数显式脉搏测试仪

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电子课程设计

———数显式脉搏测试仪

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2014年12月

电子实习目录

一实习设计目的 (3)

二设计引言以及设计概述 (3)

1引言2概述3目的4意义5要求6内容7要解决的主要问题

三设计方案的论证（理论依据和多种方案的分析比较） (4)

四设计画出总的原理框图，简述工作原理 (7)

五设计各单元模块，阐述工作原理 (8)

（参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程）

1 传感器 (8)

2 放大与整形 (9)

3 倍频电路 (10)

4 定时电路 (10)

5 计数译码显示 (12)

六调试各单元模块（调试原理和调试方法） (15)

1放大电路测试 (15)

2倍频电路测试 (16)

3.定时电路测试 (17)

4.电路整体性能测试 (18)

七绘制总原理图，详细阐述工作原理 (18)

八心得体会 (22)

九参考文献 (22)

一、实习设计目的

实习是对学生运用所学专业理论知识和实践操作技能的一次检验，使学生得到一次全面、系统的实践训练，以巩固所学的理论知识，加强实际操作、独立工作和解决实际问题的能力。同时，培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律的良好作风，通过设计实习可达到以下目的：

（1）加深对所学理论知识的理解，更熟练掌握基本理论，且将理论与实际相结合。

（2）学会基本的设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计，为今后的毕业设计打下良好的基础。

（3）对所设计的电路进行实际电路验证，学会基本的调试电路的方法，

二设计引言以及设计概述

（1）引言

人体脉搏计的设计是基于传感器，放大电路，显示电路等基础电路的基础上，实现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。具体的各部分电路接下来将介绍。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。

（2）概述

随着人们生活水平的提高，心脏疾病的发病率呈上升趋势，已成为威胁人类身体健康的杀手之一，因为心脏病的发作具有突发性和随机性，所以为患者进行实时的测量监控已成为必然的趋势。随着电子科技的不断发展，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，许多研究人员都投身于人类的健康事业中。心率：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动次数，已第一声为准，心电信号是一种非常弱且频率较低的一种信号，一般幅值在0.05到5毫伏之间，频率在0.05到100HZ之间，脉搏波：人体心室周期的收缩和舒张，导致主动脉的收缩和舒张，

是血流压力---波的形式从主动脉根部开始沿着动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现的形态强度，速率和节律等方面的综合信息，反应出许多生理的血流特征，而心率的测量是一种评价人生理状况很好的方法。心率和脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病的时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量更容易实现特点。在实际应用中得到广泛应用。脉搏计在实际应用中非常广泛，他是用来测量一个人的心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，用来测量频率较低的小信号。其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计分析和工作等方面。通过使电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需求设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学的知识应用于实践。

（3）实习目的

加深对所学理论知识的理解，更熟练掌握基本理论，且将理论与实际相结合。学会基本的设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计，为今后的毕业设计打下良好的基础。对所设计的电路进行实际电路验证，学会基本的调试电路的方法和熟悉焊接技术。熟悉脉搏计电路的组成，工作原理和设计方法。掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等工作的原理和使用方法等的特点、用途以及主要参数的计算方法。熟悉集成电路芯片74LS00、74LS160、晶闸管、有源滤波等电路的特点以及主要参数的选择方法。

（4）意义

培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。培养学生的创新能力。

（5）要求

最终的电路要能够实现在15s内测量人体1min的脉搏振动的次数，并且将振动的次数通过显示器显示出来。一般来说，正常人的脉搏振动的次数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。

（6）内容

人体脉搏计的设计是基于传感器、放大电路、显示电路等基础电路的基础上实现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。

（7）要解决的主要问题

主要解决传感器、放大与整形、倍频电路、定时电路、计数译码显示这五个单元模块的设计和连接，最终实现要求设计的功能。

三设计方案的论证（理论依据，多种方案的分析比较）

方案一：

（1）传感器是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，整形出去杂散信号。（3）倍频器是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保证基准时间控制，4倍频后的脉冲信号送计数、显示电路中。