電子課程設(shè)計2015

電子課程設(shè)計1、脈搏計原理2、頻率計原理3、Multisim簡介4、QuartusII簡介5、GW48-CK實驗開發(fā)系統(tǒng)6、設(shè)計報告要求7、時間安排分立元件可編程邏輯器件1、數(shù)字脈搏計

一、方案簡介1.參考框圖FPGA實現(xiàn)*FPGA實現(xiàn)*仿真實現(xiàn)注：*為附加內(nèi)容2.脈搏信號測量放大電路（參考）集成測量放大器AD521，AD534，AD620

一、任務(wù)設(shè)計一個數(shù)字脈搏計。模擬部分仿真實現(xiàn)，數(shù)字部分FPGA實現(xiàn)。

1．

技術(shù)要求

（1）

用十進制數(shù)字顯示被測人體的脈搏每分鐘跳動的次數(shù)，測量范圍為20~200次/分。（2）

（在15秒時間內(nèi)）測量出每分鐘的脈搏數(shù)。

（3）

鎖定每分鐘的脈搏數(shù)，分別要求：①顯示計數(shù)過程，并保持計數(shù)結(jié)果。手動清零。②不顯示計數(shù)過程，鎖存為計數(shù)結(jié)果。自動清零，自啟動計數(shù)。

脈搏信號放大器（仿真）輸入：1mV、1.2Hz輸出：能夠驅(qū)動CMOS數(shù)字芯片性能指標：電壓增益：大于1000倍

通頻帶：0.15Hz—30Hz仿真要完成的主要任務(wù)：功能分析、指標測量。2.模擬信號處理（設(shè)計并仿真）

對于脈搏信號的放大、濾波、整形部分采用MultiSim或PSPICE仿真實現(xiàn)。2、數(shù)字頻率計

數(shù)字頻率計是直接用十進制數(shù)字顯示出被測信號頻率的一種儀器，被測信號可以是正弦信號、方波信號、尖脈沖信號。除此之外，配以適當?shù)膫鞲衅?，還可以對許多物理量進行測量，如振動速度、轉(zhuǎn)動速度等。因此，數(shù)字頻率計是應(yīng)用范圍廣泛的測量裝置。2.1測量原理

數(shù)字頻率計的基本原理就是測量單位時間內(nèi)脈沖信號的個數(shù)，即，其中，f是被測信號的頻率，N是計數(shù)器累加的脈沖個數(shù)，T是測量時間。2.2頻率計結(jié)構(gòu)圖1.2頻率計結(jié)構(gòu)圖（1）時基單元

包括振蕩器和分頻器，用來產(chǎn)生周期為1s的脈沖信號，稱為時基信號。（2）控制電路

得到寬度為1s的方波，稱為閘門信號；在每次取樣后封鎖主控門和時基信號的輸入門（3）計數(shù)單元

把通過主控門的被測信號輸入計數(shù)器、寄存器、譯碼器和顯示器。（4）延時單元

數(shù)據(jù)顯示一段時間，其時間的長短取決于延時電路，然后對計數(shù)器進行清零，重新進行測量。

（5）主控門

起控制被測信號通過的作用，在取樣時間內(nèi)主控門打開，清零和顯示時間內(nèi)主控門關(guān)閉。（1）時基單元

包括振蕩器和分頻器，用來產(chǎn)生周期為1s的脈沖信號，稱為時基信號。

（2）控制電路

其一得到寬度為1s的方波，稱為閘門信號，其二在每次取樣后封鎖主控門和時基信號的輸入門

（3）計數(shù)單元

把通過主控門的被測信號輸入計數(shù)器、寄存器、譯碼器和顯示器。

（4）延時單元

數(shù)據(jù)顯示一段時間，其時間的長短取決于延時電路，然后對計數(shù)器進行清零，重新進行測量。

（5）主控門

起控制被測信號通過的作用，在取樣時間內(nèi)主控門打開，清零和顯示時間內(nèi)主控門關(guān)閉。

（6）輸入單元

將接受的各種信號放大、整形，變換為脈沖信號。頻率計設(shè)計要求測量范圍：1Hz-----999999Hz以六位十進制數(shù)字顯示測量結(jié)果。頻率顯示2s，“0”狀態(tài)顯示1s。可以控制測量的啟動、停止和復(fù)位?！跋[”功能根據(jù)技術(shù)指標，選擇元件，設(shè)計出原理電路圖。直流工作點分析交流分析暫態(tài)分析傅立葉分析噪聲分析失真分析直流掃描靈敏度分析主要功能：參數(shù)掃描溫度掃描零-極點分析傳輸函數(shù)分析最壞情況分析……3、Multisim仿真軟件

Multisim界面介紹仿真電源開關(guān)菜單欄工具欄元器件欄儀器儀表欄電路工作區(qū)狀態(tài)欄

波特圖儀控制面板分為Magnitude（幅值）或Phase（相位）的選擇、Horizontal（橫軸）設(shè)置、Vertical（縱軸）設(shè)置、顯示方式的其他控制信號，面板中的F指的是終值，I指的是初值。在波特圖儀的面板上，可以直接設(shè)置橫軸和縱軸的坐標及其參數(shù)。

例如：構(gòu)造一階RC濾波電路，輸入端加入正弦波信號源，電路輸出端與示波器相連，目的是為了觀察不同頻率的輸入信號經(jīng)過RC濾波電路后輸出信號的變化情況。

調(diào)整縱軸幅值測試范圍的初值I和終值F，調(diào)整相頻特性縱軸相位范圍的初值I和終值F。打開仿真開關(guān)，點擊幅頻特性在波特圖觀察窗口可以