病房呼叫系統(tǒng) EDA課程設(shè)計報告書

EDA課程設(shè)計報告書題目： 病房呼叫系統(tǒng) 姓名： 班級： 學(xué)號： 成績： 一、設(shè)計題目及要求題目：病房呼叫系統(tǒng)要求：1用15個開關(guān)模擬5個病房的呼叫輸入信號，1號優(yōu)先級最高；15優(yōu)先級依次降低；2用一個數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號呼叫時顯示0；又多個信號呼叫時，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號（其它呼叫號用指示燈顯示）；3凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；4對低優(yōu)先級的呼叫進(jìn)行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進(jìn)行低優(yōu)先級呼叫的處理二、設(shè)計過程及內(nèi)容（包括總體設(shè)計的文字描述，即由哪幾個部分構(gòu)成的，各個部分的功能及如何實(shí)現(xiàn)方法；主要模塊比較詳盡的文字描述，并配以必要的圖片加以說明，但圖片數(shù)量無需太多）1設(shè)計概括：將設(shè)計分為三個模塊信號存儲模塊（storage），顯示模塊（show）和蜂鳴時間控制模塊(speaker)。信號存儲模塊通過D觸發(fā)器對信號進(jìn)行存儲，用復(fù)位信號對信號進(jìn)行復(fù)位。顯示模塊通過74148優(yōu)先譯碼器對信號進(jìn)行優(yōu)先譯碼，使優(yōu)先級高的譯碼輸出，在BCD七段顯示數(shù)碼管中顯示。時間控制模塊通過用計數(shù)器對蜂鳴器的響鈴時間進(jìn)行控制（5秒）。2模塊分析：（1）信號存儲模塊 用五個D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對輸入信號的存儲，patient1patient5表示一號病房至五號病房的呼叫信號。nurse1nurse5為清零信號，用于對呼叫信號進(jìn)行復(fù)位。開關(guān)及復(fù)位信號都采用低電平有效。當(dāng)patient有低電平輸入時，經(jīng)過一個非門，變?yōu)楦唠娖?，上升沿動作，使D觸發(fā)器工作。因?yàn)镈接高電平，所以Q輸出高電平。只要未復(fù)位，Q一直輸出為高電平，使信號得以存儲于num1num5輸出端，進(jìn)入show模塊。nurse復(fù)位，使D觸發(fā)器清零，則不再顯示呼叫信號。同時，patient1patient5通過與非門連接構(gòu)成了speaker模塊的信號輸入，只要任意病房呼叫（低電平信號輸入），signal就輸出高電平，信號進(jìn)入speaker模塊。 信號存儲模塊的電路結(jié)構(gòu)圖 仿真波形圖：如圖所示1.5us時patient4有信號輸入num4輸出高電平并保存信號，直到6.0us時nurse4將其復(fù)位。（2）顯示模塊本模塊采用74148和7448共同完成顯示任務(wù)，考慮到74148為優(yōu)先編碼器，以低電平有效，且編出的為反碼，所以patient1patient5分別接在了6-2端，本系統(tǒng)中每次要求顯示一個優(yōu)先級高的數(shù)字，所以譯出的反碼可以直接接在7448七段顯示譯碼器中，實(shí)現(xiàn)顯示功能。顯示模塊電路結(jié)構(gòu)圖：仿真波形圖：如圖3.5us時num1和num2同時有信號輸入l1和l2亮，七段顯示譯碼器顯示1。（3）蜂鳴器時間控制模塊聲音頻率采用366Hz，響鈴5秒需要366*5=1830個時鐘信號，將其換算為十六進(jìn)制為726H，所以采用三個74161實(shí)現(xiàn)計數(shù)功能。當(dāng)有信號輸入時蜂鳴器發(fā)聲，同時計時器開始工作，當(dāng)5秒時，計數(shù)器清零，停止發(fā)聲。時間控制模塊電路圖：仿真波形圖：（4）病房呼叫總系統(tǒng)仿真波形圖：如圖所示1.5us時patient1-patient3同時呼叫l(wèi)1-l3亮七段顯示譯碼器顯示1，蜂鳴報警，報警維持5秒，直到nurse清零顯示譯碼器顯示0。 三、設(shè)計結(jié)論（包括設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題；對EDA課程設(shè)計感想、意見和建議）我抽到的課題相對比較簡單吧，但設(shè)計中間也出現(xiàn)了很多問題。起初不知道怎么把信號存儲起來，當(dāng)有多個信號同時呼叫時，顯示優(yōu)先級最高的信號，但是如果不存儲，當(dāng)處理完優(yōu)先級高的信號就不會自動顯示下一個優(yōu)先級信號，想了很久在做類似課題同學(xué)指點(diǎn)下才茅塞頓開。當(dāng)把所有的都設(shè)計完仿真也正確時又出現(xiàn)了問題，實(shí)際下載到實(shí)驗(yàn)箱上蜂鳴時間總是不對，有時長有時短，起初以為是缺少仿抖動電路，但使用的開關(guān)不是按鍵的，所以排除了這種可能。自己實(shí)在找不出原因，只好請老師幫忙才解決是因?yàn)榉抡鏁r間設(shè)的太短?？偟膩碚f，這個實(shí)驗(yàn)很有意義，在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中熟悉了比較常用的仿真軟件，也訓(xùn)練了一些電子電路設(shè)計的思維，對我們的動手能力有很大的提高，對于再復(fù)雜的電路也是由一些基礎(chǔ)的元件構(gòu)成的，只要弄懂了每一小步，實(shí)現(xiàn)比較難的電路也是可能的。在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們進(jìn)一步熟悉了在書本上學(xué)過的時序和組合邏輯電路，所以是獲益匪淺的。8