数字电路设计报告——病房呼叫系统.doc

数字电路程设计 PAGE PAGE 3 病房呼叫系统 姓名： 班级： 学号： 时间： 设计题目 病 房 呼 叫 系 统 设计要求 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；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）；凡有呼叫发出5秒的呼叫声；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。 设计介绍 病房呼叫系统其主要的设计理念是对病房呼叫的信号通过数显管进行相应的转换。在此实验中首先使用的是优先编码器，对整个信号的优先权最高的进行处理。编码器将优先权最高的输出。对应的产生一个相对应的编码，难后对编码进行译码和显示的过程。呼叫系统中还有一个必要的环节就是对病房按键者的呼叫，进行相对应的灯显示。这一设计过程需要对刚开始输入的信号进行转换。刚开始输入的是低电平有效果。那么在刚开始的时候需要一个非门将呼叫的信号变成高电平。高电平对应的小灯发出对应的光，显示出哪个病房的按键。当有信号（也就是病房呼叫的时候）对应的喇叭也应该发出相应的设定时间的声音，这就需要555定时器和喇叭来实现实验的。 成绩评定 (包括：指导教师评语和课程设计等级) 一、方案论证 1、通过74LS147优先编码器进行转换。这个芯片产生的是一个BCD反码，需要一个非门将转换成BCD码。也就是需要多花费一些非门来实现。这对材料的需求将增多。 2、通过改换成74LS148优先编码器后。产生的是一个对应的正码可直接连进译码显示管中，减少了非门的使用。 经过以上两个方案论证的比较，我们小组选定病房呼叫系统2. 二．系统的框图 编码器 编码器 锁存控制 单稳态电路 多谐振荡器 呼叫输入 锁存器 译码 / 驱动 显示电路 手动控制 扬声器 呼叫器原理框图 三．各单元电路的设计 病房按键部分 编码器部分 数码管显示 指示灯部分 振荡电路报警部 芯片介绍 四．整体电路 五．调试 出现的问题及解决方法 在本次实验中，优先编码器本来使用的是74LS147,此芯片对应的是十输入四输出的BCD反码，当接入到数码显示管时，需要将BCD反码改成BCD正码。对应的就要在输出的时候加入非门，由于实验器材的有限，所以使用74LS148编码器，此芯片的特点是八输入三输出，因此在对应的数码管中，本来是输入的BCD码，但现在只有三个端口输入，因此最高位应接低电平，其余端口依次接入。 当没有任何人按键时，数码管显示所产生的数字是7，对应的数字是0111，这与实验要求所产生的数字0也就是对应的BCD码0000相矛盾。 由555定时器构成的门铃中，第一个555定时器即实现单稳态的输出的时间是5秒，那就对应的时间T=0.7RC.在第二个555定时器构成的多谐振荡器中要想实验频率不同的声响就必须改变其周期，多谐振荡器所产生的周期T是0.7（R2+2R3）所对应的频率就是1/T,多谐振荡器C5的电容应选较大。实现一种耦合的作用。 关于对555定时器使用的体会： 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。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。 　　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。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。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 2/3 VCC。 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为