數(shù)顯式脈搏測試儀

1、*大學(xué)電子課程設(shè)計(jì) 數(shù)顯式脈搏測試儀 學(xué)院：專業(yè)、班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：2014年12月電 子 實(shí) 習(xí) 目 錄一實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)目的.3二 設(shè)計(jì)引言以及設(shè)計(jì)概述 3 1引言 2概述 3目的 4意義 5要求 6內(nèi)容 7要解決的主要問題三設(shè)計(jì)方案的論證（理論依據(jù)和多種方案的分析比較）4四設(shè)計(jì)畫出總的原理框圖，簡述工作原理7五 設(shè)計(jì)各單元模塊，闡述工作原理8（參數(shù)計(jì)算選擇、元件功能、芯片引腳功能、線路連接、工作原理、驗(yàn)證過程）1 傳感器 82 放大與整形 93 倍頻電路104 定時(shí)電路105 計(jì)數(shù)譯碼顯示12六 調(diào)試各單元模塊（調(diào)試原理和調(diào)試方法）15 1放大電路測試 152倍頻電路測試 163.定時(shí)

2、電路測試174.電路整體性能測試 18七 繪制總原理圖，詳細(xì)闡述工作原理 18八 心得體會22九 參考文獻(xiàn)22一、實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)目的 實(shí)習(xí)是對學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識和實(shí)踐操作技能的一次檢驗(yàn)，使學(xué)生得到一次全面、系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練，以鞏固所學(xué)的理論知識，加強(qiáng)實(shí)際操作、獨(dú)立工作和解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞、遵守紀(jì)律的良好作風(fēng)，通過設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)可達(dá)到以下目的：（1）加深對所學(xué)理論知識的理解，更熟練掌握基本理論，且將理論與實(shí)際相結(jié)合。（2）學(xué)會基本的設(shè)計(jì)方法，能靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。（3）對所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)際電路驗(yàn)證，學(xué)會基本的調(diào)試電路的方

3、法， 二 設(shè)計(jì)引言以及設(shè)計(jì)概述（1）引言人體脈搏計(jì)的設(shè)計(jì)是基于傳感器，放大電路，顯示電路等基礎(chǔ)電路的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對人體脈搏的精確測量。其設(shè)計(jì)初衷是適用于各年齡階段的人群，方便快捷的測量脈搏次數(shù)，并用十進(jìn)制數(shù)顯示出來。具體的各部分電路接下來將介紹。隨著時(shí)代的發(fā)展，人類進(jìn)入了信息化電子時(shí)代，傳感器技術(shù)作為現(xiàn)代技術(shù)的主要內(nèi)容將有較大的發(fā)展。信息技術(shù)包括技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)?，F(xiàn)代人類社會已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代，因而信息技術(shù)對社會發(fā)展，科學(xué)進(jìn)步將起到?jīng)Q定性作用?，F(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)是信息采集、信息傳輸與信息處理，他們就是傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。傳統(tǒng)的脈搏測量用手工測量，通常將指尖輕壓動(dòng)脈向較堅(jiān)實(shí)

4、的面，以使脈搏的感覺傳到指尖，如果將動(dòng)脈壓上軟的組織，則脈動(dòng)波會被吸收或抵消，使指尖不易觸覺脈動(dòng)；指尖壓在動(dòng)脈上的力量要適中，用力太重將阻斷血流，反而無脈搏產(chǎn)生。這種手工方法雖然簡單易行，但容易產(chǎn)生誤差，特別是臨床住院病人常規(guī)的監(jiān)測上，這種手工測脈搏的方法不僅影響工作效率，并且不能連續(xù)監(jiān)測，無法實(shí)時(shí)觀察。我們設(shè)計(jì)的數(shù)字脈搏計(jì)是一種自動(dòng)測量人體脈搏的儀器，能直觀地顯示人體每分鐘脈搏數(shù)，可連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)量，價(jià)格便宜，適于普及推廣。本此課設(shè)設(shè)計(jì)了一款基于壓電傳感器的電子脈搏計(jì)，實(shí)現(xiàn)在30s內(nèi)測量人的脈搏跳動(dòng)次數(shù)，并且將脈搏次數(shù)顯示出來。該傳感器可與電子電路相結(jié)合，將脈搏信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號，并利用濾波

5、技術(shù)等信號處理方法準(zhǔn)確的測量人體微弱的脈搏信號，而且可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)顯示記錄功能。（2）概述隨著人們生活水平的提高，心臟疾病的發(fā)病率呈上升趨勢，已成為威脅人類身體健康的殺手之一，因?yàn)樾呐K病的發(fā)作具有突發(fā)性和隨機(jī)性，所以為患者進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量監(jiān)控已成為必然的趨勢。隨著電子科技的不斷發(fā)展，生命科學(xué)和信息科學(xué)的結(jié)合越來越緊密，許多研究人員都投身于人類的健康事業(yè)中。心率：用來描述心動(dòng)周期的專業(yè)術(shù)語，是指心臟每分鐘跳動(dòng)次數(shù)，已第一聲為準(zhǔn)，心電信號是一種非常弱且頻率較低的一種信號，一般幅值在0.05到5毫伏之間，頻率在0.05到100HZ之間，脈搏波：人體心室周期的收縮和舒張，導(dǎo)致主動(dòng)脈的收縮和舒張，是血流壓

6、力-波的形式從主動(dòng)脈根部開始沿著動(dòng)脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)的形態(tài)強(qiáng)度，速率和節(jié)律等方面的綜合信息，反應(yīng)出許多生理的血流特征，而心率的測量是一種評價(jià)人生理狀況很好的方法。心率和脈搏在身體正常的時(shí)候是相等的。在房顫等心臟疾病的時(shí)候可出現(xiàn)不等。因此心率測量問題可以轉(zhuǎn)化為脈搏的測量，而脈搏的測量更容易實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。脈搏計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中非常廣泛，他是用來測量一個(gè)人的心臟跳動(dòng)次數(shù)的電子儀器，也是心電圖的主要組成部分，用來測量頻率較低的小信號。其原理適用于很多聲控器械，它涉及到時(shí)序邏輯電路如何設(shè)計(jì)分析和工作等方面。通過使電路更深刻的了解時(shí)序邏輯部件的工作原理，從而掌握如

7、何根據(jù)需求設(shè)計(jì)滿足要求的各種電路圖，解決生活中的實(shí)際問題，將所學(xué)的知識應(yīng)用于實(shí)踐。（3）實(shí)習(xí)目的加深對所學(xué)理論知識的理解，更熟練掌握基本理論，且將理論與實(shí)際相結(jié)合。學(xué)會基本的設(shè)計(jì)方法，能靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。對所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)際電路驗(yàn)證，學(xué)會基本的調(diào)試電路的方法和熟悉焊接技術(shù)。熟悉脈搏計(jì)電路的組成，工作原理和設(shè)計(jì)方法。掌握多諧振蕩器、倍頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器等工作的原理和使用方法等的特點(diǎn)、用途以及主要參數(shù)的計(jì)算方法。熟悉集成電路芯片74LS00、74LS160、晶閘管、有源濾波等電路的特點(diǎn)以及主要參數(shù)的選擇方法。（4）意義培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想，

8、訓(xùn)練綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（5）要求最終的電路要能夠?qū)崿F(xiàn)在15s內(nèi)測量人體1min的脈搏振動(dòng)的次數(shù)，并且將振動(dòng)的次數(shù)通過顯示器顯示出來。一般來說，正常人的脈搏振動(dòng)的次數(shù)為6080次/min，嬰兒為90100次/min，老人為100150次/min。（6）內(nèi)容 人體脈搏計(jì)的設(shè)計(jì)是基于傳感器、放大電路、顯示電路等基礎(chǔ)電路的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對人體脈搏的精確測量。其設(shè)計(jì)初衷是適用于各年齡階段的人群，方便快捷的測量脈搏次數(shù)，并用十進(jìn)制數(shù)顯示出來。（7）要解決的主要問題主要解決傳感器、放大與整形、倍頻電路、定時(shí)電路、計(jì)數(shù)譯碼顯示這五個(gè)單元模塊的設(shè)

9、計(jì)和連接，最終實(shí)現(xiàn)要求設(shè)計(jì)的功能。三 設(shè)計(jì)方案的論證（理論依據(jù)，多種方案的分析比較）方案一：（1）傳感器是將脈搏跳動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為與此相對應(yīng)的電脈沖信號。（2） 放大整形電路把傳感器的微弱電流，微弱電壓放大，整形出去雜散信號。（3）倍頻器是將整形后所得到的脈沖信號的頻率提高。如將15s內(nèi)傳感器所獲得的信號頻率4倍頻，即可得到對應(yīng)一分鐘的脈沖數(shù)，從而縮短測量時(shí)間。（4）控制電路用555保證基準(zhǔn)時(shí)間控制，4倍頻后的脈沖信號送計(jì)數(shù)、顯示電路中。（5）計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路用來讀出脈搏數(shù)，以十進(jìn)制數(shù)的形式由數(shù)碼管顯示出來。 上述測量過程中，由于對脈沖進(jìn)行了4倍頻，計(jì)數(shù)時(shí)間也相應(yīng)地縮短了4倍15S，而數(shù)碼管顯

10、示的數(shù)字卻是1min的脈搏跳動(dòng)次數(shù)。用這種方案測量的誤差為±4次min，測量時(shí)間越短，誤差也就越大。 電路原理框圖如圖1所示：倍頻器基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路放大與整形計(jì)數(shù)譯碼顯示器控制電路傳感器圖1 方案一脈搏計(jì)原理框圖 此方案采用脈搏傳感器，74LS160計(jì)數(shù)器集成運(yùn)放放大電路，555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，D觸發(fā)器組成的4倍頻電路等電路。脈搏傳感器作用將脈搏信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的電脈搏沖信號。放大電路多種多樣，本次試驗(yàn)采用比較簡單，廉價(jià)的運(yùn)放電路。由一個(gè)運(yùn)放器和三個(gè)電阻就組成了。放大倍數(shù)可調(diào)。倍頻電路對脈搏進(jìn)行調(diào)頻，如將15S內(nèi)傳感器所獲得信號頻率4倍頻即可得到對應(yīng)一分鐘的脈沖數(shù)，從而縮短測量時(shí)間

11、。555定時(shí)器是為了實(shí)驗(yàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。本設(shè)計(jì)采用簡單的74LS160作為計(jì)數(shù)器，因?yàn)樗鞘M(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需改裝，直接使用。因?yàn)槊}搏測量器所需的上百位的數(shù)字。因此將三片74LS160直接進(jìn)行進(jìn)位方式連接，即得千進(jìn)制計(jì)數(shù)器。結(jié)合以上各部分電路內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求分析，以控制電路為樞紐，將經(jīng)傳感器、放大整形電路、倍頻電路的脈搏信號和時(shí)間信號通過控制電路實(shí)現(xiàn)對計(jì)數(shù)器的控制，使其能夠準(zhǔn)確的顯示脈搏數(shù)。根據(jù)此框圖，各部分電路有如下幾種設(shè)計(jì)方案：放大電路可以在同相放大器和反相放大器之間選擇，二者幾乎沒有區(qū)別，在此選擇使用反相比較器，整形電路可以用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器或者由運(yùn)放組成的遲滯電壓比較器，考慮到運(yùn)

12、放的使用較555簡單方便，選擇用運(yùn)放構(gòu)成遲滯比較器，倍頻電路的形式很多，可以用鎖相倍頻器或者異或門倍頻器等，由于鎖相倍頻器電路比較復(fù)雜，成本比較高，所以這里采用了能滿足設(shè)計(jì)要求的D觸發(fā)器組成的4倍頻電路?；鶞?zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)方案也較多，可以選擇石英晶體振蕩電路、555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，因?yàn)槭⒕w振蕩電路還需要接入4060集成芯片，使用比555復(fù)雜，所以選擇555產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)間，計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)有較多方案，可以選擇160、161、279等芯片均可以設(shè)置為10進(jìn)制來滿足要求，在此選擇使用普遍，較熟悉的160作為計(jì)數(shù)器電路。方案二測量脈搏跳動(dòng)固定次數(shù)（比如5次，10次）所需的時(shí)

13、間，然后轉(zhuǎn)換為每分鐘的脈搏數(shù)。電路原理圖如圖2所示。傳感器門控電路基準(zhǔn)時(shí)間發(fā)生器定脈沖數(shù)產(chǎn)生電路譯碼、顯示電路可預(yù)置8位計(jì)數(shù)器8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器六進(jìn)制計(jì)數(shù)器放大與整形圖2 方案二脈搏計(jì)原理框圖這兩種方案比較起來，第一種更直觀，所需的電路結(jié)構(gòu)更簡單些；第二種方案的測量誤差比較小，但實(shí)現(xiàn)起來電路要復(fù)雜些。為了使脈搏計(jì)輕巧而便宜，通常采用第一種方案。本文進(jìn)行的設(shè)計(jì)就基于這一方案。四、電路設(shè)計(jì) 數(shù)顯式脈搏計(jì)主要由采樣輸入電路、脈沖計(jì)數(shù)電路、基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路、譯碼顯示電路四個(gè)部分組成。且要求在開始工作15S后能自動(dòng)停止對脈搏的計(jì)數(shù)以獲得準(zhǔn)確的脈搏數(shù)。下次工作時(shí)通過按鈕來清零，重新顯示脈搏數(shù)。其工作原理簡介

14、：電路連接好以后，通過紅外光照射人的手指的血脈流動(dòng)情況，將脈搏信號轉(zhuǎn)換成電平信號，由三極管接受之后經(jīng)過放大電路將信號放大10倍，流入整形電路成為規(guī)則的矩形波，再由倍頻電路對此信號進(jìn)行二倍變頻。與此同時(shí)，基準(zhǔn)時(shí)間電路由單穩(wěn)態(tài)555產(chǎn)生一個(gè)周期為15秒的信號。 整個(gè)電路的核心部分控制電路的工作，按下開關(guān)，輸出為低電平，對計(jì)數(shù)器和D觸發(fā)器進(jìn)行清零，輸出高電平。計(jì)數(shù)器的脈沖信號由鎖存器輸出信號、時(shí)間基準(zhǔn)電路的輸出信號、倍頻電路信號通過三輸入與非門產(chǎn)生。 由三輸入與非門的輸出信號作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器是由16進(jìn)制的74LS160的10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，三個(gè)計(jì)數(shù)器從左至右分別為百位、十位、

15、個(gè)位。十位的計(jì)數(shù)受各位的影響，只有當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)到9后十位的使能端信號才有效。十位開始計(jì)數(shù)，百位的計(jì)數(shù)原理同十位。74LS160計(jì)數(shù)器集成運(yùn)放放大電路，555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，D觸發(fā)器組成的4倍頻電路等電路。脈搏傳感器作用將脈搏信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的電脈搏沖信號。放大電路多種多樣，本次試驗(yàn)采用比較簡單，廉價(jià)的運(yùn)放電路。由一個(gè)運(yùn)放器和三個(gè)電阻就組成了。放大倍數(shù)可調(diào)。倍頻電路對脈搏進(jìn)行調(diào)頻，如將15S內(nèi)傳感器所獲得信號頻率4倍頻即可得到對應(yīng)一分鐘的脈沖數(shù)，從而縮短測量時(shí)間。555定時(shí)器是為了實(shí)驗(yàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。本設(shè)計(jì)采用簡單的74LS160作為計(jì)數(shù)器，因?yàn)樗鞘M(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需改裝，直接使用。因?yàn)槊}搏測

16、量器所需的上百位的數(shù)字。因此將三片74LS160直接進(jìn)行進(jìn)位方式連接，即得千進(jìn)制計(jì)數(shù)器。結(jié)合以上各部分電路內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求分析，以控制電路為樞紐，將經(jīng)傳感器、放大整形電路、倍頻電路的脈搏信號和時(shí)間信號通過控制電路實(shí)現(xiàn)對計(jì)數(shù)器的控制，使其能夠準(zhǔn)確的顯示脈搏數(shù)。（1）傳感器脈搏傳感器的作用是將脈搏信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的電沖信號。脈搏傳感器是脈象檢測系統(tǒng)中重要的組成部分，其性能的好壞直接影響到后置電路的處理和結(jié)果的顯示。目前典型的脈搏傳感器有以下三種：光電類、壓阻類和壓電類。傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動(dòng)情況，把脈搏跳動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號。傳感器信號調(diào)節(jié)，該部分結(jié)構(gòu)簡單R1和R

17、2的值分別選取510和10K，電源采用5V供電，紅外線發(fā)光管采用TLN104接收三極管采用TLP104。本次設(shè)計(jì)中是利用函數(shù)信號發(fā)生器，使用正弦波模擬人體脈搏跳動(dòng)。其原理電路如圖3：圖3 紅外光電傳感器(2)放大與整形由于傳感器輸出電阻比較高，本次課程設(shè)計(jì)中的放大電路采用了同相放大器，如圖所示，運(yùn)放采用了OP07，電源電壓采用正負(fù)5V，放大電路放大倍數(shù)為20倍左右。整形電路在這里采用了最為簡單的與非門電路。電路如圖4所示。圖4 放大與整形電路NE5532AI的功能介紹：1、 等效輸入噪聲電壓 5納伏/Hz的典型值在1kHz2、 單位增益帶寬，典型值為10MHz3、 高直流電壓增益，典型值為10

18、0V/mV4、 峰峰值輸出電壓擺幅為32V 典型的電壓CC+=+18V和RL=6005、 高轉(zhuǎn)換率，典型值為9V/us6、 寬電源電壓范圍，+3V到+20V NE5532AI管腳接線圖 （3）倍頻電路該電路的作用是對放大整形后的脈搏信號進(jìn)行4倍頻，以便在15s內(nèi)測出1min內(nèi)的人體脈搏跳動(dòng)次數(shù)，從而縮短測量時(shí)間，以提高診斷效率。倍頻電路的形式很多，如鎖相倍頻器、異或門倍頻器等，由于鎖相倍頻器電路比較復(fù)雜，成本比較高，所以這里采用了能滿足設(shè)計(jì)要求的D觸發(fā)器組成的4倍頻電路。電路如圖5所示。圖5 倍頻電路（4）定時(shí)電路555定時(shí)器是為了試驗(yàn)在15s內(nèi)完成任務(wù)，使單穩(wěn)態(tài)的時(shí)間長度為15s。所以定時(shí)時(shí)

19、間為15s。本試驗(yàn)采用555單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路。工作原理大概如下：開關(guān)打開，RST、VCC、1端都為高電平，此時(shí)比較器1、2都輸出高電平，輸出端輸出為低電平。 觸發(fā)時(shí)：開關(guān)打開，RST、VCC、1端都為高電平，此時(shí)比較器1、2都輸出高電平，輸出端輸出為低電平。 觸發(fā)時(shí)：觸發(fā)信號加在觸發(fā)端，比較器2輸出低電平，鎖存器置1，輸出端輸出高電平。電源通過電阻R6向電容C2充電，暫穩(wěn)態(tài)開始。經(jīng)過一個(gè)小的延遲時(shí)間，觸發(fā)信號消失，觸發(fā)端為高電平。 暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)：隨著電容的充電，當(dāng)時(shí)間達(dá)到15s的時(shí)候，電容兩端電壓為2/3VCC,THR和THI為1/3VCC，此時(shí)輸出變?yōu)榈碗娖?。時(shí)間常數(shù)有t=1.1RC可以求得。

20、取C5=10nF，C2=4.7uF，R6=2.9M。圖6 定時(shí)電路 圖7 555內(nèi)部原理圖和邏輯圖 （5）計(jì)數(shù)譯碼顯示這部分電路主要要完成對方波脈沖計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)結(jié)果譯碼顯示出來的功能。對于這部分電路，有很多方案都可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，而且電路都很相似，對于計(jì)數(shù)器，選擇曾在這個(gè)學(xué)期做過的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中多次用到的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160。電路如圖8所示。圖8 計(jì)數(shù)與顯示 芯片使用說明：74LS160邏輯功能測試74LS160是中規(guī)模集成同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有異步清零和同步預(yù)置數(shù)的功能。使用74LS160通過置零法或置數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。其引腳圖見圖9。先對74LS160的基本功能進(jìn)行測

21、試，并將計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)填入表9中。  異步清零：當(dāng)0時(shí)，Q 0Q1Q2Q30。 同步預(yù)置：當(dāng)0時(shí)，在時(shí)鐘脈沖CP上升沿作用下，Q 0D0，Q1D1，Q2D2，Q3D3。 鎖存：當(dāng)使能端時(shí)，計(jì)數(shù)器禁止計(jì)數(shù)，為鎖存狀態(tài)。  計(jì)數(shù)：當(dāng)使能端EPET1時(shí)，為計(jì)數(shù)狀態(tài)。 表9  74LS160的邏輯功能表時(shí)鐘CP異步清除同步置數(shù)EP     ET工 作 狀 態(tài)×0××      ×清零 10× 

22、     ×預(yù)置數(shù) ×110       1保持 ×11×      0保持（但C=0) 111       1送數(shù)  圖9 74LS160引腳圖 五、性能的測試本次課程設(shè)計(jì)中是利用函數(shù)信號發(fā)生器，使用正弦波模擬人體脈搏跳動(dòng)。如圖10所示。 圖10 函數(shù)信號發(fā)生器1. 放大電路測試在本次課程設(shè)計(jì)中，

23、由于傳感器電阻大，所以需要放大電路，放大電路的電路圖為圖11所示，波形圖如圖12所示圖11 放大電路圖 12 放大前與放大后的波形對比（A通道為信號源波形，B通道為放大后波形）（2）倍頻電路測試四倍頻電路：原理圖如圖13所示，其工作原理為：當(dāng)a點(diǎn)為低電平穩(wěn)定時(shí)，b點(diǎn)為0。a=b,c=0。當(dāng)a由低變高時(shí)，第一個(gè)異或輸出為高。給電容充電，b點(diǎn)電壓逐漸升高，當(dāng)電壓達(dá)到異或門的閾值電壓2V時(shí)，c點(diǎn)為低。高電平時(shí)間由R1，C1的值共同確定。當(dāng)a點(diǎn)由高到低時(shí)，b點(diǎn)電壓不變，且電容開始放電，此時(shí)，a=!b, c點(diǎn)電位為高，直到電容放電致電壓小于2V，c點(diǎn)跳變?yōu)榈?。整個(gè)過程組成一個(gè)二倍頻電路，兩個(gè)二倍頻電路構(gòu)

24、成一個(gè)四倍頻電路。輸入與輸出波形如圖14所示。輸入脈搏信號用250HZ的矩形波，T=4ms。前級二倍頻電路的高電平應(yīng)為2ms。經(jīng)計(jì)算得：TW=0.7RC=0.7×7K×0.4uF=1.96ms。為使上升沿分布均勻，二級倍頻電路的高電平應(yīng)小于1/2TW。且如果電容過大，則波形可能出現(xiàn)丟步現(xiàn)象。故我們只需要分布均勻的上升沿即可。所以：TW2=0.7RC=0.7×1K×0.1uF=0.07ms。圖13 倍頻電路圖14 4倍頻波形（A通道為頻率放大4倍后波形，B通道為信號源波形）（3）定時(shí)電路測試本次課題中，要求用15秒測出1min的人體脈搏，所以用555定時(shí)器

25、使輸出端在15秒以內(nèi)為高電平，15秒之后為低電平。電路如圖15所示，波形如圖16所示。圖15 555定時(shí)器部分電路圖16 555定時(shí)輸出波形（4）電路整體性能測試在本次課程設(shè)計(jì)中當(dāng)加入一個(gè)1Hz，10V的信號源時(shí)，在15秒時(shí)脈搏計(jì)上的示數(shù)為60，在題目要求的誤差范圍內(nèi)圖17 加入1hz信號源時(shí)15秒所測出的脈搏數(shù)其他測量值如表一所示表一 輸入頻率以及脈搏計(jì)顯示示數(shù)輸入頻率脈搏計(jì)顯示1Hz600.5Hz302Hz12010Hz600六、結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了課題的要求，將脈搏跳動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電脈沖信號，放大整形后進(jìn)行四倍頻，并在15s（基準(zhǔn)時(shí)間） 內(nèi)對此信號計(jì)數(shù)，便得到了1min脈搏數(shù)。

26、7、 性價(jià)比 555集成芯片，74LS160，NE5532AI，7400,74LS86以及數(shù)碼管都是在市場上的銷售價(jià)格都比較便宜，可以買到，并且常用的芯片，在一定條件上可以代替市場上銷售昂貴的脈搏計(jì)。此脈搏計(jì)，制作簡單，方便，成本低廉，性價(jià)比良好。八、實(shí)訓(xùn)心得體會 經(jīng)過為期兩周的數(shù)字電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我學(xué)到了很多東西，這一課程設(shè)計(jì)使我們對課堂上所學(xué)的理論知識有了進(jìn)一步的認(rèn)識，并增強(qiáng)了我對數(shù)字電子技術(shù)這門課程的興趣，我對實(shí)驗(yàn)要求有新的提高， 增強(qiáng)我對焊接的嚴(yán)謹(jǐn)性，動(dòng)手能力也有一定的提高，對電路板布線也知道了一些注意事項(xiàng)。經(jīng)過實(shí)訓(xùn)進(jìn)一步加深對邏輯電路和一些常用IC如74LS160、7400、555等應(yīng)用的熟悉和掌握。另外，我也發(fā)現(xiàn)自己對數(shù)電知識和電子設(shè)計(jì)軟件掌握得不夠，其次在此次設(shè)計(jì)過程中由于我們頻繁的使用Multisim10這個(gè)仿真軟件，因此我也進(jìn)一步熟悉了此軟件的使用，同時(shí)使用電腦對繪圖操作上有了進(jìn)一步提高。 我首先應(yīng)選出一個(gè)比較該興趣的課題，然后根據(jù)設(shè)計(jì)題目的技術(shù)指標(biāo)或電路所實(shí)現(xiàn)的功能，對各單元模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中遇到了一些問題，使得我查找各種相關(guān)資料，在增長知識