电类课程设计-脉搏跳动测量电路设计

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1、谢建军：脉搏跳动测量电路设计目录一已知参数和设计要求11.1基本要求21.2发挥部分21.3课程设计工作计划21.4学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课2二设计方案22.1设计原理：22.2系统原理框图：32.3单元电路设计32.3.1放大电路32.3.2滤波电路42.3.3整形电路52.3.4LM234引脚图62.3.5数显电路62.3.6单片机和报警电路62.3.7单片机程序设计流程图：72.4总电路图10三心得体会11四参考文献1212谢建军：脉搏跳动测量电路设计一、已知参数和设计要求设计一个脉搏跳动测量电路。设计参数：脉搏跳动传感器为模拟信号:5--50mv,噪

2、声信号小于20mv。要求1、基本要求：（1）电压比较用施密特触发器；（2）显示每分钟跳动值；（3）循环显示，每隔10s刷新一次，显示前一分钟的心跳次数，显示最小位为1次。（4）每分钟跳动小于60、大于130时进行声光报警；正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。2、发挥部分：选定传感器；判断测量范围中的异常。3、课程设计工作计划：第一周完成资料查询、总体方案设计及部分电路设计；第二周完成具体电路设计及设计报告4、学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课程设计报告。二、设计方案12谢建军：脉搏跳动测量电路设计1、设计原理：电路由传感器模拟信号、信号

3、放大电路、滤波电路、整形电路、单片机电路、数码显示电路和报警电路等六部分组成。传感器模拟信号经过信号放大电路进行放大，再由一个二阶压控有源低通滤波器滤掉信号中的噪声信号，然后信号经过有555定时器构成的施密特触发器对信号波形进行整形后输入到单片机中，单片机采用8051单片机，在单片机中对信号计数，然后输出到数显电路和报警电路。数显电路显示每分钟跳动数，报警电路对于正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。2、系统原理框图：有设计原理可以得到框图如下：整形电路滤波电路放大电路→模拟信号模拟信→→→数显电路单片机↓←报警电路←3、单元电路设计（1)放大电路前置放大电

4、路采用了二级放大电路，由于传感器信号很微弱，只有几毫伏，且输入阻抗很高，故前级放大器采用同相放大器。为了使信号电压无太大损失，采用较小放大倍数，只放大6倍。电路图如下：12谢建军：脉搏跳动测量电路设计计算：放大倍数为6倍令R1=10K，则R3=50K再由R2=R1//R2，得：R2=82.5K次级放大电路这种的反相放大器既有较高的输入阻抗又可取得足够的增益。如果选取R9远大于R10、R11，放大器的增益可用下式近似计算：设R8=100K，R9=1M，R11：量程为10K的电位器，R12=1K，R13=91K。C4与R13构成低通滤波，截止频率为20Hz，根据公式增益范围为11-110。电

5、路图如下：（2）滤波电路采用了二阶压控有源低通滤波器，把脉搏信号中的噪声干扰去掉，设置截止频率为40Hz，电源放大倍数选用1.6。12谢建军：脉搏跳动测量电路设计电路图如下：参数计算：取R7=20K,所以R6=12K令R4=R5=R,C2=C3=C由,取C=0.22μf,得：R=18K（3）整形电路经过放大器滤波后的脉搏信号是不规则的脉冲号，因此必须加以滤波整形，这里选用了施密特触发器作为迟滞电压比较器。电路图如下：以上的模拟电路部分才用的放大器均为LM324运算放大器，其结构相对简单，而且LM324四运放电路具有电源电压范围宽、静态功耗小、单电源使用等优点，电路也12谢建军：脉搏跳动测

6、量电路设计得到了简化了。同时电路可以共用一块芯片，节约成本。LM234引脚图如下：（4）数显电路选用74LS48D作为显示译码电路，选用LED数码管作为单元显示电路，电路图如下：12谢建军：脉搏跳动测量电路设计（5）单片机和报警电路单片机选用8051单片机，电路图如下：以下是单片机程序设计流程图：12谢建军：脉搏跳动测量电路设计12谢建军：脉搏跳动测量电路设计12谢建军：脉搏跳动测量电路设计4、总电路图12谢建军：脉搏跳动测量电路设计三、心得体会12谢建军：脉搏跳动测量电路设计学到用时方觉少！这一次的电类设计课程让我加深了解了这个道理。尤其是当你遇到一个难题，查网上资料查不到、查纸质资料

7、又没头绪时更是如此。还好做设计就应该不急不躁，实在不行就应该多问问周围老师和同学寻找解答。但终于解决搞定了，在心底放下一口气的同时也会暗暗地感恩周围朋友对你的帮助。在这次课程设计中，我和同学们在一起交流，学习如何将课本上的知识应用于实际的问题之中。所以在这期间，锻炼了我对所学知识应用的能力，也让我对所学的知识有了一次深刻的复习和清晰的认识。当然这次设计更重要的是锻炼了自己解决实际问题能力，如何分析问题，理清思路，简化问题，找出最佳方