病房呼叫系统设计与仿真设计.docx

. . . . PAGE 18 / NUMPAGES \* ARABIC 18 病房呼叫系统 I)设计名称:病房呼叫系统 Ii)实验目的: 8个开关用于模拟8个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1 ~ 8优先级依次递减； 用数码管显示呼叫信号；没有信号时显示0；当有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号码(其他呼叫用指示灯显示)；用四个数码管显示呼叫等待时间。 每次通话都给出5秒的提示；呼叫3分钟，不处理输出报警信号。 扮演角色:存储低优先级呼叫，处理高优先级呼叫，然后处理低优先级呼叫。 3)设计思路: 1.总体设计思路:根据设计要求，我们将设计分为几个模块，分别是:锁存模块、选择模块(用于病房选择)、选择模块2(用于复位选择)、计时模块、显示模块和蜂鸣器模块。 2.总体设计流程: (1)锁存器:为了存储和处理病房中的呼叫信号，需要一个用于存储所有呼叫信号的锁存器。 (2)数据选择器(最优选择):优先选择呼叫所在的病房，选择优先级最高的病房号，病房号从1到8依次递减。 (3)数据选择器2(最优选择2):优先选择时间控制信号，使数码管显示器显示的时间为当前优先级最高的病房呼叫时间。 (4)定时器:在病房呼叫系统中，要求每当有呼叫时，处理呼叫3分钟并输出报警信号，即要求有模块对呼叫时间进行计时。因此，设计了一个分钟计时器来计时通话时间。实验室的时钟频率是20MHZ，所以计时部分需要分成1s。 (5)显示:如果用1个数码管显示呼叫信号，则用4个数码管显示呼叫等待时间(mm ss)，设计7段数字显示。数字芯片选择低电平有效，扫描信号设置为1KHZ。 二，课程设计流程 I)模块分配 :闩锁模块 :优化模块，复位的优化模块 :正时模块 :显示模块 :连接模块、蜂鸣器模块 II)模块的具体设计 锁定模块:因为有8个病房，所以设计了8个输入信号，高电平为信号输入。此外，考虑到时间模块显示当前等待时间，时间显示当前等待时间是最好的。因此，在锁定模块中，重置被添加到锁定模块。高电平表示复位不起作用，低电平表示复位。锁存器的输入信号连接到LED灯，以便当有呼叫信号时，对应于病房的灯点亮。另一个相同的输出信号连接到优化器以优化信号，并且另一个相同的输出信号控制定时模块中的SP信号。 优化模块:根据设计要求，数码管要显示优先级最高的病房的呼叫信号，所以需要对病房的呼叫信号进行优化。考虑到时间的优先级，设计了两个优先级输出信号。功能部分按照优先病房号的顺序输出由BCD码表示的1、2、3、4、5、6、7和8。 选择2:考虑到复位键一一对应的问题，只使用一个时间模块显示当前最高优先级病房的等待时间，所以选择2模块接在选择模块后面，与8位宽的复位信号连接，然后输出的复位信号就是通过选择模块对应当前最高优先级病房的复位信号。此时锁存模块的输出信号也被优化，并且具有最高优先级的所选信号对应于时间模块中的SP信号。 计时模块:mmss按设计要求由四个数码管显示，所以时间以秒为单位进位，实验箱中的时间频率为20MHZ，所以选择0: 20，000，000，即一秒的分频。另外，有呼叫信号的时候，SP=1，我们要马上计时，所以定义了每一秒钟有一个上升沿，上升沿来了，时间就计1s。另外，之前的mmss。 显示模块:显示模块要显示的是最高优先级呼叫病房的mmss和呼叫等待时间。所以在模块的设计中，我们用中间的六个数码管依次显示当前最高优先级呼叫病房的号码，分钟的第十位，分钟的个位数，另一个数码管显示一个条形，与第二位相区别。依次是秒的第十位和秒的第四位。 连接模块:由于每个模块成功后进行顶层设计时，时间模块和蜂鸣器模块的位宽不相等，所以需要一个连接模块，使两个模块能够平滑连接。连接模块的输出部分对应于时间模块的mmss部分。模块输出部分的15-12位对应秒的3-0位，宽度的11-8位对应秒的3-0位，宽度的7-4位对应分数的3-0位，宽度的3-0位对应分数的3-0位。 蜂鸣器模块:考虑到灯亮3分钟后定时器定时后发出5秒的提示声，报警模块与时间模块连接。当输入为0000时，表示1秒，0000表示2秒，以此类推。当指示时间为1-5秒时，蜂鸣器将鸣响，输出将处于低电平。手表显示蜂鸣器在响。当时间在6秒到3分钟之间时，程序的另一个输出为高电平，此时蜂鸣器不工作。当超过三分钟时，蜂鸣器将工作五秒钟发出警报。此时已经达到了设计要求。 三。课程设计综合介绍 我们一开始就为这个模块设计了不同的方案，后来发现在顶层设计中实现起来并不容易，连接后模块更加复杂，于是重新思考后有了当前模块的初稿。但顶层设置完成后，运行实验箱显示的结果并不如预期。经过多次调试，我选择了排除错误，先从自己做起，