电子技术基础病房呼叫系统.docx
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电子技术基础病房呼叫系统.docx
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电子技术基础病房呼叫系统
电子技术基础课程设计任务书
2011-2012学年第一学期 第18周-19周
题目
病房呼叫系统
内容及要求
(1)某医院有一、二、三、四号病室,每个房间装有呼叫按钮,同时在护士值班室内有相应的显示电路,即能看到是哪个病室呼叫。
(2)一号病室的呼叫优先权最高,四号病室最低,试用74LS148和门电路设计满足上述要求的组合逻辑电路,并要求设计出显示单元电路,即显示病室房间号。
进度安排
1、方案论证2天
2、分析、设计、3天
3、焊接、调试、实现3天
4、检查、整理、写设计报告、小结2天
学生姓名:
指导时间:
2011年12月15日
指导地点:
F楼613室
任务下达
2011年12月12日
任务完成
2011年12月23日
考核方式
1.评阅□ 2.答辩□3.实际操作□ 4.其它□
指导教师
系(部)主任
注:
1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要
通过对电子技术课程的学习,我们合理的运用这些知识,自己动手设计一个病房呼叫系统,实现可以在护士室中看到有哪个病房在呼叫,同时也有一个病房的呼叫优先选择,通过74LS148芯片和一些门电路组合,就可以实现这个要求。
在只有一个病房呼叫的情况下,就显示这个病房的房号,如果有两个或者两个以上的病房同时呼叫时,首先显示优先权最高的病房,然后依次显示其他的病房。
1课程名称...........................................5
2设计任务及要求....................................5
3总体方案的设计与选择............................6
3.1、设计方案....................................6
3.1.1、方案一....................................6
3.1.2、方案二....................................6
3.2、方案的比较和选择..............................7
4总体电路图及印刷板图..........................8
4.1、总体电路图.......................................8
4.2 材料清单.......................................9
4.3 印刷版图...................................9
5仿真...............................................10
5.1、仿真电路图...................................10
5.2、测试.........................................10
6安装及调试........................................13
6.1集成电路的安装...............................13
6.2正确合理布线................................13
6.2.1导线的选择.................................13
6.2.2正确合理布线...............................13
6.3电路调试和故障的检查与排除...................13
6.3.1认真仔细复查...............................13
6.3.2通电检查...................................13
6.4焊接图片.....................................14
7心得体会..........................................15
8参考文献..........................................16
1.课程名称
病房呼叫系统
2.设计任务及要求
1、呼叫功能:
四个病室每个病室都装有一个呼叫按钮,当病室有需要时,可以通过呼叫按钮进行呼叫。
2、显示功能:
在护士值班室内有相应的显示电路,可以看到是哪个病室在呼叫。
3、优先权:
四个病室呼叫具有优先权,其中一号病室优先权最高,四号病室优先权最低。
只要有一号病室呼叫时,不管其他三个病室是否呼叫,显示电路均显示一号病室;一号病室不呼叫时,只要有二号病室呼叫,不管三号、四号是否呼叫,显示电路均显示二号病室……依次类推。
优先权的功能是由74LS148芯片实现的。
3总体方案的设计与选择
3.1设计方案
3.1.1方案一
由74LS148芯片和4511BD芯片组成的电路,实现一个病房的呼叫系统,如图3.1
图3.1
3.1.2方案二
由74LS148芯片和74LS47芯片及一些门电路组成的电路,实现一个病房呼叫系统,如
图3.2
图3.2
3.2方案的比较和选择
方案一中采用74LS148芯片和4511BD芯片等常规芯片,材料容易找,也容易实现,调试也简单,在方案二中采用74LS148和74LS47芯片及一些不常用的芯片,所需要的元器件也更多,所以我们以下主要介绍方案一的原理,及只用方案一中的电路做为总体方案。
4总体电路图及印刷板图
4.1总体电路图
采用方案一
设计思路:
以四号病室呼叫为例:
当只有四号病室呼叫时,要使显示单元电路显示“4”,则4511BD芯片二进制输入DCBA应为0100,即74LS148芯片输出A2A1A0为100(其中74LS47的D端可以由74LS148的GS端来控制),由74LS148真值表可知,其输入信号01234567应为***01111,即四号病室呼叫按钮应该接在74LS148输入端的“3”管脚。
同理,三号、二号、一号病室呼叫按钮应分别接在74LS148输入端的“4”、“5”、“6”管脚,:
“7”输入端应始终接高电平。
而当四个病室都不呼叫时,数码管应不显示数字,此时DCBA为1111,D由GS控制,即GS、A0、A1、A2都为高电平,要达到这样的要求,须使74LS148的“012”均接高电平。
为保证芯片正常工作,74LS148的E1、GND均接地,4511BD的LT’、BI、接高电平,EL、GND接低电平。
完整电路图如图4.1
图4.1
4.2材料清单
所需要的元器件材料清单如图4.2
图4.2
4.3印刷版图
印刷版图如图4.3
图4.3
5仿真
5.1仿真电路图
在仿真软件中S1代表1号病房,S2代表2号病房,S3代表3号病房,S4代表4号病房。
电路图如图5.1
图5.1
5.2测试
当只有4号病房呼叫时,数码管应显示为“4”,在仿真中的现象如图5.2
图5.2
当3号、4号病房同时呼叫时数码管应显示为“3”在仿真中的现象如图5.3
图5.3
当2号、3号病房同时呼叫时数码管应显示为“2”在仿真中的现象如图5.4
图5.4
当1号、4号病房同时呼叫时数码管应显示为“1”在仿真中的现象如图5.5
图5.5
6安装及调试
6.1集成电路的安装
为防止集成电路芯片受损,在插入和拔出芯片时要非常细心。
插入时应使器件的方向一致,缺口朝左,使所有引脚均对准插座板上的小孔,均匀用力按下;拔出时,必须用专用拔钳,夹住集成块两端,垂直向上拔起,或用小起子对撬,以免使其引脚因受力不匀而弯曲或断裂。
6.2正确合理布线
6.2.1导线的选择
一般应选用直径为Ф0.5~0.8mm的单股导线,长度适中,两端绝缘皮剥去5~10mm,并剪成45°角。
6.2.2正确合理布线
在电子电路中,由于布线错误而引起的故障占有很大比例。
为避免或减少故障,要求布线合理和准确。
(1)元器件和连线要排列整齐,一般按电路顺序直线排列,输入与输出线要远离。
在高频电路中,导线不要平行,以防止寄生耦合引起电路自激。
元器件插脚和连线要尽量短而直,以防止分布参数影响电路性能。
(2)布线时要注意在器件周围走线,不允许导线在集成块上方跨过,以免妨碍排除故障或调换器件。
(3)为使布线整洁和便于检查,电路中不同功能的导线应尽量采用不同的颜色,如电源线用红色,接地线用黑色等等。
(4)布线的顺序是先布电源线和地线,再布固定使用的规划线(如固定接地线或接高电平、或接时钟脉冲的连线等),最后再逐级连接控制线及各种逻辑线。
必要时可以边接线边测试,逐级进行。
走线应尽可能少遮盖其它插孔,以免影响其它导线的插入。
6.3电路调试和故障的检查与排除
6.3.1认真仔细复查
接好全部连线后,应对照电路图仔细复查一遍。
检查晶体管或集成块的引脚是否插对,是否有漏线和错线,然后用万用表的“Ω×10”档检查电源与地线之间的电阻值,排除电源与地线之间的开路或短路现象。
6.3.2通电检查
(1)直接观察:
上述检查无误后给电路通电,然后用手触模元器件,检查有无异常发热现象、有无异味等。
(2)测量参数:
用万用表测量电路的电源Vcc和地两脚之间的电压,测量芯片的输出是否为高电平。
(3)采用替换法:
不改变电路的接线,通过更换一些元器件来发现故障。
6.4焊接图片
7心得体会
1、通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图,和芯片上的选择。
2、在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。
3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。
4、在制作PCB时,发现细心耐心,恒心一定要有才能做好事情,首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单,兼顾到方方面面去考虑是很需要的,否则只是一纸空话
5、在这次课程设计中,我也体会到了合作的重要性,毕竟一个人的力量和能力是有限的,通过大家的合作和配合,就能很轻松的解决很多的问题,遇到不懂的还可以一起讨论和一起查资料,同时也有很大的乐趣,同时也增进了同学之间的友情。
8参考文献
(1)电子技术课程设计指导彭介华主编北京:
高等教育出版社1997;
(2)国产集成电路应用500例周仲主编北京:
电子工业出版社1992;
(3)555时基电路原理、设计与应用陈有卿、叶桂娟主编北京:
电子工业出版社2007;
(4)常用电子元件简明手册于洪珍主编;
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