医院住院病人呼喊器的设计与仿真.docx

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1、课程设计名称:题目：学院:学生姓名: 专业:成绩电子技术课程设计医院住院病人呼喊器的设计与仿真电气信息学院王邦吉电气工程与自动化医院住院病人呼喊器的设计与仿真摘要：在当今快节奏的社会里，为了让医院能够最好的为病人服务，减少医护人员的巡查次数和工作量，医院住院病人呼喊器十分必要的。应用本设计可使病人及时通知医生，并使医生能够通过显示器和报警声很快的知道求助病人的切当床位，从而及时抢救。该设计以555构成的单稳触发器为核心，加之呼叫显示模块来设计病房呼叫系统。文中还对两种不同的方案进行了比较，并对关键器件进行了功能介绍和整体电路的仿真测试。关键词：呼喊器，555定时器，七段数码显示管Abstrac

2、t：nthefast-pacedsociety,itisofgreatsignificancetoenablethehospitaltobestservethepatientsbyimprovingefficiencyandreducingmedicalpersonnel.Therefore,thehospitalpatientannunciatorisverynecessary.Usingthisdesigncanenablesthepatienttonotifythedoctoroftheirneedsconvenientlyatanytime.Therefore,thedoctorcan

3、immediatelyIoacatethepatientthroughthealarmsystemandthedigitaldisplay,andthuscarryoutrescueworkintime.Ourelectronicdesignismainlybaselyontheflip-flop555andthedisplaymoduletoformthealarmsystem.Inthispaper,weexaminedcloselytwopossibledesigns.Thenwechosethebetteronetoconductsimulationandtestthefunction

4、oftheelectriccircuit.Keywords：annunciator,digitaldisplay,555timer,alarm1 .前言12 .总体方案设计22.1 总体功能22.2 方案比较22.3 方案论证与选择33 .单元模块设计43.1 各单元模块功能介绍及电路设计43.2 电源模块设计43.3 报警模块设计53.4 数码显示模块设计104 .系统调试165 .设计总结18致谢19结文献20附录21.ir三随着社会的不断发展，医院也需要一个更加完善的医护系统让医院能够最好的为病人服务，减少医护人员的巡查次数和工作量，提高医护人员的工作效率,医院住院病人呼喊器十分必要的。

5、应用本设计可使病人及时通知医生，并使医生能够通过显示器和报警声很快的知道求助病人的切当床位，从而及时抢救。我们这组设计的医院住院病人呼喊器可以实现最基本的呼喊功能，即按下呼喊按钮后，报警器报警，数码显示管显示病床号。当医护人员按下复位键后可重新接受呼喊信号。为了便于在仿真时看到报警效果，我们用灯泡替代了蜂鸣器。我们设计的病房呼叫系统是应用555定时器逻辑门电路，采用数字、摹拟电路的一些基础原件来实现的结构简单、安装方便的病房呼叫系统。2.总体方案设计21总体功能住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号；一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室设置的七段数码显示管即显示出

6、该病人的床位编号，同时扬声器发出信号提示值班人员，同时数码显示管被锁定。当医护人员按下复位键后，警报住手、显示管清零，整个系统可以再次接收新的呼喊信号。2.2方案比较通过查阅相关资料，以及课题小组的其它设计方案，拿出了两种方案来实现系统功能。下面将对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述最终选择方案的原因。两方案的主要差别体现在数码显示的方式上。图2-1两方案的原理框图方案一方案一当病人按下呼叫按钮（即呼叫信号输入）时，其信号分别输入到报警电路以及数码显示管电路。其报警电路由两555定时器构成，其作用分别为单稳态触发器和多谐振荡器产生方波使报警器鸣叫。其数码

7、管显示电路分别由两路锁存器、编码器、数码显示译码器以及七段数码显示管构成。其显示方案为两个显示管共同构成一个由99的病床号。因此其显示管则需用两8线一3线组成的一个16线一4线编码器来实现09的编码及其后面显示管的显示。此方案的优点是把所有的病床号进行的统一的编码。方案二方案二与方案一的电路结构大致相同惟独在显示编码时有一点小差异。其数码管显示电路分别由两路锁存器、编码器、数码显示译码器以及七段数码显示管构成，其中每一路只使用一个8线-3线编码器，所以每一个七段数码显示管只能显示0-7这八个数。此两数码显示管分别代表为病房好以及病房内的病床号。此种方案能够让医护人员清晰地知道其呼叫病人所在的病

8、房，有利于医护人员的工作，并且这种接法使用的编码器更少，电路更简单，不易出错。2 .3方案论证与选择两种方案分别是我们设计小组的方案，以上两种方案均能实现病人的呼叫显示及其报警，各有优缺点。方案一能够很方便的显示各个病人的病床号，且能够实现每层100号病床的显示及其报警。但是由于要用两个74LS148构成一个16线一4线编码器才干实现0、9的编码，路线连接相对多且杂，因此易出错。方案二则能够很好的显示病床号以及病人所在的病房号。但是由于只用了一个74LS148构成的8线一3线编码器，而此编码器只能实现07的编码，所以只能实现49（该设计中惟独0-7用来表示病房和病床）个病床的显示及其报警。但是

9、此方案能很好的显示其呼叫病人所在的病房，从而大大的方便了医护人员及时的去救治。且此方案少了两个74LS148编码器故而连接方式也简化不少，不易出错。基于此我们选择方案二。3 .单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。3.1 各单元模块功能介绍及电路设计本系统主要分为3个单元模块，它们分别是：电源模块、报警模块和数码显示模块。各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。3.2 电源模块设计从以下几方面进行说明：1、该模块的具体功能是将220V的市电降压整流滤波稳压，

10、得到5V的直流电。2、该模块的组成：变压器、桥式整流二极管、滤波电容、三端集成稳压器。工作原理：市电通过降压器，得到5V交流电，再经过桥式二极管的整流，滤波电容的滤波，以及三端集成稳压器的稳压，得到5V的直流电。3、模块的结构框图如图3-1所示：图3-1电源模块结构方框图4、模块的具体电路如图图3-2电源模块结构电路图集成稳压器的典型应用电路如图中电源部份所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。Ic采用集成稳压器7805,Cl.C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电压较大时，7805应配上散热板。此外，XSCl用来观察电源输出电压的波形是否稳定。3.3 报警模块设计

11、从以下几方面进行说明：该模块的主要功能是当呼叫信号输入时，经过一个由555定时器组成的单稳态触发器用来形成一个单次脉冲，并且高电平向来持续下去，此时多谐发生器的复位端4无效，于是多谐发生器产生方波信号。最后此方波信号经过蜂鸣器发出警报，直到医护人员按下复位键后住手。由于蜂鸣器不便于在仿真软件中得以展示效果，所以我们使用了一个电灯泡进行替代。1、模块的结构框图如图所示单稳态电路图3-3报警模块结构方框图2、555定时器的功能介绍RD84& r 1 r VoJ I555定时器是一利摹拟，出数字场褪相结合的中规模集成器件。55q普通用双极性工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为7555,除单

12、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4.5V16V工作，7555可在3F8V工作，输出驱动电流约为200mA,于是其输出可与TTL.CMoS或者摹拟电路电平兼容表1555定时器的参数表参数符号数值单位电源电压Vcc16V导致温度（焊接10秒）TLEAD300oC功耗PD600mW工作温度范围1.M555/NE555SA555TOPR0+70-40+85oC储存温度范围TSTG65+150oC3、由555定时器组成的单稳态触发器图3-5单稳态解发器电路图Tw=RCIn3=1.1RC由此我们可以选择R=WOKQ,C=0.7pfo即形成一个5秒的单次脉冲波。触发信号Vi是一负脉冲。当触发脉冲尚未输入时，Vi为高电平且Vl13%c,比较器C2的输出为1o若Q=O,则晶体管T饱和导通，电容C通过T放电，直至当VC2OooooIDs-0。2相关设计软件AltiumDesignerWinter09(AD9)Multisiml1(后换为TinaPro8.0)TinaPro8.0仿真软件Microsoftword2022