EDA课程设计——病房呼叫系统

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1、 EDA 课程设计报告书课程设计报告书 题目：题目： 病房呼叫系统病房呼叫系统 2 一、设计题目及要求一、设计题目及要求 （1）设计题目设计题目： 病房呼叫系统 （2）设计要求设计要求： 1用 15 个开关模拟 5 个病房的呼叫输入信号，1 号优先级最高；15 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、设计过程及内容二、设计过程及内容 根据题目要求，将病房呼叫系

2、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

3、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。 3 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

4、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。 4 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

5、 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 5 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

6、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 6 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： 7 图 9 366 分频器电路图 图 10 366 分频器仿真波形 三、设计结论三、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