病房呼叫系统eda课程设计报告电路图.doc

燕 山 大 学 EDA课程设计报告书 题目： 病房呼叫系统 姓名： 陈宇婷 班级： 08级电子信息工程3班 学号： 080104020061 成绩： （注：此文件应以同学学号为文件名） EDA课程设计报告 一、设计题目及要求 题目：病房呼叫系统 要求： 1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低； 2．用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）； 3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声； 4．对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理 二、设计过程及内容（包括总体设计的文字描述，即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法；主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多） 1.设计思路： 根据系统的要求，将设计的分为三个功能模块：信号存储模块（store）， 显示模块（show）和蜂鸣器时间控制模块（speaker）。信号存储模块通过D触发器对信号进行存储，用复位信号对信号进行复位。时间控制模块通过用计数器对蜂鸣器的响铃时间进行控制（5秒）。显示模块通过74148优先译码器对信号进行优先译码，使优先级高的译码输出，在BCD七段显示数码管中显示。 2．模块分析： （1）信号存储模块 用五个D触发器实现对输入信号的存储，call1－call5表示一号病房至五号病房的呼叫信号。clean1－clean5为清零信号，用于对呼叫信号进行复位。 开关及复位信号都采用低电平有效。当call有低电平输入时，经过一个非门，变为高电平，上升沿动作，使D触发器工作。因为D接高电平，所以Q输出高电平。只要未复位，Q一直输出为高电平，使信号得以存储于1－5输出端，进入show模块。clean复位，使D触发器清零，则不再显示呼叫信号。同时，call1—call5通过与非门连接构成了speaker模块的信号输入，只要任意病房呼叫（低电平信号输入），out就输出高电平，信号进入speaker模块。 信号存储模块电路结构如图： 仿真波形如图： 如图所示，200ns时call3有低电平信号输入，3即把信号存储，直至700ns时clean3将起复位，out则即时输出了信号。 （2）蜂鸣器时间控制模块 此模块需要实现的功能是使蜂鸣器在有呼叫信号输入的时候响5秒钟。如果有输入信号，蜂鸣器要求响应5秒钟，考虑到蜂鸣器只要有高电平就会响应，则只要控制高电平的时间就可以控制蜂鸣器的响应时间，我采用366HZ的时钟信号，通过控制计数器计的时钟个数来控制高电平的时间。需要计1830个时钟信号，所以采用四个74160来实现计数，计数完毕的同时用计数器的反馈信号使计数器停止计数，蜂鸣器停止响应。 蜂鸣器时间控制模块结构如图所示： 波形仿真如图： 如图，当上一模块有信号传入时，蜂鸣器响应。（这里还未介入时钟信号，所以计数器还未起作用。） （3）显示模块 本模块采用74148和7448共同完成显示任务，考虑到74148为优先编码器，以低电平有效，且编出的为反码，所以call1—call5分别接在了6--2端，本系统中每次要求显示一个优先级高的数字，所以译出的反码可以直接接在7448七段显示译码器中，实现显示功能。 显示模块结构如图： 仿真波形如图： 病房呼叫系统总结构： 仿真波形如图： 三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对EDA课程设计感想、意见和建议） EDA实验设计很有实际意义，最初拿到实验题目时，有些迷惑，脑袋里面完全没有如何去实现它的概念。还好曾经的作业题有过类似的东西，总算是过了“万事开头难”这一个坎。 这个系统的难点就是优先级的实现，74148能实现优先编码，但是多个输入时，一次只处理一个优先级最高的信号，不会自动再存储并显示下一个优先级的信号，所以需要进一步的处理。最初想到在优先编码器后接74138译码器，译出的信号反馈回输入端使输入信号被自动置1（本题中采用低电平有效），这样的设计在仿真时，由于反馈很快，优先级高的信号存在时间很短，导致显示管显示时间太短，所以才用手动将优先级高的信号置1。再就是对蜂鸣器响应时间的控制，要选取合适的时钟信号，以满足5秒钟的要求，根据实验箱的实际物理结构，采用了366HZ，刚好计数1830个时钟就行。 还有就是显示模块存在问题，一开始以为通过编码再译码，出来的应该没有问题的，但是实际联到实验箱上才发现，到该显示“5”的时候，显示的偏偏是“7”，最后，还是靠班上成绩好的同学指点，在译码