PAGE11基于Multisim的病房呼叫系統(tǒng)的仿真設(shè)計摘要：隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,EDA技術(shù)已經(jīng)逐漸成為我國現(xiàn)代計算機(jī)電子工程研究開發(fā)和應(yīng)用的重要支撐性技術(shù),電路設(shè)計也可以直接通過對計算機(jī)的輔助分析和仿真等技術(shù)手段完成。使用了計算機(jī)仿真方法代替了測試電路,大大降低了驗證階段的人力和工作量;其強(qiáng)大的實(shí)時交互,信息的集成和生動直觀地給電子科學(xué)專業(yè)的教學(xué)建立了一個很好的平臺,并且它們可以在仿真中同步地保存所需要生成的各類數(shù)據(jù),為整個檢測工作提供了參考資料,并且同時保存了大量模型參數(shù)、單元電路和構(gòu)件。使用仿真軟件就能夠適應(yīng)整個設(shè)計、驗證流程的自動化。Multisim就是一款用于進(jìn)行原理電路設(shè)計和對電路部件進(jìn)行功能性測試的一款虛擬仿真軟件。本文首先介紹課題的研究背景、研究意義；其次，介紹EDA技術(shù)，介紹Multisim技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及功能特點(diǎn)；再次，對病房呼叫系統(tǒng)相關(guān)模塊進(jìn)行設(shè)計，包括呼叫模塊、開關(guān)電路模塊、蜂鳴器電路模塊、顯示電路模塊等，以構(gòu)建病房呼叫整體系統(tǒng)；最后，分單人呼叫、雙人呼叫等不同情況進(jìn)行電路仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:病房呼叫優(yōu)先級電路設(shè)計仿真目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1前言 11.1研究背景及現(xiàn)狀 11.2研究意義 21.3論文章節(jié)及安排 22EDA技術(shù) 42.1EDA技術(shù)概述 42.2MULTISIM軟件的產(chǎn)生與發(fā)展 53病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計 93.1呼叫系統(tǒng)整體設(shè)計 93.2開關(guān)電路模塊設(shè)計 123.3蜂鳴器電路模塊設(shè)計 123.4顯示電路模塊設(shè)計 134仿真結(jié)果及分析 154.1單個病人呼叫 154.2兩個病人呼叫 164.3三個病人呼叫 17結(jié)束語 18參考文獻(xiàn) 191前言1.1研究背景及現(xiàn)狀臨床信息傳達(dá)方式很多，通過臨床協(xié)助手段傳遞臨床信息是重要手段。病房呼叫系統(tǒng)主要是指由當(dāng)值的醫(yī)生或者護(hù)士根據(jù)患者需要進(jìn)行檢查、保健等緊急救助的呼叫手段，它使用戶能夠迅速將患者的緊急要求傳達(dá)到值班室的醫(yī)生或者護(hù)士，并將精細(xì)、完整的數(shù)據(jù)保存下來，放置于值班室的監(jiān)測中心計算機(jī)上，成為提升病房和醫(yī)院護(hù)理服務(wù)水平的必要裝置之一。呼叫系統(tǒng)質(zhì)量的好壞直接影響涉及到糖尿病患者等的健康與問題，歷年以來受到了各大醫(yī)院的廣泛關(guān)注。換句話來說，不論病人到底是在自己的病房內(nèi)部還是在其他地方，只要被發(fā)現(xiàn)有任何異常的情況，都應(yīng)該能夠得到及時、準(zhǔn)確的處理。因此，這就要求我們的病房呼叫系統(tǒng)必須做到呼叫要及時，傳達(dá)信息要正確，傳達(dá)信息時要安全又可靠，簡單便利等。近年來，全球老齡化的加重，全球居住環(huán)境開始惡化，而人類對健康的關(guān)注增加，醫(yī)療行業(yè)正在迅速發(fā)展。因為醫(yī)療行業(yè)的客戶是患者，所以醫(yī)療行業(yè)比其他任何一個行業(yè)都注重客戶得滿意程度?；颊咂诖玫阶詈玫淖o(hù)理和服務(wù)，他們的生命就掌握在服務(wù)提供者的手中，所以他們會比其他任何客戶都提出更嚴(yán)格的要求。隨著我國醫(yī)療服務(wù)行業(yè)信息化和體制改革腳步的不斷推進(jìn)，我國許多大中型醫(yī)院已經(jīng)都基本實(shí)現(xiàn)了對病房的實(shí)時應(yīng)急呼叫，但是，現(xiàn)有的醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)仍然存在很多問題。醫(yī)療器械的應(yīng)用對于現(xiàn)代醫(yī)院的信息化及科學(xué)管理體制的建立和運(yùn)營過程中，起著十分重要的推動作用，因此，對于病房呼叫控制系統(tǒng)的探討就具有很高的社會意義和巨大的實(shí)用價值。近年來，各大醫(yī)院的病房往往都是人滿為患的狀態(tài)，尤其是這兩年疫情的爆發(fā)。這樣就導(dǎo)致患者在病房時與醫(yī)護(hù)人員的聯(lián)系也變得不是很方便。呼叫系統(tǒng)通常采用的是計算機(jī)通訊技術(shù)，需要具備同時處理大批來活信息的能力，還要具備主叫號碼的顯示功能，自動地將所有來電信息分配出去交付給具有相關(guān)專業(yè)技能的工作人員進(jìn)行處理，并且要對所有的來電信息都加以記錄與存儲。護(hù)士們就是通過按下響應(yīng)鍵的方式來及時通知每位病人的呼叫成功，同時還要清除LED屏幕上顯示的呼叫信息，方便其他人進(jìn)行呼叫。這種系統(tǒng)在我國具有很強(qiáng)的實(shí)用性，一般中小型醫(yī)院住院科室部門都設(shè)置了幾個至幾十個病房，還有一些病房不是建造在一座樓上，而且醫(yī)院的服務(wù)觀念也緊跟著發(fā)生了一些相應(yīng)的變化，樹立了我們以人為本、全心全意地為患者提供服務(wù)的意識。目前來講，所使用的病房呼叫機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)大部分都是采用無線通訊技術(shù)與病人進(jìn)行通訊，一般都是具有聲光和報警的功能，方便專業(yè)的醫(yī)護(hù)人員及時了解患者的醫(yī)療需要。為方便病人，提高其服務(wù)的質(zhì)量，病房呼叫器和監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已發(fā)展成為國內(nèi)外各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的電子裝置。病房呼叫系統(tǒng)之所以被發(fā)展至今，這已經(jīng)變得不再僅僅是簡單的醫(yī)生與病人之間交流和溝通的工具，其應(yīng)用也將發(fā)展成為日常生活中的一項不可獲得的產(chǎn)品。1.2研究意義隨著進(jìn)入現(xiàn)代醫(yī)療社會以及人們對于住院醫(yī)療服務(wù)設(shè)施和護(hù)理服務(wù)產(chǎn)品需求的不斷增強(qiáng)，為了有效解決一些醫(yī)院醫(yī)療護(hù)理服務(wù)部門的其他護(hù)士人員來到醫(yī)院病室內(nèi)進(jìn)行接受住院治療和協(xié)助護(hù)理人員工作時，聽不見其他護(hù)士住院或者病室內(nèi)部住院患者的大聲呼叫和緊張的蜂鳴聲，而直接導(dǎo)致醫(yī)院重癥危急期間住院患者醫(yī)療獲益時間不足及時被住院搶救等諸多復(fù)雜問題。醫(yī)用無線網(wǎng)絡(luò)呼叫控制系統(tǒng)，通過無線呼叫信號發(fā)射接收和無線發(fā)射控制模塊將無線呼叫系統(tǒng)信號直接發(fā)出并進(jìn)行傳輸發(fā)送到醫(yī)用通訊信息處理控制中心，處理后再將呼叫信號進(jìn)行傳遞發(fā)送至大型醫(yī)用視頻顯示屏幕或者顯示板，展現(xiàn)正在呼叫中的病房和門診床號。在現(xiàn)代社會人們的生活實(shí)踐中的地位愈加重要的條件和前提下，人們在生病的同時對于治療的服務(wù)質(zhì)量要求也今非昔比，現(xiàn)代化的醫(yī)療設(shè)施已經(jīng)是大型綜合性醫(yī)院必不可少的軟硬件設(shè)施，醫(yī)護(hù)人員與疾病患者之間的交流和聯(lián)系也就不應(yīng)再僅僅是一種傳統(tǒng)的診斷方式，因此呼叫信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。病房呼叫系統(tǒng)主要是在為了提高醫(yī)院的管理水平和其服務(wù)程度而設(shè)計的一種輔助設(shè)施，該系統(tǒng)每天需要24小時連續(xù)運(yùn)行，要求其故障頻率要低，性能也要穩(wěn)定,質(zhì)量也要可靠。能夠建立一個擁有一個呼叫級別功能的系統(tǒng)是由于醫(yī)院針對患者的特殊病情而自行設(shè)立，這體現(xiàn)了一個醫(yī)院的救人原則以及一個人性化的美德，還使得我們能夠有效地控制因為患者或其他病人突發(fā)的病情而造成醫(yī)護(hù)人員卻沒有做到及時進(jìn)行搶救，從而造成患者或其他病人的疾患性狀況加重乃至是死亡的一種嚴(yán)重后果。1.3論文章節(jié)及安排本文通過以下四個章節(jié)來對病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)說明。本文運(yùn)用Multisim軟件的仿真功能對系統(tǒng)的需求和系統(tǒng)分析的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)的安排如下：第一章節(jié)為課題研究前言部分，該章節(jié)重點(diǎn)講述了其研究背景、課題研究的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義，并以此作為設(shè)計病房呼叫系統(tǒng)的依據(jù)。第二章，此章節(jié)對EDA技術(shù)作了簡要介紹，包括它的發(fā)展、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀，還詳細(xì)介紹了Multisim的發(fā)展史和功能等。第三章，此章節(jié)對呼叫系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，從三個模塊出發(fā)，包括顯示模塊、蜂鳴器模塊和開關(guān)電路模塊，還有系統(tǒng)設(shè)計所需要的原理圖。第四章，此章節(jié)是對整個病房呼叫系統(tǒng)的仿真設(shè)計結(jié)果及其分析，觀察在多個呼叫按鈕同時被按下時數(shù)碼管所顯示的病房號，以此來體現(xiàn)該設(shè)計具備優(yōu)先選擇的優(yōu)勢。2EDA技術(shù)2.1EDA技術(shù)概述二十世紀(jì)九十年代，電子設(shè)計過程自動化(ElectronicDesignAutomation,EDA)相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用計算機(jī)電子輔助設(shè)計(CAD)相關(guān)技術(shù)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究發(fā)展而來。EDA是一種主要泛指以現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主要運(yùn)行工作的信息平臺，融合了我國現(xiàn)有的現(xiàn)代電子信息科學(xué)管理技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)電子信息處理技術(shù)，進(jìn)行各種應(yīng)用電子線路與系統(tǒng)的一種電子自動化管理技術(shù)。EDA技術(shù)發(fā)展是屬于我國當(dāng)前現(xiàn)代光學(xué)電子信息工程相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展領(lǐng)域的一項新興前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢，并隨著我國現(xiàn)代光學(xué)微電子工程技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)電子信息科學(xué)等相關(guān)技術(shù)的快速進(jìn)步和不斷發(fā)展而日益成熟，目前已經(jīng)滲透到集成電路和電子系統(tǒng)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。利用EDA工具，工程設(shè)計師們就可以從概念、算法等方面開始進(jìn)行設(shè)計一套電子系統(tǒng)，將所有的電子產(chǎn)品設(shè)計過程中的集成電路設(shè)計、性能分析、IC版圖或PCB板模型設(shè)計等全部電子化過程，在一臺計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動化的處理即可完成。EDA技術(shù)是依托先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和其他相關(guān)的應(yīng)用軟件，能夠盡可能多地改善和提高集成化電子線路的設(shè)計工作質(zhì)量和生產(chǎn)管理效率，從而為企業(yè)節(jié)約大量的人力、物力和項目開發(fā)費(fèi)用，極大地減少和縮短項目的開發(fā)周期。EDA技術(shù)的特點(diǎn)具體歸納為以下幾點(diǎn)：建立一個采用“自頂向下(top-down)”的設(shè)計流程，從而有效地確保了設(shè)計方案在整體上的合理性和優(yōu)化，避免“自底向下(bottom-up)”的設(shè)計流程中出現(xiàn)局部優(yōu)化、整體結(jié)構(gòu)不良等缺陷。采用軟件的形式進(jìn)行設(shè)計，能夠自動地完成對硬件和系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)可現(xiàn)場進(jìn)行編程，使得系統(tǒng)的設(shè)計方便，并且可以進(jìn)行交流、保存、修改或者是重復(fù)使用，能夠直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級。結(jié)構(gòu)自動化水平高，在設(shè)計的過程中人員可根據(jù)需要對其完成不同的仿真、糾錯及調(diào)試，使得設(shè)計人員能早期地發(fā)現(xiàn)自己在結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的錯誤，避免了設(shè)計人員工作量的浪費(fèi)。整個系統(tǒng)都是可以直接集成一個芯片上，體積小、功耗低、可靠性高。支持多個人同時或者單獨(dú)并行進(jìn)行分布式電子系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。EDA技術(shù)已發(fā)展成為集成電路、印刷式電路板、數(shù)字化電子整機(jī)和控制系統(tǒng)的設(shè)計等領(lǐng)域最重要的技術(shù)手段。比如美國NI公司（美國國家儀器公司）專門開發(fā)Multisim軟件，它正是這兩個方面非常不錯的工具之一。并且Multisim計算機(jī)仿真和虛擬儀器技術(shù)（LabVIEW10）能夠很好地解決了在理論課上和實(shí)際操作中動手進(jìn)行實(shí)踐的脫節(jié)這一老大難的問題。工程師和技術(shù)人員能夠很好、非常方便地將掌握的理論知識通過計算機(jī)進(jìn)行仿真真正復(fù)原后再現(xiàn)。常見的EDA工具軟件主要有Multisim、MATLAB、Protel等，這些類型的工具軟件都是擁有較強(qiáng)功能，均有各自的特點(diǎn)，彼此很難取代。相比較來看，Multisim經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，其功能強(qiáng)大，使用簡單，特別適用于電子線路的仿真及電路系統(tǒng)設(shè)計。2.2Multisim軟件的產(chǎn)生與發(fā)展二十世紀(jì)八十年代美國加拿大公司InteractiveImageTechnologies（以下具體簡稱為IIT公司）首先宣布推出了新的EWB5.0（ElectronicsWorkBench），EWB5.0的最大特點(diǎn)之一是用戶界面設(shè)計形象直觀，操作方便，分析和數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大，易學(xué)習(xí)和易用，早在二十世紀(jì)九十年代就已經(jīng)在整個我國國內(nèi)獲得了迅速商業(yè)發(fā)展和廣泛推廣，受到了我國電子產(chǎn)品制造行業(yè)技術(shù)專家和工程技術(shù)管理人才的廣泛喜愛?？缛?1世紀(jì)早期，加拿大IIT公司在他們繼續(xù)充分保留了原來系統(tǒng)版本中所有系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加了一些更多的改進(jìn)功能和創(chuàng)新內(nèi)容，特別突破性地重新改進(jìn)了其在EWB5.0軟件中對虛擬儀器的軟件調(diào)用法并具備了之前有著很大軟件數(shù)量時間限制的所有缺點(diǎn)。將EWB這個軟件更新?lián)Q代了之后所重新推出的就是EWB6.0版本，并且它被重新命名后成為新的Multisim，也許這就是說的Multisim2001版本。2003年升級到新版Multisim7.0版本,，電子仿真模塊軟件Multisim7.0功能強(qiáng)大，它擁有十分豐富的電子元件器庫，可以提供廣泛的用戶自由調(diào)用，并通過組建仿真電路來直接進(jìn)行設(shè)計和實(shí)驗；它為用戶提供18種基本的分析方法，可以提供適合于用戶的各種電子集成器。他還擁有了多達(dá)17臺虛擬化的儀器設(shè)備和一個可以實(shí)時測量的檢查探針，這些都可以適應(yīng)一般的電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電路測試與實(shí)驗，這也是加拿大IIT公司在研發(fā)電子模擬仿真軟件領(lǐng)域的一個重要里程碑。之后加拿大IIT公司再次重新推出了Multisim8.0。2005年之后的時間，美國國家儀器公司與加拿大IIT公司進(jìn)行合并，成為NI公司，該公司在2006年初第一次推出Multisim版本。Multisim9.0版本與Multisim7.0版本還是有區(qū)別的，雖然其與該軟件的整體操作系統(tǒng)應(yīng)用界面、元件編程調(diào)用的操作方式、搭建集成電路、虛擬環(huán)境仿真、電路圖及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析等相關(guān)技術(shù)仍然都已經(jīng)是充分繼承了之前的優(yōu)秀技術(shù)傳統(tǒng)，但是它與該軟件的整體內(nèi)容和軟件功能仍然己經(jīng)大不相同。比如它的一個控制元件工具條在其中新設(shè)計添加了一臺主機(jī)和三維先進(jìn)的外圍控制裝置，另外，在Multisim9.0基本接口界面右邊的采樣虛擬儀器工具條下方新設(shè)計添加了4臺LabVIEW的采樣虛擬儀器，他們類型分別為：麥克風(fēng)、播放器、信號處理發(fā)生器和一臺音頻信號處理分析儀。在二零零七年年初，美國NI公司推出新的版本NIMultisim10。在原來的Multisim前加上NI，在啟動畫面右上角也加上了有美國國家儀器公司的徽標(biāo)和英文“NATIONALINSTRUMENTSIM”字樣。為了給工程技術(shù)人員提供了便利，在安裝NIMultisim10軟件的同時，也同時安裝了和它相匹配的制版軟件NIUltiboard10。Multisim軟件是一款主要專門用于模擬設(shè)備開發(fā)和進(jìn)行仿真的模擬設(shè)備軟件,是NI公司自行出品的一套系列模擬設(shè)備輔助開發(fā)的軟件之一，新版NIMultisim14.0不再拘泥于對電子電路進(jìn)行模擬和仿真,其在LabVIEW中的虛擬儀器、單片機(jī)進(jìn)行模擬仿真等相關(guān)技術(shù)上也有許多革命性的創(chuàng)新和突破性的提高，屬于EDA技術(shù)的最高級別范疇。Multisim的基本功能如下：1、元器件庫多有數(shù)萬種虛擬元器件和真實(shí)元器件。虛擬的元器件沒有封裝，有可以修改的參數(shù)，不能制作PCB板，只能用作仿真。真實(shí)的元器件存在封裝、型號和不能修改的參數(shù)，能制作PCB板。基本元件庫如圖2.1所示：圖2.1基本元件庫（1）點(diǎn)擊“”按鈕，彈出對話框如圖2.2所示：圖2.2信號源（2）點(diǎn)擊“”，彈出對話框如圖2.3所示：圖2.3基礎(chǔ)元件2、虛擬儀器儀表的種類多此軟件為各種測試電路的性能參數(shù)和頻率波形分析提供了許多儀器儀表，其中的測試結(jié)果精度準(zhǔn)確且簡單直觀。同一種類型的儀器所需要使用的數(shù)量也不受限制,使用它們就像是跟在實(shí)驗室里一樣，為測試電路的各種性能參數(shù)和頻率波形等提供了便利。而且該儀器也是動態(tài)互相顯示的。在此軟件上也是可以為用戶創(chuàng)建LabVIEW的一種自定義儀器，有利于靈活地進(jìn)行圖形環(huán)境下的測量、升級和測試，以及對應(yīng)用程序的控制等。3、仿真分析的類型多能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)類型進(jìn)行傅里葉分析、交流信號分析、噪聲系數(shù)處理分析、靈敏度系數(shù)分析、瞬態(tài)抖動分析等十幾種類型分析，分析結(jié)果得出的數(shù)據(jù)結(jié)果通過高頻波形或者圖像是曲線表格等各種圖表形式直觀地快速展現(xiàn)和準(zhǔn)確呈現(xiàn)和輸出來。由于這些數(shù)據(jù)分析器在很多實(shí)驗室內(nèi)部一些應(yīng)用測試系統(tǒng)中都使用是不一定能夠同時進(jìn)行的，所以這就更加方便了對這些用戶信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用電路。4、為與其他軟件交換信息提供接口(1)為文字電路仿真模擬軟件中的PSpice與自動印刷文字電路板進(jìn)行設(shè)計的電路自動化印刷電路板在模擬仿真軟件Protel之間直接提供一個模擬接口，將這個電路仿真模擬的視圖直接通過帶有Windows的電路剪貼板發(fā)送到電路相應(yīng)的自動文字電路信號圖像處理控制系統(tǒng)中，然后對其視圖進(jìn)行文字編輯和打印排版；(2)能打開在PSpice建立的Spice網(wǎng)絡(luò)表文件；(3)使用該軟件完全可以把所有電路原理圖直接轉(zhuǎn)化成一個完全網(wǎng)絡(luò)化的儀表文檔，提供下載到EDA工具軟件中可用來方便進(jìn)行PCB版圖的電路圖及結(jié)構(gòu)原理圖的分析設(shè)計；(4)支持多種語言的電路仿真設(shè)計；(5)為獲取更多信息,其可以提供給Excel等軟件進(jìn)行進(jìn)一步處理。5、Help功能豐富Help系統(tǒng)既包括對一個元器件的基本功能和解釋,也包括對軟件本身的一些操作指導(dǎo)，對于元器件的基本功能和解釋尤為重要,而這些解釋為使用EWB進(jìn)行CAI教學(xué)提供了便利。6、MCU模塊強(qiáng)大它既可以支持多種C編程語言和多種匯編語言的編程，又可以能夠?qū)χС諶AM中的數(shù)據(jù)執(zhí)行存儲器和支持ROM應(yīng)用程序執(zhí)行存儲器等多種軟件模塊進(jìn)行多種延伸和升級擴(kuò)充，還可以能夠集成支持Microchip的PIC16F84等單片機(jī)。3病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計3.1呼叫系統(tǒng)整體設(shè)計呼叫器開始處于復(fù)位等待工作模式，當(dāng)值班室有呼叫信號顯示時，呼叫顯示控制模塊中相對應(yīng)床位的呼叫提示燈就會自然開始自動點(diǎn)亮，與此同時，值班室里的呼叫顯示控制模塊中的呼叫蜂鳴器也會發(fā)出一定的警報聲響，當(dāng)值班室有多位臨床患者進(jìn)行呼叫時，優(yōu)先級的選擇顯示模塊對其中的一個信號優(yōu)先進(jìn)行一個選擇和編碼，譯碼后呼叫顯示控制模塊就自然會對這個信號優(yōu)先進(jìn)行再次譯碼并重新顯示患者對應(yīng)床位，醫(yī)生就自然會對沒有顯示的一位病患再次診斷進(jìn)行緊急處理和需要治療，并重新開始修復(fù)所有顯示病患的一個呼叫顯示控制模塊開關(guān)，此時，如果值班室顯示有病患還沒有被醫(yī)生診斷和醫(yī)治，那么就要醫(yī)生優(yōu)先通過選擇顯示模塊再次重新啟動門診工作；如果所有的病患都已被醫(yī)生診斷并醫(yī)治，那么該七段呼叫顯示器就自然會自動開始熄滅進(jìn)行等待，呼叫顯示模塊就自然會自動重新開始復(fù)位進(jìn)行等待。流程如圖3.1所示。本設(shè)計旨在急需救治病人時，病人能被很快救治。該呼叫系統(tǒng)亮眼之處主要是因為以簡單的呼叫功能作為基礎(chǔ)，又添加了一個功能，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員不知道應(yīng)該先搶救哪個的問題時，就避免了多位患者同時被呼叫。如果電腦中存在幾個患者同時向醫(yī)院發(fā)出一個呼叫信號時，該電腦系統(tǒng)將在按照設(shè)定的等級范圍來自動進(jìn)行一次呼叫和顯示，此時其他的呼叫信號將被自動封存，這樣就能夠保證更為嚴(yán)重的患者能夠得到及時優(yōu)先的救治；其他信號的呼叫是指在高層次病人發(fā)出呼叫的信號完全清零之前再進(jìn)行一次自動呼叫，使所有已經(jīng)發(fā)出了呼叫信號的患者都能被及時地?fù)尵?。系統(tǒng)原理如圖3.2所示。圖3.1流程圖某大型醫(yī)院目前現(xiàn)有7間緊急病房，每個緊急病房門口都配備了有一個呼叫信息顯示燈，在醫(yī)護(hù)人員的值班室里還設(shè)置一個緊急數(shù)字顯示管，以此方式來實(shí)現(xiàn)與其相應(yīng)的緊急病房呼叫信息編號，同時在室內(nèi)還設(shè)置了有方便用戶按下的緊急呼叫信息控制開關(guān)，當(dāng)住院病人按下這個呼叫信息開關(guān)時，醫(yī)護(hù)人員的值班室里面的緊急數(shù)字顯示管就會自動顯示這個緊急病房的呼叫編號，同時醫(yī)護(hù)人員也會聽到蜂鳴器報警的聲音，以此來做提醒。圖3.2病房呼叫系統(tǒng)原理框圖例如，當(dāng)1號病房的人員按下緊急呼叫按鈕時，不論其他緊急病房的人員是否按下了緊急呼叫按鈕，醫(yī)護(hù)人員在值班室里的數(shù)字顯示器都會出現(xiàn)“1”，也就是說，1號緊急病房的人員優(yōu)先級最高，其次就是2號，以此類推，7號緊急病房的人員優(yōu)先級最低。如果此時7個病房中出現(xiàn)了同時好幾個緊急呼叫開關(guān)按鈕被醫(yī)護(hù)人員按下的情況，那么在這幾個醫(yī)護(hù)人員值班室里的緊急呼叫數(shù)字顯示器就會自動顯示這幾個緊急病房中醫(yī)護(hù)人員優(yōu)先等級最高的那個緊急呼叫編號，同時，這個醫(yī)護(hù)人員優(yōu)先等級最高的那個病房門口也會出現(xiàn)有緊急指示燈的閃爍；處理好后在處理好優(yōu)先等級最高后，把此病房的呼叫開關(guān)全部關(guān)閉，然后再繼續(xù)去處理其中的下一個，還是相對而言優(yōu)先等級最高的那個；所以當(dāng)全部的病房都被處理好之后，醫(yī)護(hù)人員在值班室的數(shù)字信息管就會出現(xiàn)“0”，也就是說沒有了病房的呼叫。比如說，此時將開關(guān)1閉合，數(shù)碼管的信號顯示為“1”，并且電腦上的揚(yáng)聲器也會被蜂鳴器BUZZER發(fā)出一陣聲響。按照優(yōu)先級別從高到低依次是1、2、3、4、5、6、7，此時開關(guān)1、3，數(shù)碼管則顯示為"1"。如果一個病房中的呼叫開關(guān)是J1~J7，Key=1則代表按下一個數(shù)字鍵1時，其中是一個可以被控制開關(guān)1的通道，同理我們可得Key=2，……，Key=7。如果值班室的呼叫啟動器開關(guān)J1被按下，此時打開的是啟動器1對應(yīng)的呼叫指示燈X1閃爍，同時值班室里的一個數(shù)碼管也會顯示“1”，計算機(jī)上的揚(yáng)聲器會被蜂鳴器發(fā)出聲響。按照優(yōu)先等級來看，呼叫開關(guān)J3、J5、J6、J7同時被按下，此時呼叫指示燈X3閃爍，值班室里的數(shù)碼管顯示“3”，計算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)出聲響，待“3”號床處理完后關(guān)閉它，則此時呼叫指示燈X5開始閃爍，以此類推，最后是X7指示燈閃爍。此系統(tǒng)選擇74lLS148N的優(yōu)先編碼器。該數(shù)據(jù)輸入編碼器由八個數(shù)據(jù)的輸入端、三個數(shù)據(jù)的進(jìn)輸出端、一個使能輸入端以及兩個輸出端組成，數(shù)據(jù)的輸入端分別為數(shù)字0~7，數(shù)據(jù)的輸出端分別為數(shù)字A0、A1、A2，使能輸入端EI，低電平有效，輸出端分別為GS、EO。數(shù)據(jù)組合輸出輸入端上的A0、A1、A2根據(jù)各個信號輸入端0~7的數(shù)字選通和信號變化，以此信號為依據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計輸出000~111的數(shù)字二進(jìn)制碼，通過一個邏輯數(shù)據(jù)組合控制電路和74LS47D的邏輯數(shù)據(jù)輸入端上的A、B、C分別進(jìn)行邏輯連接，最終可以用來設(shè)計完成一個完全符合系統(tǒng)設(shè)計過程需要的控制電路。此電路74LS08N的輸出端與74LS47D的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C相連。3.2開關(guān)電路模塊設(shè)計呼叫開關(guān)J1~J7，閉合任何一個，其所對應(yīng)的呼叫指示燈X1~X7開始閃爍，通過對不同的呼叫開關(guān)閉合，對應(yīng)不同的病房號，以此來顯示有幾個病人需要醫(yī)治。如圖3.3所示；圖3.3開關(guān)電路模塊3.3蜂鳴器電路模塊設(shè)計在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，根據(jù)蜂鳴器的用途及其設(shè)計方式不同，蜂鳴器可以發(fā)出諸如汽笛聲、電鈴噪聲、音樂響聲等多樣化的聲音。蜂鳴器被廣泛地應(yīng)用在計算機(jī)工程、打印機(jī)、汽車電子裝置行業(yè)等。在結(jié)構(gòu)方面，它比較簡單，體積不大，在重量方面，它比較輕巧，在成本方面，它比較低。而在此系統(tǒng)中，蜂鳴器起著重要作用，其可以起到提示醫(yī)護(hù)人員的作用。當(dāng)有病人出現(xiàn)異常情況按下病房里的按鈕時，能更好的提醒醫(yī)護(hù)人員。蜂鳴器模塊如圖3.4所示。圖3.4蜂鳴器電路模塊3.4顯示電路模塊設(shè)計在此系統(tǒng)中，優(yōu)先編碼器起著關(guān)鍵作用。優(yōu)先級最高為1，然后為2，依次到7，開關(guān)輸入從74LS148N的D0~D6口輸入。如圖3.5所示。此高頻集成電路由一個模擬開關(guān),具備優(yōu)先級功能的編碼器74LS148N，譯碼器74LS248N，與門74LS08N，電阻排及一個數(shù)碼管等主要部件連接組成。模擬電源啟動控制開關(guān)的初始工作狀態(tài)應(yīng)該是一個完全負(fù)的高電平。將模擬開關(guān)的所有輸入端，EI接高電平VCC，74LS148N的輸出A0、A1、A2分別接入譯碼器74LS248N的A、B、C。譯碼器的輸出A~G通過電阻排對應(yīng)接數(shù)碼管的A~G。數(shù)碼顯示器主要是一種專門用來表達(dá)和顯示各種數(shù)字、文本或者符號的電子元器件，現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同的類型產(chǎn)品，廣泛地應(yīng)用于各種大型的數(shù)字電子設(shè)備中，目前這種數(shù)碼顯示器正朝著小型、低功耗、平面化的方向進(jìn)行和發(fā)展。數(shù)碼管的顯示方式一般有字形重疊式、分段式、點(diǎn)陣式三種。圖3.5顯示電路模塊4仿真結(jié)果及分析本系統(tǒng)電路的仿真在Multisim10.0的主界面下進(jìn)行，啟動仿真開關(guān)即可進(jìn)行電路仿真。選擇元器件74LS148N、74LS47D、數(shù)碼管、開關(guān)、電阻、電源及地等，組成仿真電路。先是斷開所有的啟動開關(guān)，此時呼叫指示燈完全熄滅，數(shù)碼管的顯示為“0”，計算機(jī)上的一個揚(yáng)聲器不再發(fā)出任何聲響，此時系統(tǒng)就開始自動地處于等待狀態(tài)，此時顯示燈和數(shù)碼管完全熄滅，呼叫模塊也就處于等候復(fù)位狀態(tài)。結(jié)果如圖4.1所示。圖4.1待機(jī)狀態(tài)在下面這些示意圖中，打開任意仿真啟動的開關(guān)，分別檢驗一個開關(guān)的閉合、兩個開關(guān)的閉合、三個開關(guān)的閉合時整個電路運(yùn)行的結(jié)果。4.1單個病人呼叫打開一個仿真電源開關(guān),測試某個開關(guān)在閉合過程中,電路運(yùn)行的結(jié)果。當(dāng)計算機(jī)呼叫控制器開關(guān)J2閉合時,此時X2呼叫指示燈會自動閃爍,而且數(shù)字管上會顯示“2”，同時計算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。結(jié)果如圖4.2所示。當(dāng)呼叫器接收到信號，呼叫顯示模塊中的對應(yīng)的床號提示燈會亮，呼叫模塊中蜂鳴器發(fā)出聲響，數(shù)碼管上顯示對應(yīng)的病房號碼。由此可以得出，當(dāng)兩個呼叫器同時接收到2號床的呼叫信號時，呼叫顯示模塊中所對應(yīng)的2號床提示燈就會亮起，呼叫顯示模塊中的蜂鳴器也會發(fā)出一定的聲響，由于呼叫時沒有其他患者按下這個呼叫的按鈕，所以譯碼和輸入模塊就會對信號進(jìn)行翻轉(zhuǎn)譯碼并同時顯示2號床的指示燈。圖4.22號床呼叫4.2兩個病人呼叫打開仿真器的開關(guān)，測試兩個呼叫開關(guān)在同時閉合后，電路運(yùn)行情況。當(dāng)呼叫開關(guān)j2、j5同時閉合時，此時x2、x5呼叫指示燈會同時閃爍，而且在數(shù)碼管上則會顯示“2”，同時計算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。結(jié)果如圖4.3所示。圖4.32/5號床呼叫當(dāng)呼叫器接收到信號，呼叫顯示模塊中的對應(yīng)的床號提示燈會亮，呼叫模塊中蜂鳴器發(fā)出聲響，兩位病人呼叫時，優(yōu)先選擇模塊對信號進(jìn)行優(yōu)先編碼，譯碼顯示模塊對信號進(jìn)行譯碼并顯示病人床號。由此可見，當(dāng)5號床也同時按下時，呼叫顯示模塊中對應(yīng)的5號床的提示燈也亮起，呼叫模塊的蜂鳴器發(fā)出聲響，由于兩者之中，2號的優(yōu)先級別更高，經(jīng)優(yōu)先編碼器74LS148N和七段譯碼器74LS248N等邏輯處理之后，數(shù)碼管上顯示最高優(yōu)先級別的病房號碼“2”。4.3三個病人呼叫打開仿真開關(guān)，測試三個開關(guān)閉合時，電路的運(yùn)行結(jié)果。當(dāng)呼叫開關(guān)J1、J2、J5同時閉合時，此時X1、X2、X5呼叫指示燈閃爍，數(shù)碼管上顯示“1”，同時計算機(jī)上的揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。結(jié)果如圖4.4所示。圖4.41/2/5號床呼叫當(dāng)呼叫器接收到信號，呼叫顯示模塊中的對應(yīng)的床號提示燈閃爍，呼叫模塊中蜂鳴器發(fā)出聲響，三位病人呼叫時，優(yōu)先選擇模塊對信號進(jìn)行優(yōu)先編碼，譯碼顯示模塊對信號進(jìn)行譯碼并顯示病人床號。由此可得出，當(dāng)1號床再與之同時按下時，呼叫顯示模塊中對應(yīng)的1號床的提示燈也亮起，呼