数电课设报告-电子脉搏计设计
数电课设——人体脉搏计数器
一、概述随着时代的发展，人类进入了信息化电子时代，传感器技术作为现代技术的主要内容将有较大的发展。
信息技术包括技术、通信技术和传感器技术。
现代人类社会已经进入信息时代，因而信息技术对社会发展，科学进步将起到决定性作用。
现代信息技术的基础是信息采集、信息传输与信息处理，他们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。
传统的脉搏测量用手工测量，通常将指尖轻压动脉向较坚实的面，以使脉搏的感觉传到指尖，如果将动脉压上软的组织，则脉动波会被吸收或抵消，使指尖不易触觉脉动；指尖压在动脉上的力量要适中，用力太重将阻断血流，反而无脉搏产生。
这种手工方法虽然简单易行，但容易产生误差，特别是临床住院病人常规的监测上，这种手工测脉搏的方法不仅影响工作效率，并且不能连续监测，无法实时观察。
我们设计的数字脉搏计是一种自动测量人体脉搏的仪器，能直观地显示人体每分钟脉搏数，可连续、动态监量，价格便宜，适于普及推广。
本此课设设计了一款基于压电传感器的电子脉搏计，实现在30s内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。
该传感器可与电子电路相结合，将脉搏信号转化为模拟电信号，并利用滤波技术等信号处理方法准确的测量人体微弱的脉搏信号，而且可以进一步实现显示记录功能。
二、方案论证设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。
正常人的脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。
方案一1传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2 放大整形电路把传感器的微弱电流，微弱电压放大。
3倍频器将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。
如将30s内传感器所获得的信号频率2倍频，即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。
4控制电路用555定时器以保证在基准时间控制下，使2倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。
5计数、译码、显示电路用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。
电子课程设计电子脉搏计
电子课程设计---电子脉搏计电子课程设计——电子脉搏计学院：电子信息工程学院专业、班级：电气101501姓名:学号：指导教师：2012年12月目录一设计任务与要求-------------------------------------------- 3 二总体框图----------------------------------------------------- 3 三元器件清单及说明----------------------------------------- 5 四各功能模块及其原理--------------------------------------- 12 五总体设计电路图--------------------------------------------- 15 六工作总结------------------------------------------------------ 17电子脉搏计一.设计任务要求设计一个电子脉搏计，要求：1.实现在15秒内测量1分的脉搏数。
2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示。
3.测量误差小于4次/分。
二.总体框图1.方案一：人体的正常脉搏为每分钟50-100次/秒。
为了简化电路以及节省元件，我取计数器的计数范围为0-99。
让信号发生器模拟人体脉搏的产生。
以每个上升沿代表一次脉搏。
让计数器记录上升沿的个数，然后左移两位，表示所记数字乘以四。
这样我们就可以15秒钟测量一分钟的个数。
但是这种方案由六位二进制码转换BCD码电路复杂，故障率高，延时较长，且计数不能连续，所以舍弃这种方案。
方案一总体框图如图2-1。
图2-1方案一整体框图2.方案二：该方案采用脉搏传感器，74LS160计数器，集成运算放大器，555构成的多谐振荡器，异或门组成的四倍频电路等电路。
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为相应的电脉冲信号，放大电路多种多样，本实验采用比较简单廉价的集成运算放大电路，由一个运放和三个电阻就组成了放大电路。
数字脉搏计课程设计报告
天津大学电力电子课程设计报告课题名称：数字脉搏计实验人：自动化1班淦智权同组人：自动化1班李得铭2014年12月25日一、设计任务及要求：设计、组装一个数字脉搏计。
（1）用十进制数字显示被测人体的脉搏每分钟跳动的次数，测量范围为20~200次/分。
（2）在短时间（5秒、15秒）内测量出每分钟的脉搏数。
（3）测量误差±4次/分。
（4）锁定每分钟的脉搏数，分别要求：①显示计数过程，并保持计数结果。
手动清零。
②不显示计数过程，锁存为计数结果。
自动清零，自启动计数。
注：5S和15S由开关控制。
二、电路设计方案及原理(一)总方案原理图：对于方案选择，由提供的PPT上的方案的原理框图，我们决定按该框图进行分析，不过在每个框图部分实现会有多种方案并进行有计划的结合实际的改造。
1、模拟信号处理（设计并仿真）对于脉搏信号的放大、滤波、整形部分采用 MultiSim或PSPICE仿真实现。
脉搏信号放大器（仿真）输入：1mV、1.2Hz输出：能够驱动CMOS数字芯片性能指标：电压增益：大于1000倍通频带：0.15Hz —30Hz仿真要完成的主要任务：功能分析、指标测量。
2、给定条件实验箱一台：直流电源、面包板、连续脉冲信号等元器件：锁相环 CD4046计数器（可预置数的4位二进制计数器） CD4526计数器（二——十进制同步加计数器） CD4518计数器/分频器（14位二进制串行计数器/分频器） CD4060译码器 74LS48数码管 LG5011AH(实验箱上74LS48已与数码管连接好）缓冲器（反相器）电阻、电容若干数电实验中常用芯片三、各单元部分设计及电路实现(一)仿真阶段对于仿真部分的要求题目要求如下：输入：1mV、1.2Hz；电压增益：大于1000倍；通频带：0.15Hz—30Hz我们采用的multisim仿真，仿真阶段有三个部分，分别是：放大，滤波及整形。
放大是要将采集到的微小的脉搏信号放大成可读取的信号；滤波是为了滤去杂波；整形是为了将正弦信号转化为方波，方便计数1、放大部分对于放大，我们用的是最基础的放大器放大方法，由于电压增益大于1000，我们决定放大3000倍，采用三个LM324器件，进行10*10*30三级放大，具体参数见下图。
数字脉搏计 实验报告
数字脉搏计课程设计实验报告【设计任务与要求】1、要求用十进制数显示被测人体脉搏每分钟跳动的次数，测量范围30～160次/min；2、要求在短时间内（5s、15s）测出脉搏数/每分钟；3、测量范围要求在±4次/min以内；4、要求锁定每分钟脉搏数，将测量结果通过数码管出来，共分为显示计数过程，不显示技术过程两种方案；5、要求采用手动清零、自动清零（自启动）两种方式。
【课程方案原理框图】【课程方案】1、信号发生与采集将脉搏跳动信号传感器转换为与此相对应的电脉冲信号；2、放大电路把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大，采用高输入阻抗的非门进行放大；3、低通滤波滤除空气中的高频，只让低频脉冲信号通过。
对脉搏信号进行采集的时候，空气中交流工频干扰最大，根据有源滤波原理将其滤除。
4、整形电路可用两个非门组成的施密特触发器对放大后的信号进行整形；5、定时电路用555定时器组成多谐振荡器，达到5s、15s的精确计时；6、通过计数、译码、显示读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。
数码管采用共阴数码管。
【单元电路设计与参数计算】1、信号发生与采集：通过陶瓷压电传感器对脉搏进行采样收集。
2、放大与滤波电路：将5mV的正弦信号放大为5V的正弦信号，即差模电压增益为1000。
图示为用LM324设计的同相放大器，其输出信号，Vi 为幅值为5mV 的输入信号。
则另：倍。
，即正弦信号放大了可得10001000,321,33≈=Ω==Ω=Vi VoAv K R R M RVi R R Vo )131(+=左图为二阶低通滤波器电压增益随频率变化曲线，在f=f o 之后随f 增加，增益急剧下降，从而达到低于f 频率通过的效果图示为二阶压控电压源低通滤波电路其实质是通带增益接近1的同相比例放大电路和滤波电路整合而成，通带增益A vP =451R R +≈1，截止频率为RCf π21=，令nF C C K R R 80021,176==Ω==，则f ≈200Hz 。
电子脉搏计的课程设计
电子脉搏计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本结构及功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，了解其在医疗领域的应用。
3. 学生了解心率与脉搏的关系，认识到电子脉搏计在监测心率方面的作用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确操作电子脉搏计，进行简单的脉搏测量。
2. 学生能通过实际操作，培养动手能力，提高实验操作技巧。
3. 学生能分析电子脉搏计的测量数据，提高数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，激发学习热情，增强创新意识。
2. 学生通过实践活动，认识到科技在生活中的重要作用，提升社会责任感。
3. 学生在学习过程中，培养合作精神，提高沟通与团队协作能力。
本课程针对高中年级学生，结合电子技术课程内容，以实用性为原则，设计电子脉搏计的课程。
课程旨在帮助学生将所学理论知识与实际应用相结合，培养科学思维和动手能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新意识和实践能力的高素质人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子脉搏计原理与结构- 理解电子脉搏计的工作原理，包括传感器、信号放大、滤波、显示等部分。
- 学习电子脉搏计的基本结构，分析各部分功能及其相互关系。
2. 电子脉搏计的使用与操作- 介绍电子脉搏计的使用方法，包括仪器准备、测量部位选择、操作步骤等。
- 学习如何正确读取和记录脉搏数据，以及如何进行简单的数据分析。
教学内容关联教材第十五章“传感器及其应用”的相关知识。
3. 实践与拓展- 安排实践活动，让学生动手操作电子脉搏计，进行实际测量。
- 分析测量结果，探讨影响脉搏测量的因素，提高学生的实际应用能力。
教学内容将按照以下进度安排：1. 第一节课：电子脉搏计原理与结构的学习。
2. 第二节课：电子脉搏计的使用与操作方法的学习。
3. 第三节课：实践活动，学生分组操作电子脉搏计，进行测量和数据分析。
三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师通过生动的语言和示例，讲解电子脉搏计的工作原理、结构及其使用方法。
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计一、课程设计目的1.应用电子技术知识设计制作一台电子人体脉搏计，实现在短时间内测量人体脉搏数，并显示其数值。
总体目标：（1）掌握电子产品的初步设计方法、以及元件计算、选用。
（2）学习电子元件焊接与安装。
（3）学习电子产品使用通用测量仪器的调试方法。
2.功能技术指标（1）实现在15秒钟以内测量1分钟的脉搏数，并显示其数值；（2）测量误差≤±2次/分钟；（3）可以连续测量或单次测量；（4）最大显示300次/min。
二、课程设计内容1、电子脉搏计的原理2、确定设计方案，画出组成方框图，简述每部分功能；3、电路元件数值计算，确定主要元件参数值4、绘制完整的电路原理图，生成元件清单。
5、装配焊接硬件电路并进行硬件测试、数据记录6、芯片介绍（1）4046芯片工作原理。
输入信号Ui从14脚输入后，经放大器A1进行放大、整形后加到相位比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端，图3开关K拨至2脚，则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号Uo与输入信号Ui作相位比较，从相位比较器输出的误差电压UΨ则反映出两者的相位差。
UΨ经R3、R4及C2滤波后得到一控制电压Ud加至压控振荡器VCO的输入端9脚，调整VCO的振荡频率f2，使f2迅速逼近信号频率f1。
VCO的输出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ，继续与Ui进行相位比较，最后使得f2=f1，两者的相位差为一定值，实现了相位锁定。
若开关K拨至13脚，则相位比较器Ⅱ工作。
（2）4060芯片工作原理。
4060是由一振荡器和14位二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
所有的计数器位均为主从触发器。
在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。
（3）4553芯片工作原理。
4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。
电子脉搏计课程设计
电子脉搏计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本构造和功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，学会读取脉搏数据并进行简单分析。
3. 学生了解心率与健康的关系，认识到电子脉搏计在医疗领域的应用价值。
技能目标：1. 学生能够独立操作电子脉搏计，进行正确的脉搏测量。
2. 学生能够运用所学的知识，分析脉搏数据，提高观察和思考能力。
3. 学生能够通过小组合作，探讨电子脉搏计在实际生活中的应用，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学研究的兴趣，激发探索生命科学的热情。
2. 学生认识到科技发展对医疗事业的贡献，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生通过学习电子脉搏计，关注自身健康，养成良好的生活习惯。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术、生物学和医疗知识，以实践操作为主，培养学生的动手能力、观察分析能力和团队合作能力。
课程旨在让学生了解电子脉搏计在现实生活中的应用，提高学生的健康意识，激发他们对科技的兴趣和热情。
通过具体的学习成果分解，教师可针对课程目标进行教学设计和评估，确保课程的有效实施。
二、教学内容1. 电子脉搏计的基本原理与结构- 介绍电子脉搏计的工作原理，如光电传感器、信号处理等。
- 解析电子脉搏计的主要部件及其功能，如显示屏、按键、电池等。
2. 电子脉搏计的使用方法- 指导学生正确佩戴电子脉搏计，确保测量数据的准确性。
- 讲解如何读取脉搏数据，并进行简单的数据分析。
3. 心率与健康的关系- 介绍心率的概念，以及正常心率范围。
- 阐述心率与身体健康的关系，如运动、疾病等因素对心率的影响。
4. 电子脉搏计在医疗领域的应用- 举例说明电子脉搏计在临床诊断、健康监测等方面的应用。
- 分析电子脉搏计相较于传统脉搏测量的优势。
5. 实践操作与小组讨论- 安排学生进行电子脉搏计的实际操作，巩固所学知识。
- 组织小组讨论，探讨电子脉搏计在日常生活中的应用及未来发展。
电子人体脉搏计课程设计
电子人体脉搏计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法，培养学生运用电子技术进行人体生理参数检测的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电子人体脉搏计的原理及组成部分；（2）掌握电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；（3）熟悉人体生理参数的检测方法及数据分析。
2.技能目标：（1）能够正确操作电子人体脉搏计进行测量；（2）能够对测量数据进行处理和分析；（3）能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对生命科学的兴趣和好奇心；（2）培养学生尊重生命、关爱健康的价值观；（3）培养学生团队协作、积极进取的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子人体脉搏计的基本原理；2.电子人体脉搏计的组成部分及功能；3.电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；4.人体生理参数的检测方法及数据分析；5.电子人体脉搏计在医疗领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法；2.讨论法：学生就人体生理参数检测方法及数据分析进行讨论；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电子人体脉搏计在医疗领域的应用；4.实验法：引导学生动手操作电子人体脉搏计，培养实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：电子人体脉搏计相关教材；2.参考书：生命科学、电子技术等相关参考书；3.多媒体资料：电子人体脉搏计的图片、视频等；4.实验设备：电子人体脉搏计、电脑、投影仪等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和积极性；2.作业：布置相关作业，评估学生对知识点的掌握程度和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和对实验结果的分析能力；4.考试：期末进行闭卷考试，全面评估学生的知识掌握和运用能力。
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4.计时电路接收时钟信号并计时，当计时到15s的时候，给JK触发器一个有效脉冲，让JK触发器通过与门控制脉搏信号与计数电路的通与断。
5.清零信号主要是为下一次计数做准备。当需要再一次测量时，只需按下清零信号键，使数据归零。就可以重新计数。
5.计数、译码、显示电路 用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出。
6.电源电路 按电路要求提供符合要求的直流电源。 上述测量过程中，由于对脉冲进行了4倍频，计数时间也相应地缩短了4倍(15s)，而数码管显示的数字却是lmin的脉搏跳动次数。用这种方案测量的误差为±4次／min，测量时间越短，误差也就越大。
6.电源主要是为各个模块提供电能，使其正常工作，本设计采用5V直流供电，电源直接从数电实验箱上获得。
设计原理及方框图
脉搏计是用来测量心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，它的基本功能应该是：
（1）用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。
（2）在短时间内（15s）内测出每分钟的脉搏数。
2.3总结方案..................................................................2
2.4设计原理及方框图..........................................................3
第三章 各单元电路电路设计与分析.............................................3
数字电子技术课程设计报告
题目:电Байду номын сангаас脉搏计设计
班 级:
姓 名:
指 导 老 师:
组 号: 2
第一章 设计设计任务及要求...................................................1
第二章 方案设计与论证.......................................................1
3.1四倍频电路................................................................3
3.2脉搏计数电路..............................................................4
3.3计时控制电路..............................................................5
第5章电路仿真及仿真结果分析...............................................9
第6章作品照片图..........................................................10
第7章心得体会............................................................11
用中小规模集成块模拟世贤电子脉搏计逻辑控制电路的具体要求如下：
（1）实现在15s内测量1min的脉搏数。
（2）用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示。
（3）正常人的脉搏数为60~80次/min,婴儿的为90~100次/min，老人为100~150次/min,可通过与上述正常脉搏数比较，给出测脉搏人的脉搏数高出或低出正常范围的数值。
3.4时钟信号产生电路..........................................................6
3.5译码显示电路..............................................................7
第4章总体电路原理图及元件清单.............................................7
方案二
与方案一相比，信号发生与采集、定时电路、计数译码显示电路不变。其他有所改变。
2）放大电路 用普通运放进行发大，为达到高输入阻抗的要求，采用同相比例放大。
3）低通滤波 在运放的反馈电阻上并联一个电容，达到滤波的效果。
4）整形电路 通过运放组成的单限比较器进行脉冲整形。
方案二的放大电路除了在阻抗匹配方面略显弱势之外，使用更为普遍。为了探索非门再放大方面的应用，选择了方案一。
总结方案：
综合上述方案，具体方案模块介绍如下：
1.脉搏模拟电路主要是产生一定频率的脉冲信号，来模拟人体的脉搏经过传感器和波形整形后的输出信号。该信号直接送给脉搏四倍频电路。
2.四倍频电路的作用是将脉搏模拟信号的频率增加四倍，即让计数器记录的数据为实际值的四倍。让我们在15s内就可以读出1分钟的脉搏数。
二、方案设计与论证
方案一
1.传感器 将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2.放大整形电路 把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大。
3.四倍频器 将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频，即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。
4.控制电路 用555定时器以保证在基准时间控制下，使4倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。
2.1方案一....................................................................1
2.2方案二....................................................................2
简单脉搏计的框架如图7.11.所示。
第8章参考文献............................................................12
第9章附页...............................................................13
电子脉搏计
一、设计设计任务及要求