EDA课程设计报告
——病房呼叫系统的设计
一、
设计说明：假设某医院有7个病房房间，每间病房门口设有呼叫显示灯，室内设
有紧急呼叫开关，同时在护士值班室设有一个数码显示管，可对应显示病室的呼
叫号码。
当病人按下紧急呼叫开关时，护士值班室的数码显示管可对应显示病室的呼叫号
码，并且蜂鸣器发出警报声音一提醒医务工作人员。
总电路图：
¸
并且要求当“l”号病房的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，护士值
班室的数码显示“1”，即l号病室的优先级别最高，其他病室的级别依次递减，
7号病室最低，当7个病房中有若干个请求呼叫开关合上时，护士值班室的数码
管所显示的号码即为当前相对优先级别最高的病室呼叫的号码，同时在有呼叫的
病房门口的指示灯闪烁。
待护士按优先级处理完后，将该病房的呼叫开关打开，
再去处理下一个相对最高优先级的病房的事务。
全部处理完毕后，即没有病室呼
叫，此时值班室的数码管熄灭。
例如 ：
（1）闭合开关2，数码管显示“2”， 并且蜂呜器SP 令计算机上的扬声器发声。
00
U3A
U4A
U5A
U6A
U7A
U8A U9A X 1X 2
X 3
X 4
X 5
X 6
X 7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
U11
VCC
U12
U13B
U15B
U16B
U17B
U18B
U19B
U28B
GND
U2A
U14A
U20A
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
V9
A1
C2
C3
VCC
R16
U21
（2）闭合开关2、4、7，由于病房的优先级从高到低依次为1、2、3、4、5、6、7，所以数码管显示2.
（2）本设计中采用了8/3优先编码器74LS148N，74LS148N有8个数据端(0---7)，3个数据输出端(A0---A1)，1个使能输入端(EI：低电平有效)，两个输出端(GS、EO)。
数据输出端A---C根据输入端的选通变化，分别输出000---111这0---7二进制码，经逻辑组合电路与74LS47D七段译码器／驱动器的数据输入端(A---C)相连，最终实现设计要求的电路功能，电路如图所示。
电路中异或门74LS86D
的输出端与74LS47D七段译码器／驱动器的数据输入端的数据端(A、B、C)连接。
X1X2X3X4X5X6X7
优先编码器74ls148功能表>
使能端OE(芯片是否启用)的逻辑方程：
OE =I0·I1·I2·I3·I4·I5·67·IE
当OE输入IE=1时，禁止编码、输出(反码)： A2,A1,A0为全1。
当OE输入IE=0时，允许编码，在I0～I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等级排列。
（3）74LS47译码器原理：
译码为编码的逆过程。
它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。
实现译码的逻
辑电路成为译码器。
译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。
74LS47是输出
低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，表2列出了74LS4
7的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。
表1<74LS47功能表>
输入输出显示数字符号
LT(——) RBI(——-) A3 A2 A1 A0 BI(—)/RBO(———)
a(—) b(—) c(—) d(—) e(—) f(—) g(—)
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1
1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2
1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3
1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4
1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5
1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6
1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7
1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8
1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9
X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭
1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭
0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8
1)LT(——)：试灯输入，是为了检查数码管各段是否能正常发光而设置的。
当L T(——)=0时，无论输入A3 ，A2 ，A1 ，A0为何种状态，译码器输出均为低电平，若驱动的数码管正常，是显示8。
2)BI(—)：灭灯输入，是为控制多位数码显示的灭灯所设置的。
BI(—)=0时。
不论LT(——)和输入A3 ，A2 ，A1，A0为何种状态，译码器输出均为高电平，使共阳极7段数码管熄灭。
3)RBI(——-)：灭零输入，它是为使不希望显示的0熄灭而设定的。
当对每一位A3= A2 =A1 =A0=0时，本应显示0，但是在RBI(——-)=0作用下，使译码器输出全1。
其结果和加入灭灯信号的结果一样，将0熄灭。
4)RBO(———)：灭零输出，它和灭灯输入BI(—)共用一端，两者配合使用，可以实现多位数码显示的灭零控制
U11
A B C D E F G
CK
VCC
5V
U12
74LS47D
A 7
B 1
C 2
D 6OA 13OD 10O
E 9O
F 15OC 11OB 12OG
14
~LT 3~RBI
5~BI/RBO
4
U13B
74LS04D
U15B
74LS04D
U16B
74LS04D
U17B
74LS04D
U18B
74LS04D
U19B
74LS04D
U28B
74LS04D
R9
200¦¸
R10
200¦¸
R11
200¦¸
R12
200¦¸
R13
200¦¸
R14
200¦¸
R15
200¦¸
（4）
555定时器功能表
用555定时器接成多谐振荡器，使扬声器发出
三、总结
通过对电路图通过Multisim仿真的结果的分析可知道此电路基本符合此次课程设计的设计要求。
本设计是为在病人紧急需要时能很快进行救治的呼叫系统,增强医护人员更好的监护病人。
此系统的优点特色在于可以设立呼叫优先等级而不是单纯的病人呼叫，这样避免在有多个病人同时呼叫时，医护人员不知道应该先救治哪个。
利用本系统设立呼叫等级后，当有多个呼叫信号时，呼叫系统会自动先显示最高级别的的呼叫，使病情严重的病人得到优先救治。
同时系统自动锁存其它的呼叫信号，在高级别呼叫清零后自动对其它信号进行显示呼叫。
这样让所有病人都能够获得救治，这种由医院根据病人病情设立的具有呼叫等级的系统系统可有效控制因病人突发病情而医护人员却未能及时救治导致病人病情严重甚至死亡的严重后果。
同时这种病情严重者优先的呼叫系统也体现了人性的美德和医院救人的精神。
但是本设计也存在一些缺点。
此设计在布线方便有点复杂，还要把其好好的隐藏，不能出现线路断路。
可以把其改进为无线发送，无线接收，这样处理后发生故障的可能性会大大降低。
因此，为了克服以上的不利因素，本人觉得如果此课题会有进一步的研究的可能的话，可以向无线方便发展，避免布线的麻烦和断
线的困扰，这样就可以轻松解决布线的复杂和断线的困扰了。
在设计初期我不知道当有多个病人同时发出信号呼叫时，优先信号被优先编码器编码后，再经过译码显示后，医护人员处理完高级别信号，按下清零键；怎么样认其他病人的信号按照优先级别先后显示？当多信号同时呼叫时，对较低等级的呼叫信号不知道怎么处理，才能保证当高级别的信号被清零后，低级别的信号能及时的由系统自动呼出，而不再需要人为的控制输出的问题始终没有能找到合适有效的方法。
还有就是如何实现在医护人员已处理完毕当前呼叫的病人后，系统对当前呼叫信号的清零以保证其他呼叫信号能够及时的呼出以便医护人员能及时的对其他病人进行救治，从而避免因系统对病人呼叫信号的延迟导致病人不能及时接受护理而产生的严重后果。
特别是控制清零这个问题苦恼了我很长的时间，后来才在我翻阅相关书籍和浏览相关网站时找到了解决问题的办法，才知道这些问题可以通过对锁存器的合理使用来一一解决。
这也使我对学习的认识有了更深入的了解，对理论联系实际有了更加深刻的体会。