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1、
成 績(jī) 評(píng) 定 表
學(xué)生姓名
xxx
班級(jí)學(xué)號(hào)
13030602xx
專 業(yè)
通信工程
課程設(shè)計(jì)題目
病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
評(píng)
語(yǔ)
組長(zhǎng)簽字：
成績(jī)
日期
2015 年 月 日
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
學(xué) 院
信息科學(xué)與工程學(xué)院
專 業(yè)
通信工程
學(xué)生姓名
xxx
班級(jí)學(xué)號(hào)
13030602xx
課程設(shè)計(jì)題目
病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):
1、了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
2、
2、熟悉掌握VHDL語(yǔ)言及其仿真環(huán)境、下載方法
3、熟悉Multisim環(huán)境
4、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)
工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:
第15周
熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)、查閱資料、進(jìn)行原理分析及可行性論證
第16周
在QuartusⅡ環(huán)境中用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的程序，在Quartus II環(huán)境中實(shí)現(xiàn)、下載、調(diào)試，在Multisim環(huán)境中仿真設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng) ，最后 通過驗(yàn)收、答辯、提交報(bào)告。
指導(dǎo)教師：
2015年 月 日
專業(yè)負(fù)責(zé)人：
2015年 月 日
學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：
2015年 月 日
摘 要
3、在醫(yī)院能夠最好的為病人服務(wù)是很重要的，但是護(hù)士不能總是在每一位病人身邊。所以，病房呼叫系統(tǒng)對(duì)一個(gè)服務(wù)好的醫(yī)院來說是很必要的。本課設(shè)采用兩種方式，其一，基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的仿真波形圖。其二，基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要通過8/3線優(yōu)先編碼器74LS148、74LS47D BCD-七段譯碼器、按鍵控制、數(shù)碼管顯示、蜂鳴器報(bào)警和指示燈組成。使得病人可以及時(shí)的通知醫(yī)生，并且醫(yī)生也能夠很快的知道是哪個(gè)病房、哪個(gè)床位的病人在求助。
關(guān)鍵詞：譯碼器; 編碼器；蜂鳴器報(bào)警; 數(shù)碼管顯示
目錄
一、課程設(shè)計(jì)目的 1
二、課設(shè)題目實(shí)現(xiàn)框圖 1
4、三．實(shí)現(xiàn)過程 2
3.1設(shè)計(jì)原理 2
3.2 基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3
3.2.1指示燈顯示模塊 3
3.2.2蜂鳴器警示模塊 4
3.2.3病房按鍵輸入模塊 4
3.2.4數(shù)碼管顯示模塊 5
3.2.5總電路模塊 5
3.3 基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6
四、課設(shè)結(jié)果分析 11
4.1 基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析 11
4.2 基于vhdl 的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析 13
五、總結(jié) 13
六、參考文獻(xiàn) 14
14
一、課程設(shè)計(jì)目的
病房呼叫系統(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方的專用呼叫系統(tǒng)，用來聯(lián)系溝通
5、醫(yī)護(hù)人員和病員。當(dāng)病員需要醫(yī)護(hù)人員幫助時(shí)，可以通過病房呼叫請(qǐng)求。它的應(yīng)用一方面為醫(yī)院或養(yǎng)老院提高護(hù)理水平和護(hù)士的工作效率，減輕護(hù)理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面也為病員提供了方便，提高病員的舒適程度。病房呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用還能規(guī)范醫(yī)院中病區(qū)或養(yǎng)老院內(nèi)的秩序，改善護(hù)理人員和病員的關(guān)系，是現(xiàn)代化醫(yī)院必備的輔助設(shè)備。作為一種多功能智能化的病房護(hù)理輔助設(shè)備，病房呼系統(tǒng)不同于專業(yè)醫(yī)療設(shè)備。病房呼叫系統(tǒng)不是直接采用物理或化學(xué)醫(yī)療手段使被護(hù)理人得到治療，它是直接醫(yī)療手段之外的另一種醫(yī)療輔助手段。對(duì)病員來說，直接的醫(yī)療是必不可少的，但是缺乏細(xì)致的護(hù)理關(guān)懷對(duì)康復(fù)是很不利的。病房呼叫系統(tǒng)就能在這方面起到巨大的作用。
二、
6、課設(shè)題目實(shí)現(xiàn)框圖
電路設(shè)計(jì)共分為四個(gè)模塊：
（1）病房按鍵輸入模塊
（2）指示燈顯示模塊
（3）蜂鳴器警示模塊
（4）數(shù)碼管顯示模塊
電路設(shè)計(jì)流程圖：
圖2.1 電路設(shè)計(jì)流程圖
三．實(shí)現(xiàn)過程
3.1設(shè)計(jì)原理
multisim電路設(shè)計(jì)中采用了8/3線優(yōu)先編碼器74LS148、74LS148有8個(gè)數(shù)據(jù)端（0~7），3個(gè)數(shù)據(jù)輸出端（A0~A1），1個(gè)使能輸入端（EI，低電平有效），兩個(gè)輸出端（GS,E0）。數(shù)據(jù)輸出端A~C根據(jù)輸入端的選通變化，分別輸出000~111這0~7二進(jìn)制碼，經(jīng)邏輯組合電路與74LS47D BCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)輸入端（A~C）相連，
7、最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的電路功能，電路中與門74LS08DD的輸出端（3、6、8）與74LS147D BCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)端（A、B、C）連接。
病房呼叫系統(tǒng)仿真可在Multisim的主界面下，啟動(dòng)仿真開關(guān)即可進(jìn)行電路的仿真。K1~K7為病房呼叫開關(guān)，在其下方的Key=1。。。Key=7分別表示按下鍵盤1~7數(shù)字I鍵，即可控制相應(yīng)開關(guān)的通道。L1~L7為模擬病房門口的呼叫指示燈，當(dāng)呼叫開關(guān)K1~K7任何開關(guān)被按下時(shí)，相應(yīng)開關(guān)上的指示燈即閃爍發(fā)光，要求當(dāng)一號(hào)病房的按鈕按下時(shí)，無論其他病室的按鈕是否按下，護(hù)士值班室的數(shù)碼顯示“1”，即“1”號(hào)病室的優(yōu)先級(jí)別最高，其他病室的級(jí)別依
8、次遞減，7號(hào)病室級(jí)別最低，當(dāng)7個(gè)病房中有若干個(gè)請(qǐng)求呼叫開關(guān)合上時(shí)，護(hù)士值班室的數(shù)碼管所顯示的號(hào)碼即為當(dāng)前優(yōu)先級(jí)別最高的病室呼叫號(hào)碼，同時(shí)在有呼叫的病房門口的指示燈閃爍。待護(hù)士按優(yōu)先級(jí)處理完后，將該病房的呼叫開關(guān)打開，再去處理下一個(gè)相對(duì)最高優(yōu)先級(jí)的病房的事務(wù)。同時(shí)護(hù)士值班室的數(shù)碼管即顯示相對(duì)最高優(yōu)先級(jí)別的病房號(hào)，而且蜂鳴器SP會(huì)令計(jì)算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)聲。全部處理完畢后，即沒有病室呼叫，此時(shí)值班室的數(shù)碼管顯示“0”。
3.2 基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1指示燈顯示模塊
圖3.2.1 指示燈顯示電路
3.2.2蜂鳴器警示模塊
圖3.2.2 上拉電阻電路
9、
圖3.2.3蜂鳴器警示電路
3.2.3病房按鍵輸入模塊
圖3.2.4 病房按鍵輸入
3.2.4數(shù)碼管顯示模塊
圖3.2.5 數(shù)碼管顯示電路
3.2.5總電路模塊
圖3.2.6 病房呼叫系統(tǒng)總電路
3.3 基于VHDL的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)的功能，可用VHDL編寫一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，具體操作過程如下：
（1） 點(diǎn)擊File->New創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)文件。
圖3.3.1 創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)文件
（2）選擇設(shè)計(jì)文件的類型為VHDL File。
（3）點(diǎn)擊OK，系統(tǒng)顯示如圖3.2.2，窗口右側(cè)為VHDL的編輯窗口。
圖3
10、.3.2 VHDL的編輯窗口
（4） 在編輯窗口中編輯以下程序
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity we is
port( d:in std_logic_vector (7 downto 0);
leds:out std_logic_vector(6 downto 0);
q:buffer std_logic_vector(6 downto 0));
end we;
architecture one of we is
signal encode: st
11、d_logic_vector(2 downto 0);
begin
process(d,encode)
begin
if d(1)=1 then encode<= "001" ;
elsif d(2)=1 then encode<= "010";
elsif d(3)=1 then encode<= "011";
elsif d(4)=1 then encode<="100";
elsif d(5)=1 then encode <="101";
12、
elsif d(6)=1 then encode<="110";
elsif d(7)=1 then encode <="111";
elsif d(0)=1 then encode<="000";
end if;
end process;
process(d,q)
begin
if d(1)=1
then q(0)<=1;
else q(0)<=0;
end if;
if
13、 d(2)=1
then q(1)<=1;
else q(1)<=0;
end if;
if d(3)=1
then q(2)<=1;
else q(2)<=0;
end if;
if d(4)=1
then q(3)<=1;
else q(3)<=0;
end if;
if d(5)=
14、1
then q(4)<=1;
else q(4)<=0;
end if;
if d(6)=1
then q(5)<=1;
else q(5)<=0;
end if;
if d(7)=1
then q(6)<=1;
else q(6)<=0;
end if;
end process;
process(
15、encode)
begin
case encode is
WHEN "001" => leds <= "0110000";
WHEN "010" => leds <= "1101101";
WHEN "011" => leds <= "1111001";
WHEN "100" => leds <= "0110011";
WHEN "101" => leds <= "1011011";
WHEN "110" => leds <= "1011111";
WHEN "111" => leds <= "
16、1110000";
WHEN OTHERS => leds <="1111110" ;
END CASE ;
end process;
END one;
（5） 輸入程序后，存盤。
圖3.3.3存盤
（6） 點(diǎn)擊Processing->Star Compilation編譯該文件，系統(tǒng)將開始編譯，結(jié)束后，給出提示信息和編譯結(jié)果。
圖3.3.4 編譯結(jié)果成功
(7)建立時(shí)序仿真文件，選擇VectorWaveformFile在Name空白處點(diǎn)擊右鍵，Insert->Insert Node or Bus,中單擊Node Finder，點(diǎn)擊List，再點(diǎn)擊’
17、>>’ -> ‘OK’ -> ’OK’
圖3.3.5 建立時(shí)序仿真文件
(8)仿真結(jié)果如圖
圖3.3.6波形仿真圖
四、課設(shè)結(jié)果分析
4.1 基于multisim的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析
當(dāng)按下按鍵1時(shí)，1號(hào)病房的指示燈閃爍，蜂鳴器作用，并且護(hù)士值班室的數(shù)碼管顯示器顯示數(shù)字“1”。依次推理，當(dāng)其他病房分別按下按鍵時(shí)，其他病房門口的指示燈也會(huì)閃爍，蜂鳴器作用，護(hù)士值班室的數(shù)碼管顯示器會(huì)分別顯示其他病房的號(hào)碼。作用結(jié)果如下圖所示：
按下按鍵1，一號(hào)病房指示燈閃爍，數(shù)碼管顯示1，蜂鳴器作用
圖4.1.1 1開關(guān)按下時(shí)
按照優(yōu)先級(jí)，當(dāng)1號(hào)
18、跟其他一些號(hào)碼被按下時(shí)，數(shù)碼管優(yōu)先顯示數(shù)字“1”
圖4.1.2 多個(gè)開關(guān)按下時(shí)
4.2 基于vhdl 的病房呼叫系統(tǒng)結(jié)果分析
一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)、六號(hào)、七號(hào)病房病人按下呼叫按鈕時(shí)，由于指示燈不分優(yōu)先級(jí)，指示燈都會(huì)亮，然而數(shù)碼管的顯示則跟病房的優(yōu)先級(jí)密切相關(guān)。優(yōu)先級(jí)高的顯示，優(yōu)先級(jí)低的，需等待優(yōu)先級(jí)高的被處理之后再行處理。例如仿真圖中當(dāng)一號(hào)和七號(hào)的按鈕被摁下時(shí)，一號(hào)和七號(hào)的指示燈都會(huì)亮，但是數(shù)碼管的數(shù)是一，優(yōu)先級(jí)高的先進(jìn)行處理。當(dāng)只有一個(gè)病房的按鈕被摁下時(shí)，指向該病房的指示燈亮，數(shù)碼管顯示該病房的號(hào)碼。
五、總結(jié)
在本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中，病房呼叫
19、系統(tǒng)共完成五個(gè)模塊：
（1） 病房按鍵輸入模塊：當(dāng)病人有需要醫(yī)生的時(shí)候只需摁下按鍵。
（2） 指示燈顯示模塊：當(dāng)有病人摁下按鍵時(shí)，指向該病房的指示燈會(huì)亮，進(jìn)而通知醫(yī)生。
（3） 蜂鳴器警示模塊：當(dāng)有病人摁下按鍵時(shí)，蜂鳴器會(huì)響，通知醫(yī)生有情況。
（4） 數(shù)碼管顯示模塊：當(dāng)多個(gè)病人同時(shí)摁下按鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級(jí)高病房的號(hào)碼。優(yōu)先級(jí)高的先進(jìn)行處理。
（5） 總電路模塊：當(dāng)按鍵摁下時(shí)，指示燈會(huì)亮，蜂鳴器會(huì)響，數(shù)碼管顯示病房號(hào)碼。
由于是第一次做數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)，對(duì)于相關(guān)的設(shè)計(jì)過程和分析方法并不太熟練。遇到了不少問題，在向老師和同學(xué)請(qǐng)教的過程中，改正了不少的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與分析方法的掌握也有了一定的提高，我相信這些知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)對(duì)以后的學(xué)習(xí)會(huì)有極大的幫助，最后要謝謝老師同學(xué)們的指導(dǎo)。
六、參考文獻(xiàn)
1. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第三版）
2. 潘松，王國(guó)棟.VHDL實(shí)用教程.電子科技大學(xué)出版社， 2001.
3. 焦素敏 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） 人民郵電出版社
4. 康華光 主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分 第五版），高等教育出版社，2008.1.
基于vhdl和multisim的病房呼叫系統(tǒng)數(shù)電課設(shè)
