基于fpga的病房呼叫系统的设计

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1、基于FPGA的病房呼叫系统的设计基于FPGA的病房呼叫系统的设计中文摘要：病房呼叫系统，顾名思义，是病人在医生与护士不在的情况下病人找寻医生寻求帮助的系统。该病房呼叫系统是基于FPGA的，通过FPGA设计的不同设计方法的比对，最后采用的模块化设计，VHDL语言与原理图相结合的方法进行设计。充分利用了FPGA的可编程能力与VHDL语言的课移植性和原理图编辑的直观性等优点。来实现病房呼叫系统的功能实现。关键字：病房呼叫，系统，FPGA，模块，VHDL1原理假设有8个病房，即有八个信号输入，同时要有时间显示与声

2、音提示。这在病房呼叫系统中是必不可少的。八个模拟病房呼叫输入端，假设一号优先级最高，依次递减。当有一个信号输入时，其所对应的LED灯亮，并有提示音与时间和病房号显示，开始5秒伴随提示音，5秒后自动关闭提示音，在3分钟内如无应答，则在3分钟后发出警报，持续时间为5秒。当有多个信号同时输入时，病房呼叫系统选择优先级最高的进行显示时间，病房号与声音提示，其他的均只显示其对应的LED，并无时间显示。5秒声音提示以后3分钟内如无应答，再次发出警报。如在3分钟内有应答，则显示下一个病房的病房号与时间，同样当计时器的时

3、间超过3分钟时报警，如在3分钟内有应答则显示下一个，以此类推。原理图：2方案论证我对这个设计开始和现在所用的设计不同的方案，但在顶层设计时发现并不好实现，中间的信号太多太庞杂，连接起来比较复杂，但在后续编辑中没有预期的效果，在多次调试仿真中无法得到想要的结果，所以我选择了排除错误，首先从自身下手，对每个模块进行单独设计，利用VHDL语言的可移植性，应用原件例化语句将模块连接起来，通过例化后的电路图与原理图进行比较，看是否有连错等问题。-31-基于FPGA的病房呼叫系统的设计2模块的划分及各模块的功能实现3

4、.1模块的划分l对病房呼叫的信号进行存储并处理信号，这就需要一个对信号进行存储的锁存器；l对发出的信号进行优先选择，就需要一个数据选择器；l对时间控制信号的优先选择，使数码管可以显示优先级最高的信号时间，又需要一个数据选择器；l显示时间，并对其进行计时，需要一个计时器；l用七段数码管显示时间，需要一个可以驱动七段数码管的显示器；l蜂鸣，就需要一个蜂鸣器；l在设计变成的过程中，计时器与蜂鸣器的位宽不同，有需要一个转换连接的连接器。即分为锁存器、数据选择器、时间选择器、计时器、显示器、蜂鸣器与连接器几个模块组

5、成。3.2模块的功能实现：3.2.1锁存器：由于有8个病房，所以设计8个输入信号且高电平时为信号输入，另外考虑到时间模块显示的是当前等待时间，所以决定时间显示当前等待时间为最好，所以在所存模块，把复位加到锁存模块，高电平的时候表示复位不工作，低电平的时候表示复位。锁存器的一个输入信号与LED灯相连，使得有呼叫信号时，与病房相对应的灯亮。另外一个相同的输出信号连接数据选择器对信号进行选择，还有一个相同输出信号控制计时模块中的SP信号。程序：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164

6、.ALL;ENTITYSUOCUNQIISPORT(REST:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);——输入信号SIN:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);SOUT1:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);SOUT2:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);三个相同的输出SOUT3:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDSUOCUNQI;ARCHITECTUREbhvOFSUOCUNQIISS

7、IGNALSOUT:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINPROCESS(REST,SIN)BEGINIFREST(0)='1'ANDSIN(0)='1'THENSOUT(0)<='1';-31-基于FPGA的病房呼叫系统的设计ELSESOUT(0)<='0';ENDIF;IFREST(1)='1'ANDSIN(1)='1'THENSOUT(1)<='1';ELSESOUT(1)<='0';ENDIF;IFREST(2)='1'ANDSIN(2)='1'THENSOUT(2)<=

8、'1';ELSESOUT(2)<='0';ENDIF;IFREST(3)='1'ANDSIN(3)='1'THENSOUT(3)<='1';ELSESOUT(3)<='0';ENDIF;IFREST(4)='1'ANDSIN(4)='1'THENSOUT(4)<='1';ELSESOUT(4)<='0';ENDIF;IFREST(5)='1'ANDSIN(5)='1'THENSOUT(5)<='1';ELSESOUT(5)<=