病房呼叫电路设计详解.docx

名 称： 综合训练项目一题 目： 病床呼叫电路设计专 业：电气工程及其自动化班 级：电气14-1 ， 第四组姓 名：1设计任务和要求1. 3个病房，分别编号为一、二、三号，每个病床4张病床，分别编号为1、2、 3 、4号。要求每个病房任意时刻只允许一张病床呼叫。有病床呼叫时，发出响铃的同时显示房间号和病床号。2．直到护士应答时响铃和显示停止。2设计方案选择方案一:该系统采用拨动开关来模拟各病房的呼叫按钮。按键信息经优先编码器，七段显示器传达给医护人员。医护人员将所有的病例处理完后，将病例的呼叫开关断开。七段显示器自动熄灭，蜂鸣器停止响铃电路分为三个模块：开关控制模块，数码显示模块，警报模块。方案二： 采用单一优先编码器，直接对信号进行处理。任意一个床位先呼叫，则这个床位的优先级最高，所以每个床位使用一个优先编码器，当某一个优先编码器工作时，将其输入到其他三个选通端，使其他优先编码器不工作。再将四个床位信号通过编码器对信号进行编码输出到数码管。本设计采用方案一。3单元电路设计3.1 呼叫应答电路设计 1、以一号房间为例，用4个单刀双掷开关由四个床位控制，单刀双掷开关如图3-1-1.每个开关的一号端接五伏电源，二号端接地，如图3-1-2。图3-1-1 开关三端标号图3-1-2 病床呼叫设计 2、应答设计：当四个床位开关任意接通低电平时，房间显示器显示房间号，床位显示器显示床号，蜂鸣器鸣响。 四个床位对应的单刀双掷开关的三号端一起接四输入与非门（74C20N_6V）如图3-1-3。 护士将开关三号端置于接地的二号端，此时由于护士开关接编码器的D7非端，优先级最高，输入为低电平，所以输出为000，开关设计如图3-1-4图3-1-3 四输入与非门图3-1-4 护士回应开关设计3.2 编码电路设计 为了房间床位号的显示，将输入高低电平信号改为二进制代码的形式，所以设计编码电路。编码电路由四个单刀双掷开关和74HC148DW_6V优先编码器组成。如图3-2-1图3-2-1 编码电路设计图3-2-2 优先编码器 四个床位对应的单刀双掷开关连接在低电平触发的编码器上，一号床的优先级最高，呼叫开关的三号端接D6非，2、3、4依次接D5非,D4非,D3非，编码器D0非，D1非，D2非端接+5v高电平（显示为无效信号），EI端接地。当开关刀片置于二号端，表示病房呼叫系统处于工作状态。单位元件选择如图3-2-2。3.3房间床位显示电路为了显示床位号房间号，所以将优先编码器输出端接在数码管显示器上 床位号显示：显示器单元电路选择如图3-3-1，输入端标号A B C D，D为最高位，编码器输出端A2非，A1非，A0非，分别连接在显示器上第C，B，A输入端，显示器D输入端接地，如图3-3-2。4个床号开关都为高电平即无呼叫时，输入端D7非为低电平，编码器输出000，显示器显示0.当一号床开关接一号端，输入I6非为低电平，编码器输出为001，显示器显示为1。同理2，3,4号床按下开关时，输出为010,011,100，显示器显示为2,3,4。因为采用优先编码器，所以按优先级顺序显示床号。图3-3-1 显示器端口编号 图3-3-2 床位号显示器 房间号显示：在编码器的三个输出端A2非，A1非，A0非接三输入或门，或门输出端命名为Y。列出此单元电路真值表 表3-3-3 真值表 A012 由真值表得Y=A0非+A1非+A2非 所以房间号显示器A端接在或门输出端，第B,C,D端接地。四个床位无开关打开时，或门输出为0，显示器显示0，当任意床位开关打开时，或门输出1，则显示器显示房间号1.图3-3-3 三输入或门3.4 蜂鸣器的工作上述或门输出端接蜂鸣器（BUZZER-2000Hz）一端，蜂鸣器另一端接地，蜂鸣器为高电平有效。单元电路选择及线路连接如图3-4-1，由真值表如表3-3-3可知，当无人呼叫时，A2非，A1非，A1非都输出零，所以或门输出低电平，蜂鸣器不响，当4个床位开关任意一个打开时，编码器输出的4种代码001,101,110,011通过或门输出都是1，则蜂鸣器鸣响。图3-4-1 蜂鸣器连接电路3.5 护士开关的控制当四个床位开关任意接通低电平时，房间显示器显示房间号，床位显示器显示床号，蜂鸣器鸣响。护士将开关动端置于接地的二号端，此时由于护士开关接编码器的D7非端，优先级最高，输入为低电平，所以输出为000，两个显示器恢复0，蜂