数字电子技术课程设计
题目:病房呼叫系统
姓名:汤大智
专业:电子科学与技术
班级:112
学号:
指导教师:无
2013年06月15日
安徽科技学院理学院
病房呼叫系统
一课程设计题目与实习目的
课程设计题目：病房呼叫系统
实习目的：
1．掌握数字电路课程所学的理论知识以及数字电子技术在生活中的应用。
2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．进一步深化对电子技术的了解，强化实际动手操作能力以及发现问题解决问题的方法。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．数电课程实验是大学中为我们提供的一次动手实践的机会，增强实际动手操作与研发的能力。
二任务和要求
要求：
1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，5号优先级最高；1~5优先级依次升高；
2．用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；
3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声；
4．对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理（附加）。
三 总体方案的选择
病房呼叫系统整体思路为：
LED 指示灯显示病房模块
数码管优先显示重病房模块
蜂鸣器报警5秒模块
首先由病人按下呼叫器开关，即逻辑数据开关，（1）进入第一模块，通过LED 指示灯显示病人呼叫的病房，（2）进入第二模块，传输到一个编码器进行编码，我这里选用的是74LS148，8线—3线优先编码器，其低电平为有效输入；然后再进行译码输出，我选用的是74LS48，为共阴极7段译码/驱动器，74LS148输出为反码输出，遂在74LS48前加上反向器进行输入；再用共阴极七段数码管进行输出。（3）进入第三模块，通过一个与非门对信号进行处理，连接周期T 为10秒，占空比为50%的方波发生器与信号一同通过与门，控制输出信号可以持续5秒，使蜂鸣器呼叫5秒。
流程图如下： 逻辑数据开关
用编码器 74LS148
进行编码 反相器 用译码器74LS48进行译码 用7段数码管显示
重病房 LED 指示灯显示呼叫
病
房
与非门
处理信号 周期T 为10秒， 占空比 50%的方波 蜂鸣器 与门
项目整体设计思路与流程
四单元电路的设计
1.设计所使用的元件及工具：
（1）L ED指示灯模块
LED显示灯----------------------------------------- 5个；
保护电阻R=500Ω------------------------------------5个；
（2）数码管显示模块
编码器74LS148D-------------------------------------1个；
反相器74LS04D--------------------------------------3个；
译码器74LS48D--------------------------------------1个；
（3）蜂鸣器呼叫模块
与非门74LS30D -------------------------------------1个；
方波发生器 ---------------------------------------1个；
与门7408D -----------------------------------------1个；
蜂鸣器 --------------------------------------------1个；另外：逻辑双掷开关5个；电源VCC、接地GND、导线若干。
2.各个单元电路
（1）L ED指示灯电路
电路图如下图1：
图1
（2）数码管显示模块电路
图2
（3）蜂鸣器呼叫5秒模块电路
图3
3.总电路图
图4
五电路测试
（1）当单独A、B、C、D、E呼叫时，电路LED对应的亮，数码管显示相应的病房。电路测试图如下：
图5
按键J1按下后，指示灯LED1 亮，数码管显示病房1；
图6
按键J5按下后，LED5亮，数码管显示病房5。
（2）当多个病房同时呼叫时，LED显示呼叫病房，数码管优先显示重病房。
测试电路如下：
有截图可以看出，1、2、4、5病房同时呼叫，LED1、LED2、LED4、LED5亮，数码管优先显示重病房5。
当病房5通知呼叫停止时，数码管显示下一个优先级高点的病房，测试电路如下图
图8
（3）蜂鸣器呼叫5秒测试
原理：用方波发生器产生周期T=10s 的方波，利用与门产生间断5s 的信号；由于频率f=时，示波器很难测试蜂鸣器呼叫周期，实验中为了便于观察，取f=100HZ 测试。
当五个开关只要有开关按下，与非门会输出高电平，按照设计要求，蜂鸣器要呼叫5秒，所以把与非门输出信号与方波信号一起通过与门，从而控制呼叫5秒，信号波形如图示波器所示;
图9
高电平测试数据为：
图10
频率为100HZ 时，测得高电平时间为：，有公式T=
f
1，可计算出，f=时，T=，即可控制实现蜂鸣器呼叫5秒。 六 电路设计、调试过程中发生的问题及解决的方法。
蜂鸣器呼叫电路设计时，遇到了控制呼叫5秒的一个问题，怎样设计使产生5秒信号，在老师的指点下，采取与门和方波信号，方波信号可以使用555时基图7
