病房呼叫系统.doc

PAGE PAGE 2 燕 山 大 学 EDA课程设计报告书 题目： 病房呼叫系统 一、设计题目及要求 1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低； 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，低级别呼叫号用LED指示灯显示； 3．凡有呼叫发出2秒的呼叫声，然后重复播放如下一段音乐，用一个数码管显示乐谱；1155 665- 4433 221- 5544 332- 5544 332- 附音符频率表： 音调 频率(Hz) C(高音) 261.63x2 B 493.88 A 440.00 G 392.00 F 349.23 E 329.63 D 293.66 C 261.63 4.设置护士按钮，按下一次，清除当前高优先级呼叫（即表示处理），并终止演奏。 5.有多个呼叫时，先对低优先级的呼叫进行存储，处理完高级别后，数码管显示低级别呼叫号，然后再行处理，依次类推。 设计过程及内容（包括 eq \o\ac(○,1)总体设计的文字描述，即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法； eq \o\ac(○,2)主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多） 整体电路由病人呼叫护士处理模块（nuesecontrol）、优先选择模块（priority）、扫描电路模块、分频模块，以及呼叫2秒模块和自动演奏（automisic）模块。总电路图如下： 1.病人护士处理模块较为简单，首先是一个由D触发器构成的防抖电路，用于消除按键时的抖动。然后再连一个D触发器，用于存储病人的信号；同时护士会有一个控制端，当病人信号处理后，护士通过nurse清零端给信号清零。 2.优先级模块是当有多个病房同时呼叫时，将会优先显示高级别信号。所以用了一个74LS148优先编码器，再经过组合逻辑电路，得到所要的反码可以接在7448数码管编译出来。因为1号病房优先级最高，而编码器是7N端优先级最高，并且是低电平有效。下图则是将1号端出来的高电平信号经过反相器接在6N端，则1号的信号会优先处理，然后经过逻辑电路和数码管，便可显示数字1。 扫描模块是因为实验箱虽然有8个数码管，但是只有a`~g7个接口，只能使一个数码管显示，而之后的自动播放音乐需要显示乐谱，还需要用到数码管，所以要做一个扫描电路。由于需要用到2个数码管，可以用74160连一个2进制计数器，然后控制两个74151数据选择器，再接到数码管上（图里是直接做了一个8进制计数器）。C0B0A0和C1B1A1分别接到得到的反码上。然后数码管可以显示病房呼叫号和乐谱。 4.分频模块有很多个，主要是对366Hz分频和对23.438kHz分频，分频模块主要用到了74160计数器，通过给置数端进行置数，得到所需要的进制数，例如对366Hz进行366分频，就可以用设计一个366进制的计数器，得到1Hz的频率，但是经过实际仿真的时候，发现设计成367进制时，频率更接近1Hz。下图给出了一个366分频，其它分频电路类似。 5.呼叫2秒也是一个简单模块，利用之前的74148优先编码器的EON端，当有病房呼叫时，优先编码器开始工作，EON由0变为1，给了T触发器一个上升沿信号，Q端变为高电平，控制蜂鸣器发声和由74160构成的二进制计数器工作，2秒后，计数器给出进位信号，使T触发器Q端清零，蜂鸣器停止鸣叫。 6.自动播放音乐模块比较复杂，主要是由3个小模块构成，32位循环顺序脉冲模块，控制乐谱显示模块和分频模块。 自动播放音乐模块如下图： 仿真图： 32位循环顺序脉冲发射器模块的作用是将自动播放的歌的乐谱，共32个音符，一一选择出来。先是由一个16Hz的时钟信号分别接入两个8进制计数器（已经封装成模块），上面的计数器的功能是得到2Hz的时钟信号，并控制32位计数器的脉冲，使得0.5秒一个脉冲，再由32位计数器，控制两个74154也就是4-16线的数据选择器。最后使得0.5秒输出一个音符。而选择出来的音符则分别接到S0~S5，控制之后的六个音符输出。下面的一个8进制计数器和上面8进制计数器的用与非门接一起，是为了同步输出。下面的8进制计数器作用，是为了实现音乐1/8节拍截断，7/8拍奏乐。 电路图如下： 乐谱显示模块采用了74148优先译码器，通过组合逻辑电路就可显示乐谱，最后再接在数码管上就行。 音符的频率模块，是采用对23.438kHz分频，用两片74160来构成6个不同的计数器，得到相应频率，在总频率后加一个T触发器是为了调节占空比1：1。下面为计算分频数： 1音 分频23438/261