数电课程设计

一、 设计总体思路 ........................................... 2 2. 基本原理与框图 ........................................ 2 3. 总电路图 .............................................. 4 二、 单元电路设计 ........................................... 5 1. 信号锁存电路 ........................................... 5 2. 优先编码电路 ......................................... 7 3. 显示电路 .............................................. 9 4. 逻辑控制及复位电路.................................... 9 三、 附录 .................................................. 12

一、设计总体思路

1 •设计内容及要求

根据要求设计一个医院病人紧急呼叫系统。具体要求如 下： 1、 当病人紧急呼叫时，能显示病人的编号；

2、 根据病人病情设置优先级别。当有多人呼叫时，病 情严重着优先；

3、 医务人员处理当前最高级别病人的呼叫后，系统按 优先级别显示其它呼叫病人的编号。 2 •基本原理与框图

系统可由信号呼叫锁存、优先编码、显示电路及逻辑控 制清除电路等几部分组成。

系统首先通过不同的按钮开关接受不同的呼叫信号，并 将其对应信号锁存在与之相对应的D触发器中，然后将这些 呼叫信号传到8路优先编码器，编码器再根据触发器中信号

优先级的髙低依次对这些信号进行编码，然后将当前最髙优 先级别的信号显示出来。

医务人员根据当前显示病人编号进行处理，处理一个按 一下控制开关，则可清除当前处理的病人并显示下个次要优 先级别的病人，清除的原理就是：每当按一下复位按钮就会 产生一个上升沿脉冲，使计数器置数，并将当前显示的数通 过计数器输入到译码器中，与之对应输出一个低电平信号最 为触发器清零信号。此时，显示器中显示的是次级编码

信号锁存 优先编码 送辑控別 洁除

信号。 同理将依次处理完毕，最后全部处理完后将显示零。

系统工作的原理图框图

3.总电路图

根据系统需要及电路的框图可用EWB仿真软件做出总电路图:

医院病人紧急呼叫系统总电路图

二、单元电路设计

1・信号锁存电路

此系统所用D触发器为74LS74,当预置端及清除端均为 高电平且当CLK上升沿时将输入信号D锁存在Q中的功能， Q=DO这里我们所使用的为Q端，首先使Q为高电平，当输入 一个上升沿脉冲时Q变为低电平。

74LS74功能表如下: 输 预置 清除 入 时 钟 SD* RD' D 输 出 Q Q CP X X 0 1 0 1

1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 保持 0 1 1 0 1 X X X X t t 0 1 0 X 1 1

74LS74锁存部分电路图如下:

此电路使用了 2个74LS74双D触发器4个输入端分别 代表4个病人，是先把D端置高电平，当给了时钟CP后，Q 端出髙电平1, ◎端出低电平0,此时的◎低电平可直接作用 于优先编码器的编码输入端，使之输出对应的二进制数据。 而当译码器给了清除端CLR信号0后，Q端出1,利用这点 可以对信号进行清除，显示其它病人的信号。

2. 优先编码电路

此系统所用编码器为74LS148优先编码器，根据D触发 器传来

的信号进行编码产生一个地址码再经过反相器就可 以在显示电路中显示是哪个病人需要护理了。

74LS148编码器的真值表如下: 输入 输岀 EI 10 11 12 13 14 15 16 17 A2 A1 A0 GS E0 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 0 X X X 0 1 X X 0 1 1 X 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 X X 0 1 1 0 I

74LS148编码部分电路图如下:

74148

CCEOGS321OAO D

此电路使用了一个74LS148优先编码器，在E1 = O电路 正常工作状态下，允许1-4当中同时有几个输入端为低电平， 即有编码输入信号。其中4至1的优先权依次降低，对应的 A2、Al、A0三个输出对应的二进制代码。

利用这一点，可以将触发器中传来的信号来控制74LS48 七段显示器译码器的消隐端，当无病人给信号时，则显示零。

3. 显不电路

根据优先编码器74LS148的地址码可以选取接入译码 器74LS48,输出a、b、c、d、e、f、g和七段共阴极显示器 的相应端口相连。

一般显示器元件同时具有译码器74LS48功能，只需将 优先编码器74LS148的地址码输出的信号经过反相器后直接 与显示器给出的四个端口相连即可。 4. 逻辑控制及复位电路

此系统是利用医务人员控制的复位开关产生一个上升 沿启动74LS160使优先编码器输出的地址码保持输出，将这 些地址码输入到74LS138译码,从而去控制对应D触发器的 清零端，达到复位的目的。

74LS160计数器的真值表如下: RD LD ET EP CP D3 D2 DI DO Q3 Q2 QI QO X X 0 1

X 0 X X X t X X X D C B X 0 0 0 0 A D C B A 1 1 1 1 1 1 0 X 1 X 0 1 X X t X X X X X X X X X X X X 保持 保持 计数 74LS138译码器的真值表如下:

输 入 & 氏+農 九

4

0

X

X X X 1 X

1 X X X

1

1 0 0 0 0 0 1

0 0 0

1 1

1 0 0 1 0 1 1

0 0 1

1

1

1 0 1 0 0 1 1

0 1 0

1 1

1 0

1

1 0 1 1

0

1

1

1 1

逻辑控制及复位清零部分电路图如下:

CLd Rz RCOvcc QBQA

QC ENTQD

B c F© A LOAD

'

74160 74138

Y6 ”BZD CCYOY1Y2Y3Y4Y510

9

16 15 14

ABCG2G2G1Y7GN 74LS160为异步清零计数器，即CLR'端输入低电平，不 受CP控制，输出端立即全部为低电平。

74LS160还具有同步预置功能，在CLR，端无效时，LOAD， 端输入低电平，在时钟共同作用下，CP上跳后计数器状态等 于预置输入DCBA,即所谓“同步”预置功能。此系统利用的 是74LS160置数功能。

74LS138为3线一8线译码器，当一个选通端G1为髙 电平，另两个选通端G2A和G2B为低电平时，可将地址端（A、 B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。

如上图，74LS148优先编码器的地址码通过74LS160的 ABCD输入端输入，当按下清除开关产生一个上升沿CP送到 CLK,利用74LS160的同步预置功能，把74LS160的输出端 置成与输入端一样的编码，送至74LS138译码器译码译出与 地址码相对应的低电平接至74LS74D触发器的清除端，从而 实现信号的逻辑控制与清除。

三、附录

元器件清单: 元器件 74LS74 74LS148 74LS138 74LS04 功能名称 双D触发器 8/3优先编码器 3/8译码器 六非门 数量 两片 一片 一片 一片 五个 按钮开关 导线 若干 欢迎您的光临，恥rd文档下载后可修改编辑.双击可删除页眉页脚. 谢谢！你的意见是我进步的动力，希望您提出您宝贵的意见！让我们 共同学习共同进步！学无止境•更上一层楼。

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