EDA课程设计-病房呼叫系统

燕 山 大 学

EDA课程设计报告书

题目： 病房呼叫系统

姓名：

班级：10级电子信息工程1班

学号：

一、设计题目及要求

（1）设计题目：

病房呼叫系统

（2）设计要求：

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（其它呼叫号用指示灯显示）；

3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声；

4．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（附加）。

二、设计过程及内容

根据题目要求，将病房呼叫系统主要分为三个主要模块进行设计，分别是存储模块、数据选择模块、定时模块。最后为保证蜂鸣器响5秒，加了一个366分频器。

（1）存储模块主要实现信号的存储功能。

实现方法：

医生和病人同用一个开关。病人按下开关表示有信号，并进行存储。医生再按一下，表示情况已经进行处理，清除信号。

（2）数据选择模块主要实现数据的优先选择功能。

实现方法：

利用优先数据选择器74148，进行适当的改进，来实多个信号同时出现时，优先选择号码小的那个输出给显示译码器用来显示。利用74148EON输出端，给出脉冲，供后续电路使用。

（3）定时模块主要实现凡有信号蜂鸣器响5s

实现方法：

利用十进制加法计数器74160实现5个脉冲一循环来进行定时，利用T触发器对外部提供的脉冲进行处理，实现蜂鸣与定时的总体控制。

（4）366分频模块主要实现对脉冲的366分频，得到频率为一得频率脉冲

实现方法：

利用加法计数器的功能扩展，实现366进制加法计数来实现366分频。

病房呼叫系统的总电路图及仿真波形

图1：病房呼叫系统总电路图

在总电路图中信号从存储模块输入，先经过指示灯，送给数据选择模块进行优先编码，编号的代码送给7448进行七段译码显示。EON输出信号送至定时模块进行定时控制，期间为防止信号抖动，加一个D触发器的防抖电路。

Ein输入端相当于整个电路的总开关，其中，0为有效信号，置0电路工作，置1，不工作。

其仿真波形如下图，为实现其效果，去掉了，366分频模块。

图2：总电路仿真波形

分块介绍

1、存储模块

电路设计用开关按下产生的一个脉冲表示有信号输入，并设计对其进行存储，该功能利用T触发器有沿就反转的功能，将T输入置1，输入信号接时钟端，来实现病人按一下表示有信号，并进行信号存储；医生按一下信号反转，表示信号已被处理。为防止电路按键抖动，在最前面D触发器的加防抖电路。

电路图与仿真波形如下图

图3：存储模块电路图

图4 存储模块仿真波形

2、数据选择模块

本模块利用74148的优先选择功能进行数据的优先选择，74148是高位的的优先级高，与本题要求相反，所以，对其输出进行逻辑电路更改，利用1到5进行组合逻辑电路设计，使其最后输出变为5到1。再利用EON端的有输出信号是为高电平无输出信号为低电平的特点，进行输出，在信号从无到有时产生一个上升沿，给后面的定时电路。

其电路图与仿真波形如下

图5 数据选择模块仿真波形

图6 数据选择模块仿真波形

3、定时模块

此模块实现有信号响5s的功能，主要用前一级的输出的上升沿作为时钟信号，利用T触发器的反转功能，产生一个持续的高点平让蜂鸣器开始鸣叫，并控制后面的74160设计的五进制加法计数器开始工作，当CLK给了五个脉冲后，计数器置0，产生进位信号，取反后分别送给T触发器和74160，使前者在CLKN有效信号输入，将蜂鸣器输出置0，停止鸣叫，并联合后者控制74160停止工作。

电路图与仿真波形如下

图7 定时模块仿真波形

图8 定时模块仿真波形

4、366分频模块

由于分明器要响5s，而试验箱没有1Hz的时钟频率，所以设计该电路，进行分频。利用三片74160进行366进制加法器设计。

电路与仿真波形如下：

图9 366分频器电路图

图10 366分频器仿真波形

三、设计结论

（一）、设计中主要出现的问题

主要的困难在于定时模块，怎样让其在有信号时开始鸣叫，和在时钟送进五个脉冲后停止鸣叫。这些困难的主要产生于不会也没有意识去使用芯片的使能控制端，来进行复杂的逻辑控制。原来在课堂上，只是介绍芯片的基本功能，学习的也只是一些理论性的极其简单的功能实现，不会，甚至是不用会器件的使能控制，而在实际的器件设计时，由于功能的复杂，必须进行功能扩展和利用其使能控制实现更为复杂的逻辑控制。

再有就是不会灵活运用，例如：只会死板利用课本的知识，很少会想到触发器的时钟端可以是任何有沿的脉冲。这的主要元因是自己对基础知识理解的不够深入只是表象而忽略其本质造成的。

（二）、课程感想

EDA课程设计是一个实践性的课程，至少这个课程不像上课那样枯燥，自己亲自动手设计既有乐趣又可以学到知识，在这个发现问题解决问题的过程中，即认识到自己的不足，又获得学习知识的乐趣。

（三）、意见建议：

1、学校应该增加类似实践课的课时，尤其对于我们工科学生，对实践要求高的专业，应该让我们通过类似的实验课，加强对我们的实践及灵活运用课堂知识的能力。

2、学校应该注意实验室仪器的更新换代。

3、实验课老师最好可以多向学生介绍一些实践的常识类的知识，问题，及解决方法。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/358f67d533d4b14e8524680a.html