 的功能表83.2.5 CD4093 集成电路芯片图 3-7 CD4093 芯片引脚图表 3-5 CD4093 的功能表3.2.6 74HC76 集成电路芯片图 3-8 74HC76 芯片引脚图9表 3-6 74HC76 的功能表3.2.7 优先显示模块图 3-9 优先显示模块电路图根据设计要求，数码管要显示优先级别最高病房的呼叫信号，所以我们
13、要对病房呼10叫信号进行优先选择并输出。在本设计中，7 号病床为优先级最高，然后依次是 6,5,4,3,2,1，0 号病床。在这里，应用了 8 线-3 线优先编码器（74LS148）进行此功 能的实现。其输入为低电平有效，输出编码为反码形式。3.3 计数模块电路3.3.1 74LS160 集成电路芯片图 3-10 74LS160 芯片引脚图表 3-7 CT74LS160 的功能表3.3.2 74LS48 集成电路芯片图 3-11 74LS48 芯片引脚图11表 3-8 74LS48 的功能表74LS48 芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路显示系统中。3.3.3 计数模块
14、图 3-12 计数模块电路图用 74ls160 构成十进制计数器来计数，通过 74LS48 译码显示在数码管上，统计一天 内病号的呼叫次数。123.4 5V 电源模块本系统设计了电源电路，输入 220V，输出为 5V，电路如图所示：图 3-13 5V 电源电路仿真图4.器件选择序号器件数量 1CD45111 2CD40932 374HC1481 474HC2731 574HC761 674HC301 774LS482 874LS1602 9七段数码管3 10555 定时器1 11蜂鸣器1 12排阻1 13电容 (1000n、10nF、0.1uF)314电阻(10k)3 15按钮式开关9 表 4
15、-1 器件选择清单5.软件仿真与实物图5.1 电路仿真总电路图13图 5-1 电路仿真总电路图5.2 仿真结果1.当无人呼叫时，数码管显示 0，仿真结果如图所示：图 5-2 无呼叫时电路仿真结果图142.当 5 号呼叫时，数码管显示 5，同时计数数码管示数增加 1，显示“01” 仿真结果如图所示：图 5-3 5 号呼叫时电路仿真结果图3.按下 Reset 开关按钮后，数码管显示 0，同时计数数码管示数继续保持“01”，仿真 结果如图所示：图 5-4 复位后电路仿真结果图155.3 实物图图 5-5 实物图6.电路实际焊接，调试过程中发生的问题以及解决方法我们在译码器的管脚接法上出现了错误，我们原先的 6 管脚一开始因为没用，是悬 空的，结果导致我们的数码管输出加了 8，然后我们把 6 管脚接地后，就一切正常，符 合预期了。7.分析和总结本次课程设计持续了二个星期的时间，在设计之前我们小组根据系统设计的要求， 先对每个模块都仔细的设计分析，再对每个模块进行耦合，排除相互干扰，得到整体 的系统的电路图，本次课程设计可以总结为以下的几点收获： 1、进一步巩固数字电子技术知识 这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个设计过程中，都
