课程设计——医院住院病人呼喊器

电子技术课程设计报告医院住院病人“呼喊”器学院：机械与电子工程年级专业：机械电子工程专业***班学号：*********姓名：**指导教师：郭文川完成时间：2011.1.10成绩：中国陕西杨凌医院住院病人“呼喊”器摘要为了让医院能够最好的为病人服务，减少医护人员的巡查次数和工作量，医院住院病人呼喊器十分必要的。应用本设计可使病人及时通知医生，并使医生能够通过显示器和报警声很快的知道求助病人的确切床位，从而及时抢救。以555构成的单稳触发器为核心，用5秒呼叫模块，优先编码显示模块，呼叫显示模块来设计的病房呼叫系统。该系统具有优先级，造价低廉，能确保呼叫信息不流失，终端数码管显示呼叫地址，声音报警等功能。关键词：呼喊器；555定时器；优先编码显示RoomCallSystemAbstractInordertoletthehospitalcanbestservicetopatientsandreducethesearchtimesandmedicalpersonnel,hospitalpatientcryworkloadisverynecessary.Usethisdesigncanmakepatientpromptlynotifythedoctor,andmakethedoctorcanpassadisplayandalarmsoundimmediatelythathelpthepatient'sexactbeds,thustimelyrescue.Thedesign,inordertoformasinglestableflip-flop555asthecore,witha5secondcallmodule,prioritycodedisplaymodule,thecalldisplaymoduleisusedtobehospitalpatientcryworkload.Thesystemhaspriority,lowcost,toensurethatthecallinformationisnotlost,terminaldigitaldisplaycalladdress,voicealarmandotherfunctions.Keyword：Pager；Flip-flop555；Prioritycodedisplay目录1.设计任务..............................................................................................................................41.1设计目的和意义.........................................................................................................41.2设计要求及任务.........................................................................................................42.系统设计..............................................................................................................................42.1总体方案设计.............................................................................................................52.1.1工作原理..........................................................................................................52.1.2系统组成..........................................................................................................52.2各单元模块功能介绍及电路设计.............................................................................62.2.15秒呼叫模块...................................................................................................62.2.2呼叫显示模块................................................................................................92.2.3优先显示模块..............................................................................................102.2.4所需5V直流稳压电源电路模块................................................................133.电路仿真及测试................................................................................................................133.1电路仿真...................................................................................................................133.2系统功能测试.........................................................................................................134.实习总结............................................................................................................................14参考文献..................................................................................................................................16附录..........................................................................................................................................171.设计任务1.1设计目的和意义为了让医院能够最好的为病人服务，减少医护人员的巡查次数和工作量，医院住院病人呼喊器十分必要的。应用本设计可使病人及时通知医生，并使医生能够通过显示器和报警声很快的知道求助病人的确切床位，从而及时抢救。本设计的病房呼叫系统是应用555计时器逻辑门电路，采用数字、模拟电路的一些基础原件来，来实现的具有优先级的结构简单，安装方便病房呼叫系统。当有病人进行呼叫时，系统会自动先处理具有优先级别的病房的编号，同时产生光信号和5秒钟的声音信号。另外在产生信号的同时系统会显示呼叫病人的病房编号。这样医护人员可以根据呼叫信号的优先级别及时对每一位呼叫病人进行救治。当有多个病人同时进行呼叫时，系统会根据优先级别自动呼出当前呼叫中的最高级别呼叫信号而对其它低级别的呼叫信号进行自动保存，在当前的最高级呼叫信号被医护人员完成后，按下清零后，自动输出所保存信号呼叫中最高级别的呼叫，直到每位病人处理完毕。1.2设计要求及任务设计一种有线“呼喊”器，供住院病人“呼喊”医护人员时使用。其基本功能要求如下：1.住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号；2.一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室设置的显示器即显示出该病人的床位编号，同时扬声器发出信号提示值班人员；3.设计“呼喊”器所需的直流稳压电源。2.系统设计我们通过查阅相关资料，对各个模块进行独立分析。其中包括5秒呼叫模块、呼叫显示模块、优先显示模块、所需5V直流稳压电源等各模块。我们通过对比和总结，结合实际能力，选择和搭配了如下的硬件模块结构。2.1总体方案设计2.1.1工作原理用锁存器锁存，再用一个8线-3线优先编码器74LS148D对病房号编码，再用译码器74LS48D译出最高级的病房号。当有病房号呼叫时，通过译码器和逻辑门触发（由555构成的单稳触发器）从而控制蜂鸣器发出5秒钟的呼叫声。呼叫信号控制晶闸管从而控制病房报警灯的关亮。若有多个病房同时呼叫，待医护人员处置好最高级的病房后，由人工将系统复位（手动）。系统工作流程图如图1所示。图1工作流程图2.1.2系统组成根据设计要求可设计出如下合理的逻辑门电路。病房呼叫系统的逻辑门电路如图2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的病床号。并且通过锁存器储存起来，按清零键清除已处理的信号。呼叫显示模块5秒呼叫模块复位按扭锁存优先显示模块病房呼叫信号译码器数码管显示手动复位蜂鸣器逻辑门电路图2病房呼叫系统的逻辑方框图2.2各单元模块功能介绍及电路设计2.2.15秒呼叫模块图35秒呼叫模块截图5秒呼叫模块截图如图3所示。利用555集成时基电路组成脉冲启动型单稳态电路，产生定长时间的震荡信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数的阻容器件，可将振荡时间准确的控制在要求的5秒钟。此电路由74LS20D双4输入与非门、74F02D或门、555构成的单稳态触发器和蜂鸣器组成。开关初始状态为全低电平，将开关的所有输入端经与非门后接入555的触发输入端，再由555的输出端接蜂鸣器。当无病房呼叫时，模拟开关无低电平输入给逻辑门。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音。只要有病房呼叫时，555将接入低电平，触发器被触发，进入暂稳态状态中。其输出5秒的高电平，则蜂鸣器呼叫5秒钟。呼叫时间5秒即为单稳态的暂态时间。由555构成的单稳态的暂态（即输出高电平时间）公式算得。Th=RCLn3=454×103×10×10-6×1.1=5s这里取470k的标准电阻。（1）555定时器555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，其电路原理图如图4。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。图4555定时器555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3555定时器的功能主要由两个比较器决定