病房呼叫系統(tǒng)

滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系2015屆應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文姓 名： 李袁園 班 級(jí)： 12應(yīng)用電子（2）班 設(shè)計(jì)課題： 病房呼叫系統(tǒng) 指導(dǎo)教師： 尹 禮 博 二零一二年十一月 滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文目錄摘 要3第一章 病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求41.1研究目的41.2病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求41.3電路軟件簡(jiǎn)介4第二章 病房呼叫系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)62.3 總原理圖7第三章 單元電路的設(shè)計(jì)92.1 編碼電路92.2 555定時(shí)器12第四章 電路板的制作及調(diào)試1341電路板的調(diào)試過(guò)程及所遇問(wèn)題的解決方案13第五章 系統(tǒng)電路及原理15總結(jié)16致謝17參考文獻(xiàn)173滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文摘 要 隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，越來(lái)越多的設(shè)施都趨向于科技化，當(dāng)前，人類對(duì)健康的關(guān)注越來(lái)越多，醫(yī)療行業(yè)正快速膨脹，患者也希望能得到最佳的護(hù)理和服務(wù)，傳統(tǒng)的繼電器控制門(mén)鈴式呼叫系統(tǒng)，由于外觀粗糙、噪聲大、功能單一，在醫(yī)院達(dá)標(biāo)定級(jí)中已不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院的要求。 病房呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班人員或護(hù)士進(jìn)行診斷護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院和護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院醫(yī)療人員值班室和病人病房之間的通信呼叫聯(lián)系，具有使用方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:脈沖器 計(jì)數(shù)器 譯碼器滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文第1章 病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1.1研究目的隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)也有了長(zhǎng)足性的進(jìn)步。人類對(duì)生的渴求是與生俱來(lái)的，對(duì)于病人來(lái)說(shuō)治療時(shí)間的早晚，也決定了他們的命運(yùn)。在醫(yī)院里醫(yī)生護(hù)士不能每時(shí)每刻都在你身邊，一旦發(fā)生意外是很危險(xiǎn)的。如果有一種機(jī)器，像是把病人和醫(yī)生連著一根線，你這邊拽一拽，他那邊就有反映。這樣就可以及時(shí)治療，并可保證始終是同一醫(yī)生（其對(duì)病人較為了解便于治療）。所設(shè)計(jì)的這款病房呼叫器就是這個(gè)作用。當(dāng)病人感覺(jué)不舒服，就可以按下床頭上的按鈕，在醫(yī)生那端就會(huì)有相應(yīng)的病人的房間、床位號(hào)碼。大大提高搶救速度和搶救成功率，也為病人家屬提供了方便(不必二十四小時(shí)陪護(hù))。考慮到醫(yī)院的房間比較多，緊急情況也時(shí)常發(fā)生。要想將此機(jī)器做成帶線裝置會(huì)比較麻煩，不便于管理，所以如有可能將此機(jī)器做成無(wú)線傳呼裝置會(huì)更方便。本次設(shè)計(jì)的就是此類的無(wú)線呼叫裝置，這樣不會(huì)受到是否有電的影響和其它因素的干擾。此機(jī)器還可以與危重病人的監(jiān)測(cè)儀器相連，當(dāng)有某項(xiàng)數(shù)據(jù)有異常時(shí)就可發(fā)出呼叫，也可顯示其房間號(hào)、病床號(hào)。對(duì)于某些病房還可以將按鈕做成觸摸式按鈕，以方便病人的呼叫。1.2病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（1）用開(kāi)關(guān)模擬病房的呼叫輸入信號(hào)，并分有優(yōu)先等級(jí)；（2）用一個(gè)數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼，沒(méi)信號(hào)呼叫時(shí)顯示0；（3） 有多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)（其它呼叫號(hào)用指示燈顯示）；（4）凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲；（5）用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)電路, 用PROTEL畫(huà)出電路原理圖和PCB板圖；(6) 畫(huà)出各單元電路圖、整機(jī)框圖和邏輯電路圖（7） 焊接電路板，并進(jìn)行組裝和調(diào)試，寫(xiě)出畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。1.3電路軟件簡(jiǎn)介（1）PCB技術(shù)及其發(fā)展電子設(shè)備要求高性能化、高速化和輕薄短小化,而作為多學(xué)科行業(yè)-PCB是高端電子設(shè)備最關(guān)鍵技術(shù)。PCB產(chǎn)品中無(wú)論剛性、撓性、剛-撓結(jié)合多層板,以及用于IC封裝基板的模組基板,為高端電子設(shè)備做出巨大貢獻(xiàn)。PCB行業(yè)在電子互連技術(shù)中占有重要地位。（2）單片機(jī)技術(shù)及其發(fā)展單片機(jī)發(fā)展極為迅速,當(dāng)前世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī),從8位、16位到32位等,但它們各具特色,互成互補(bǔ),為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。單片機(jī),亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入/輸出端口(I/0)等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放的時(shí)期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī),從8位、16位到32位,數(shù)不勝數(shù),應(yīng)有盡有,它們各具特色,互成互補(bǔ),為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程,可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。第二章 病房呼叫系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.1 功能說(shuō)明本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的是病房呼叫系統(tǒng)電路，能夠模擬病房的呼叫輸入信號(hào)，并分有優(yōu)先等級(jí)，顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼，沒(méi)信號(hào)呼叫時(shí)顯示0，有多個(gè)信號(hào)呼叫時(shí)，顯示優(yōu)先級(jí)最高的呼叫號(hào)（其它呼叫號(hào)用指示燈顯示），凡有呼叫發(fā)出5秒的呼叫聲2.2功能劃分及芯片描述1、 編碼電路 74ls148優(yōu)先編碼器管腳功能介紹:為16腳的集成芯片，電源是VCC(16) GND(8),I0I7為輸入信號(hào)，A2,A1,A0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端。使能端OE(芯片是否啟用)的邏輯方程：OE =I0I1I2I3I4I5I6I7IE 當(dāng)OE輸入IE=1時(shí)，禁止編碼、輸出(反碼)： A2,A1,A0為全1。當(dāng)OE輸入IE=0時(shí)，允許編碼，在I0I7輸入中，輸入I7優(yōu)先級(jí)最高，其余依次為：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等級(jí)排列。輸入輸出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001100xxxxx011010100xxxx0111011100xxx01111100100xx011111101100x01111111101000111111111110<優(yōu)先編碼器74ls148功能表> 從以上的的功能表中可以得出，74ls148輸入端優(yōu)先級(jí)別的次序依次為I7，I6，I0 。當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端沒(méi)有低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相應(yīng)該輸入端的代碼。例如：I5=0且I6=I7=1(I6、I7優(yōu)先級(jí)別高于I5) 則此時(shí)輸出代碼010 (為(5)10=(101)2的反碼)這就是優(yōu)先編碼器的工作原理。2、 555定時(shí)器 引腳功能1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.516V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為318V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時(shí)基電路的功能表 2.3 總原理圖2-2 單片機(jī)總原理圖第三章 單元電路的設(shè)計(jì)2.1 編碼電路設(shè)計(jì)要求用五個(gè)開(kāi)關(guān)模擬五個(gè)病房輸入信號(hào)，74LS148是一塊83優(yōu)先編碼器，具有8個(gè)輸入端，則五個(gè)開(kāi)關(guān)依次接11、12、13、1、2、3號(hào)管腳，其它3個(gè)管腳接高電平。74LS148的管腳排列圖和邏輯符號(hào)如圖A和圖B所示：圖3-1 74LS148芯片模型圖3-2 74LS148芯片模型引腳解釋：74ls148優(yōu)先編碼器管腳功能介紹:為16腳的集成芯片，電源是VCC(16) GND(8),I0I7為輸入信號(hào)，A2,A1,A0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端。使能端OE(芯片是否啟用)的邏輯方程：OE =I0I1I2I3I4I5I6I7IE 當(dāng)OE輸入IE=1時(shí)，禁止編碼、輸出(反碼)： A2,A1,A0為全1。當(dāng)OE輸入IE=0時(shí)，允許編碼，在I0I7輸入中，輸入I7優(yōu)先級(jí)最高，其余依次為：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等級(jí)排列。 2.2 555定時(shí)器圖3-3 PCB 555定時(shí)器單片機(jī)圖 如圖3-4所示圖3-4 單片機(jī)555定時(shí)器第四章 電路板的制作及調(diào)試41電路板的調(diào)試過(guò)程及所遇問(wèn)題的解決方案電路所設(shè)計(jì)的功能能否實(shí)現(xiàn)，電路板制作的好壞也起了很大的作用。在接通電源前，我先測(cè)試所有器件的好壞，然后對(duì)電路中的功能進(jìn)行檢測(cè)。接通5V電源后，首先觀察所以等是否都亮，如果不亮，一一看電路板是否虛焊了。還有燈如果亮，這樣檢查焊錫是否多了，焊錫多了也容易出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)楹附訒r(shí)，焊錫會(huì)空隙焊接，實(shí)際上并沒(méi)有焊接好電路。在這次的調(diào)試過(guò)程中，從最開(kāi)始的制作到后來(lái)的電路板進(jìn)行實(shí)物檢測(cè)，我都遇到了很多的問(wèn)題，以下是我對(duì)這些問(wèn)題的解決過(guò)程以及從中獲得的心得體會(huì)4.2 斷線和虛焊在做完電路板，焊接好元件之后就要對(duì)線路進(jìn)行全面的檢查，用萬(wàn)用表對(duì)著原理圖來(lái)測(cè)量，不能光憑肉眼判斷。在這次的課設(shè)中，在焊好元件后我已經(jīng)對(duì)線路進(jìn)行了檢查，在做PCB板子時(shí) ，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在焊接的技術(shù)不是很熟練的時(shí)候，虛焊很容易出現(xiàn)，而且與斷線相比，它不容易被發(fā)現(xiàn)，特別是對(duì)于多管腳的芯片,芯片插進(jìn)去的時(shí)候就會(huì)很困難，很容易出現(xiàn)一些管腳沒(méi)有完全穿過(guò)去的情況，這個(gè)時(shí)候就最容易出現(xiàn)虛焊，在這次課設(shè)的過(guò)程中，就是有一個(gè)芯片的管腳沒(méi)有插好導(dǎo)致電路沒(méi)有實(shí)現(xiàn)功能。還有，管腳特別多的時(shí)候，不能把管腳焊接在一起，這樣會(huì)造成電路短路，元器件會(huì)容易燒壞，所以，在接電源之前要注意檢查虛焊和焊接是否會(huì)造成短路。還有注意芯片的保護(hù)，由于芯片管腳很多，而且芯片管腳比較小，所以在芯片的安放和拿出過(guò)程中必須要小心，不能把芯片管腳弄壞，建議使用工具把管腳取出。4.3萬(wàn)用表的使用使用萬(wàn)用表，可以檢查電路是否虛焊了，這樣有助于保證電路板成功實(shí)它的功能。萬(wàn)用表的種數(shù)碼和結(jié)構(gòu)是多種多樣的，使用時(shí)，只有掌握正確的方法，才能確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，才能保證人身與設(shè)備的安全！（1）插孔和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的使用首先要根據(jù)測(cè)試目的選擇插孔或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置，由于使用時(shí)測(cè)量電壓，電流和電阻等交替的進(jìn)行，一定不要忘記換檔。切不可用測(cè)量電流或測(cè)量電阻的檔位去商量電壓。如果用直流電流或電阻去測(cè)量220的交流電壓，萬(wàn)用表則會(huì)立馬燒壞（2）測(cè)試表筆的使用萬(wàn)用表有紅，黑筆，別看它就有兩根，使用中能不能運(yùn)用自如，也是大有學(xué)問(wèn)的，如果位置接反，接錯(cuò)，將會(huì)帶來(lái)測(cè)測(cè)試錯(cuò)誤或燒壞表頭的可能性。一般紅表筆為“+”，黑筆為“-”。表筆插放萬(wàn)用表插孔時(shí)一定要嚴(yán)格按顏色和正負(fù)插入。測(cè)直流電壓或直流電流時(shí)，一定要注意正負(fù)極性沒(méi)電流時(shí)，表筆與電路串聯(lián)，測(cè)電壓時(shí)，表筆與電路并聯(lián)，不能搞錯(cuò)萬(wàn)用表使用前應(yīng)檢查指針是否在零七八碎位上，如不指零位，可調(diào)正表蓋上的機(jī)械調(diào)節(jié)器，調(diào)至零位萬(wàn)用表有多條標(biāo)尺，一定要認(rèn)清對(duì)應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺，不能圖省事面而把交流和直流標(biāo)尺任意混用，更不能看錯(cuò)萬(wàn)用表同一測(cè)量項(xiàng)目有多個(gè)量程，例如直流電壓量程有1V，10V，15V，25V，100V，500V等，量程選擇應(yīng)使指針滿刻度的2/3附近。測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)將指多云指向該檔中心電陰值附近，這樣才能使測(cè)量準(zhǔn)確萬(wàn)用表有多條標(biāo)尺，一定要認(rèn)清對(duì)應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺，不能圖省事面而把交流和直流標(biāo)尺任意混用，更不能看錯(cuò)第五章 系統(tǒng)電路及原理原理：首先由病人按下呼叫器開(kāi)關(guān)，即邏輯數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)，通過(guò)LED指示燈顯示病人呼叫的病房，傳輸?shù)揭粋€(gè)編碼器進(jìn)行編碼，我這里選用的是74LS148,8線3線優(yōu)先編碼器，其低電平為有效輸入；然后再進(jìn)行譯碼輸出。通過(guò)一個(gè)與非門(mén)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，連接周期T為10秒，占空比為50%的方波發(fā)生器與信號(hào)一同通過(guò)與門(mén)，控制輸出信號(hào)可以持續(xù)5秒，使蜂鳴器呼叫5秒。圖5-1 PCB總原理圖圖5-2 實(shí)物圖總結(jié)本設(shè)計(jì)的主要目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)當(dāng)醫(yī)院發(fā)生緊急情況時(shí)，病房之中又有多個(gè)病人需要護(hù)理的一個(gè)優(yōu)先級(jí)別的電路。用于醫(yī)院病房需要呼叫具有優(yōu)先級(jí)別的呼叫系統(tǒng)。當(dāng)有病人進(jìn)行呼叫時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)先處理具有優(yōu)先級(jí)別的病房的編號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生光信號(hào)和5秒鐘的聲音信號(hào)。另外在產(chǎn)生信號(hào)的同時(shí)系統(tǒng)會(huì)顯示呼叫病人的病房編號(hào)。這樣醫(yī)護(hù)人員可以根據(jù)呼叫信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別及時(shí)對(duì)每一位呼叫病人進(jìn)行救治。其中，醫(yī)院可以對(duì)病人的病情的進(jìn)行編號(hào)，病情最嚴(yán)重者具有最高級(jí)別的優(yōu)先權(quán)，依次降低。此呼叫系統(tǒng)的使用能讓醫(yī)院出現(xiàn)緊急狀況時(shí)臨危不亂，不僅使醫(yī)護(hù)人員能夠?qū)Σ∪说牟∏橛幸欢ǖ牧私猓€能對(duì)病人的突發(fā)情況進(jìn)行及時(shí)有效治療，讓救護(hù)工作緊張有序的進(jìn)行。同時(shí)，醫(yī)院可以在有本系統(tǒng)的情況下，更加合理有效的安排值班的醫(yī)護(hù)人員，為醫(yī)院節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力。本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)病人緊急呼叫時(shí)，產(chǎn)生聲光提示，并顯示病人編號(hào)；然后根據(jù)病人病情進(jìn)行優(yōu)先級(jí)別設(shè)置，當(dāng)有多人呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重優(yōu)先；醫(yī)護(hù)人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，清除已處理的最高級(jí)別的呼叫信號(hào)，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)別顯示其他呼叫病人的編號(hào)。由呼叫信號(hào)的輸入，74LS148優(yōu)先編碼，由74LS48譯碼顯示和邏輯控制清除幾部分構(gòu)成，其核心在74LS148優(yōu)先編碼器。本題目選擇的目的是為了更好的為病人進(jìn)行護(hù)理工作，對(duì)病情嚴(yán)重優(yōu)先處理。本設(shè)計(jì)主要是采用數(shù)字、模擬電路的一些基礎(chǔ)原件來(lái)完成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，價(jià)格低廉來(lái)完成病房緊急呼叫系統(tǒng)，當(dāng)有多個(gè)呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重的優(yōu)先。此設(shè)計(jì)能讓普通的鄉(xiāng)村醫(yī)院使用，價(jià)格便宜，節(jié)約人力、財(cái)力資源，能更好的體現(xiàn)醫(yī)院的本質(zhì)-救死扶傷，為人民大眾服務(wù)。 致謝本次課程設(shè)計(jì)，我可以順利完成任務(wù)，首先要感謝老師的指導(dǎo)，再次感謝同學(xué)們給與我的幫助，其次，也要感謝同學(xué)在我去做電路板的過(guò)程中，幫我配置腐蝕液，最后，也要感謝學(xué)校給我們這樣一次鍛煉的機(jī)會(huì)，感謝學(xué)校給我們提供給我們鍛煉的場(chǎng)所和氛圍。正是老師、同學(xué)、學(xué)校給予我鍛煉的機(jī)會(huì)，讓本次課程設(shè)計(jì)能夠順利成功完成。參考文獻(xiàn)1 （美）弗洛伊德著，余璆等譯：數(shù)字電子技術(shù)（第九版），電子工業(yè)出版社，20082 吉雷.章優(yōu)仕.齊永龍. Protel99電子電路設(shè)計(jì)M, 成都：電子科技大學(xué)出版社，200015指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：簽 名：日 期： 年 月 日畢業(yè)論文成績(jī)?cè)u(píng)定：蓋 章：日 期： 年 月 日