本設(shè)計(jì)完成的是病床呼叫系統(tǒng)的功能。該設(shè)計(jì)采用主從結(jié)構(gòu)，監(jiān)控機(jī)構(gòu)放置在醫(yī)生值班室內(nèi)，當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位 置。呼 叫 源（按 鈕 ）放 在 病 房 的病床上，病人有呼 叫 請(qǐng) 求 時(shí)，按 下 請(qǐng)求 按 鈕，提 示 鬧 鈴 響 起，向 值 班 室 呼 叫，并 點(diǎn) 亮 相 應(yīng) 床 位 的 指 示 燈。采用 模 塊 設(shè) 計(jì) 思 想，分 四  個(gè)主要功能模塊：呼叫顯示模塊，優(yōu)先選擇模塊，譯碼顯示模塊，以及呼叫模塊。這些模塊共同工作完成本電路的功能實(shí)現(xiàn)。其中運(yùn)用了8線—3線優(yōu)先編碼器74LS148來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先選擇模塊主要功能，其中運(yùn)用自己設(shè)計(jì)的小規(guī)模邏輯門電路，7段字形譯碼器74LS48D和共陰極七段數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)譯碼顯示模塊主要功能，運(yùn)用555定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)呼叫模塊。本論文闡述了如何利用數(shù)字電路的思想，以及應(yīng)用Multisim10仿真軟件設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)，測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)其功能。

目錄

病床呼叫系統(tǒng)又稱呼叫儀。作用在于將病人的呼叫信號(hào)迅速而準(zhǔn)確地發(fā)送給醫(yī)護(hù)人員使問(wèn)題能在第一時(shí)間處理。使用呼叫儀方便了病人又減少醫(yī)護(hù)人員的巡查次數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。呼叫器對(duì)于每一個(gè)住院的人來(lái)說(shuō)很重要，尤其對(duì)于那些住院期間需要經(jīng)常有人員護(hù)理的病人來(lái)講，呼叫器對(duì)醫(yī)院來(lái)說(shuō)也很重要，它能間接地決定醫(yī)院能夠提供給病人的服務(wù)質(zhì)量，但是由于醫(yī)院護(hù)理人員數(shù)量有限，護(hù)士不能時(shí)刻保證呆在每一個(gè)病人身邊，病床呼叫系統(tǒng)能夠使病人在危急時(shí)刻及時(shí)的聯(lián)系上醫(yī)護(hù)人員，從而得到及時(shí)的救治或看護(hù)。所以擁有一套功能完善的病床呼叫系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)提供高質(zhì)量服務(wù)的醫(yī)院來(lái)說(shuō)是非常重要的。

目前醫(yī)院里的病房呼叫系統(tǒng)幾乎還處于很低的水平，幾乎還不能滿足智能化的管理要求，這樣不僅會(huì)帶給病人時(shí)間上的損失，對(duì)于醫(yī)院也會(huì)有經(jīng)濟(jì)效益損失，并伴有一定安全隱患。鑒于以上弊端，本系統(tǒng)既可以避開(kāi)技術(shù)問(wèn)題，有效節(jié)省材料損耗，并且可以免去很多不安全隱患的存在，更重要的是，本病房呼叫系統(tǒng)是智能化的一種產(chǎn)品，可以及時(shí)準(zhǔn)確的找到病人所在位置和哪位病人更需要幫助，及時(shí)解決病人的各種問(wèn)題，從某種角度上看，這個(gè)系統(tǒng)不僅可以顯示病床號(hào)碼，更可以為病人解決其他問(wèn)題，例如：當(dāng)病人有身體不適或其他需要時(shí)，可以按下按鍵，那么主機(jī)就可以顯示該病床號(hào)碼，醫(yī)院護(hù)士或醫(yī)生可以及時(shí)找到病人，為其進(jìn)行治療。這樣一來(lái)，省去了很多不必要的麻煩，更節(jié)省了很多時(shí)間，便于管理。

用74LS148優(yōu)先編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)病房呼叫的優(yōu)先顯示，用74HC4511七段顯示譯碼器接數(shù)碼管來(lái)顯示最高優(yōu)先級(jí)的病房號(hào)，用555定時(shí)器接成多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲音，最后用非門完善各呼叫顯示燈的功能。

方案一:用89C51自身接口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描，使用89C51單片微機(jī)外加一塊MAX232-CPE芯片可構(gòu)成一個(gè)完整的最小微機(jī)電路。用P0口的八個(gè)端口作為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的段選，用P1口的第四位的四個(gè)端口作為L(zhǎng)ED4*8數(shù)碼管的位選，用P3口的高四位做4端子的鍵盤電路的接口，用P1口的6號(hào)端口（P1^5）作為報(bào)警蜂鳴器的電源接口，用P2口的八個(gè)端口作為L(zhǎng)ED報(bào)警信號(hào)燈的段選。報(bào)警信號(hào)燈以流水燈方式動(dòng)態(tài)點(diǎn)亮八個(gè)發(fā)光二極管，以每200ms/個(gè)的速度點(diǎn)亮LED信號(hào)燈，實(shí)現(xiàn)肉眼難以察覺(jué)的流水顯示狀態(tài)，當(dāng)病房端按下呼叫按鈕，在護(hù)士值班室相應(yīng)點(diǎn)亮LED信號(hào)燈，并持續(xù)顯示到值班室響應(yīng)呼叫。

方案二：用到8/3優(yōu)先編碼器74LS148N[8]。護(hù)士值班室須將病床方面?zhèn)鬟^(guò)來(lái)的信息顯示到數(shù)碼管，此過(guò)程需要用到七段譯碼器74LS47D。當(dāng)有呼叫請(qǐng)求時(shí)，僅通過(guò)數(shù)碼管顯示可能不會(huì)被醫(yī)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)，所以通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)提示可以及時(shí)提醒醫(yī)護(hù)人員處理呼叫請(qǐng)求，此處使用555定時(shí)器接成多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲。

  對(duì)兩方案比較過(guò)程后，方案二更符合題目的要求。題目要求病床呼叫報(bào)警器，要實(shí)現(xiàn)從病床到醫(yī)護(hù)監(jiān)控室之間的呼叫、顯示、報(bào)警功能；使病人及時(shí)得到醫(yī)護(hù)人員的幫助和救護(hù)。此方案的好處在于當(dāng)多個(gè)病床的呼叫按鈕按下時(shí)，按照優(yōu)先級(jí)別顯示最高優(yōu)先級(jí)的病床號(hào)碼，使病重的患者優(yōu)先得到救治和幫助。

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2018-6-13 01:19 上傳

圖2-1電路總體框圖

   當(dāng)病人按下呼叫開(kāi)關(guān)時(shí)，74LS148優(yōu)先編碼器編出8421碼的反碼，然后用非門來(lái)完善各呼叫顯示燈的功能并實(shí)現(xiàn)病房呼叫的優(yōu)先顯示，用74HC4511七段顯示譯碼器接數(shù)碼管來(lái)顯示最高優(yōu)先級(jí)的病房號(hào)，用555定時(shí)器接成多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲音，最后用非門完善各呼叫顯示燈的功能。

  用1~7個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)模擬7個(gè)病床的呼叫輸入信號(hào)，模擬病人呼叫。將開(kāi)關(guān)接入到74LS148的輸入端，按下開(kāi)關(guān)，即代表信號(hào)輸入。而且74LS148是低電平輸入有效，而且要求沒(méi)有信號(hào)呼叫時(shí)不顯示，所以將未按下開(kāi)關(guān)時(shí)的有效端接到高電平，按下開(kāi)關(guān)后才有效的一端接地。如果選用單刀開(kāi)關(guān)的話，醫(yī)護(hù)人員必須要恢復(fù)到斷開(kāi)狀態(tài)下才可以對(duì)下一個(gè)病人進(jìn)行救治等，所以輕觸開(kāi)關(guān)節(jié)省了一部分時(shí)間，可以快速有效的收到更多需要幫助的信號(hào)，挽救更多的生命。此模塊可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)別的呼叫，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的病人同時(shí)按下按鍵時(shí)顯示最高級(jí)別的數(shù)字，因此醫(yī)護(hù)人員就可以對(duì)其優(yōu)先救治。

74LS148N有8個(gè)數(shù)據(jù)端(D0~D7)，3個(gè)數(shù)據(jù)輸出端(A0~A2)，1個(gè)使能輸入 端(EI：低電平有效)，兩個(gè)輸出端(GS、EO)。當(dāng)IE=1時(shí)，禁止編碼、輸出(反碼)： A2,A1,A0為全1。當(dāng)IE=0時(shí)，允許編碼，在I0～I(xiàn)7輸入中，輸入I7優(yōu)先級(jí)最高，其余依次為：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等級(jí)排列。功能表如下：

表3-1 74ls148功能表

指示燈為高電平有效，當(dāng)按鍵按下時(shí)，醫(yī)護(hù)人員就可以通過(guò)指示燈的顯示來(lái)判斷是否有病人需要幫助。

   由NE555構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生脈沖，使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲音，并使燈光閃爍。將4引腳通過(guò)一個(gè)非門接到74LS148的14引腳（GS控制端）。沒(méi)有開(kāi)關(guān)按下時(shí)，GS端輸出高電平，則555的RST端輸入低電平，此時(shí)555不工作；有任一開(kāi)關(guān)按下時(shí)，GS端輸出低電平，則555的RST端輸入高電平，此時(shí)555正常工作。由此可控制蜂鳴器鳴叫與閃爍燈的閃爍和病房的呼叫同步發(fā)生。

按照任務(wù)書上的要求，結(jié)合題目目的，在Multisim10上選擇相應(yīng)元器件。

將各個(gè)模塊連接起來(lái)。檢查各個(gè)部分連接是否正確和連接段是否連接好。

檢查設(shè)計(jì)思路以及電路，按照設(shè)計(jì)框圖原理，查看仿真電路與原理圖是否符合。如若不符，則需要將其逐個(gè)解決，知道所有問(wèn)題解決完成。

首先觸發(fā)一個(gè)病人信號(hào)，看是否產(chǎn)生聲、光報(bào)警，即：蜂鳴器聲音響，數(shù)碼顯示管是否顯示對(duì)應(yīng)病人的編碼，直到完成此功能。

調(diào)試觸發(fā)多個(gè)病人信號(hào)，觀察是否產(chǎn)生聲、光報(bào)警等功能。并且數(shù)碼管顯示優(yōu)先級(jí)別的數(shù)字。

將最高級(jí)別的按鍵斷開(kāi)，觀察是否進(jìn)入下一個(gè)優(yōu)先級(jí)別的系統(tǒng)編號(hào)。

d、當(dāng)斷開(kāi)所有的病床呼叫信號(hào)后，系統(tǒng)將恢復(fù)到自動(dòng)待機(jī)狀態(tài)：指示燈和數(shù)碼管全部熄滅，555計(jì)時(shí)器復(fù)位。

  當(dāng)病人按下呼救信號(hào)按鈕，呼救燈亮，同時(shí)顯示病人編號(hào)，蜂鳴器發(fā)出呼救聲，等待醫(yī)護(hù)人員來(lái)護(hù)理。當(dāng)開(kāi)關(guān)5觸發(fā)時(shí)，數(shù)碼管都會(huì)顯示1，且蜂鳴器發(fā)出聲響，指示燈發(fā)亮。如圖:

圖5-2仿真結(jié)果圖

通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前我根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，先對(duì)每個(gè)模塊都仔細(xì)的設(shè)計(jì)分析，再對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行整合，得到整體的系統(tǒng)的電路圖，本次畢設(shè)設(shè)計(jì)可以總結(jié)為以下的幾點(diǎn)收獲：

這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的一些相關(guān)知識(shí)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，都離不開(kāi)對(duì)數(shù)字電路課程知識(shí)的加強(qiáng)掌握。在開(kāi)始設(shè)計(jì)初，我將數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程相關(guān)部分仔仔細(xì)細(xì)復(fù)習(xí)了，并且自學(xué)了一些元件的使用，這樣深入的了解，讓我對(duì)系設(shè)計(jì)的理解更加透徹，對(duì)后來(lái)的快速設(shè)計(jì)起了很好的鋪墊作用。

畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)將其付諸實(shí)踐來(lái)完成。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然沒(méi)有實(shí)際操作制作實(shí)物，但通過(guò)仿真，大大擴(kuò)展了我們的思維，提高了用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，最關(guān)鍵的是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。這并不是在課堂上的單純聽(tīng)懂，或者課后看書過(guò)程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。理論知識(shí)往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實(shí)際的動(dòng)手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問(wèn)題。有些知識(shí)在理論上可能完全沒(méi)錯(cuò)但到了實(shí)際中則不然。

本次設(shè)計(jì)中基本電路我用了一片74LS148、一片74LS48、七段數(shù)碼管、蜂鳴器、若干與門，非門，與非門，555定時(shí)器等。是目前我想出的用最少的器件，最簡(jiǎn)單的布線來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的功能。

從電路圖的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、仿真、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，都是自己思考和動(dòng)手。進(jìn)一步熟悉了MMultisim軟件的操作，用所學(xué)習(xí)過(guò)的芯片設(shè)計(jì)電路，并用仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中排錯(cuò)、檢查的能力也得到鍛煉。

總而言之，好好利用了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，努力按要求完成了任務(wù)，提高了自己的綜合思考能力和動(dòng)手實(shí)踐能。

這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)我得到了身邊許多老師和同學(xué)的幫助，其中我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要。他在忙碌的工作中擠出時(shí)間來(lái)審查、指導(dǎo)我修改論文。不僅在論文方面給了我很多極有價(jià)值的建議和指導(dǎo)，而且在思想方面給了我很多積極的鼓勵(lì)，讓我充滿信心地做實(shí)驗(yàn)和書寫論文，此篇論文的完成離不開(kāi)老師的悉心指導(dǎo)。這兩個(gè)月來(lái)，老師嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)態(tài)度、一絲不茍的工作態(tài)度、平易近人的生活態(tài)度都讓我受益匪淺，能跟在老師后面學(xué)習(xí)感到無(wú)比榮幸和幸運(yùn)。

隨著畢業(yè)論文的結(jié)束，我的大學(xué)生活也是要畫上句號(hào)了。在此我要由衷的感謝我的母校和我的老師們、同學(xué)們，感謝母校這四年來(lái)對(duì)我的傾力培養(yǎng)，感謝這四年來(lái)老師對(duì)我的無(wú)私奉獻(xiàn)與關(guān)愛(ài)，感謝這四年來(lái)我的室友及其他同學(xué)的陪伴與幫助。這一切都讓我在這四年一路走來(lái)收獲頗豐，充滿感激，謝謝你們!

最后衷心地感謝在百忙之中為我評(píng)閱論文及參加答辯工作的各位老師，謝謝你們！

同時(shí)感謝老師在此處設(shè)計(jì)中對(duì)我的耐心指導(dǎo)和幫助，謝謝您！