電類課程設(shè)計(jì)-脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)

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1、謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)目錄一已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求11.1基本要求21.2發(fā)揮部分21.3課程設(shè)計(jì)工作計(jì)劃21.4學(xué)生應(yīng)完成的工作：（1）完成基本設(shè)計(jì)要求；（2）完成課2二設(shè)計(jì)方案22.1設(shè)計(jì)原理：22.2系統(tǒng)原理框圖：32.3單元電路設(shè)計(jì)32.3.1放大電路32.3.2濾波電路42.3.3整形電路52.3.4LM234引腳圖62.3.5數(shù)顯電路62.3.6單片機(jī)和報(bào)警電路62.3.7單片機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖：72.4總電路圖10三心得體會11四參考文獻(xiàn)1212謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)一、已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個脈搏跳動測量電路。設(shè)計(jì)參數(shù)：脈搏跳動傳感器為模擬信號:5--50mv,噪

2、聲信號小于20mv。要求1、基本要求：（1）電壓比較用施密特觸發(fā)器；（2）顯示每分鐘跳動值；（3）循環(huán)顯示，每隔10s刷新一次，顯示前一分鐘的心跳次數(shù)，顯示最小位為1次。（4）每分鐘跳動小于60、大于130時進(jìn)行聲光報(bào)警；正常心跳次數(shù)時蜂鳴器不響，綠燈亮；非正常心跳次數(shù)時蜂鳴器響，紅燈亮。2、發(fā)揮部分：選定傳感器；判斷測量范圍中的異常。3、課程設(shè)計(jì)工作計(jì)劃：第一周完成資料查詢、總體方案設(shè)計(jì)及部分電路設(shè)計(jì)；第二周完成具體電路設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)報(bào)告4、學(xué)生應(yīng)完成的工作：（1）完成基本設(shè)計(jì)要求；（2）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。二、設(shè)計(jì)方案12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)原理：電路由傳感器模擬信號、信號

3、放大電路、濾波電路、整形電路、單片機(jī)電路、數(shù)碼顯示電路和報(bào)警電路等六部分組成。傳感器模擬信號經(jīng)過信號放大電路進(jìn)行放大，再由一個二階壓控有源低通濾波器濾掉信號中的噪聲信號，然后信號經(jīng)過有555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器對信號波形進(jìn)行整形后輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)采用8051單片機(jī)，在單片機(jī)中對信號計(jì)數(shù)，然后輸出到數(shù)顯電路和報(bào)警電路。數(shù)顯電路顯示每分鐘跳動數(shù)，報(bào)警電路對于正常心跳次數(shù)時蜂鳴器不響，綠燈亮；非正常心跳次數(shù)時蜂鳴器響，紅燈亮。2、系統(tǒng)原理框圖：有設(shè)計(jì)原理可以得到框圖如下：整形電路濾波電路放大電路→模擬信號模擬信→→→數(shù)顯電路單片機(jī)↓←報(bào)警電路←3、單元電路設(shè)計(jì)（1)放大電路前置放大電

4、路采用了二級放大電路，由于傳感器信號很微弱，只有幾毫伏，且輸入阻抗很高，故前級放大器采用同相放大器。為了使信號電壓無太大損失，采用較小放大倍數(shù)，只放大6倍。電路圖如下：12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)計(jì)算：放大倍數(shù)為6倍令R1=10K，則R3=50K再由R2=R1//R2，得：R2=82.5K次級放大電路這種的反相放大器既有較高的輸入阻抗又可取得足夠的增益。如果選取R9遠(yuǎn)大于R10、R11，放大器的增益可用下式近似計(jì)算：設(shè)R8=100K，R9=1M，R11：量程為10K的電位器，R12=1K，R13=91K。C4與R13構(gòu)成低通濾波，截止頻率為20Hz，根據(jù)公式增益范圍為11-110。電

5、路圖如下：（2）濾波電路采用了二階壓控有源低通濾波器，把脈搏信號中的噪聲干擾去掉，設(shè)置截止頻率為40Hz，電源放大倍數(shù)選用1.6。12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)電路圖如下：參數(shù)計(jì)算：取R7=20K,所以R6=12K令R4=R5=R,C2=C3=C由,取C=0.22μf,得：R=18K（3）整形電路經(jīng)過放大器濾波后的脈搏信號是不規(guī)則的脈沖號，因此必須加以濾波整形，這里選用了施密特觸發(fā)器作為遲滯電壓比較器。電路圖如下：以上的模擬電路部分才用的放大器均為LM324運(yùn)算放大器，其結(jié)構(gòu)相對簡單，而且LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬、靜態(tài)功耗小、單電源使用等優(yōu)點(diǎn)，電路也12謝建軍：脈搏跳動測

6、量電路設(shè)計(jì)得到了簡化了。同時電路可以共用一塊芯片，節(jié)約成本。LM234引腳圖如下：（4）數(shù)顯電路選用74LS48D作為顯示譯碼電路，選用LED數(shù)碼管作為單元顯示電路，電路圖如下：12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)（5）單片機(jī)和報(bào)警電路單片機(jī)選用8051單片機(jī)，電路圖如下：以下是單片機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖：12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)4、總電路圖12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)三、心得體會12謝建軍：脈搏跳動測量電路設(shè)計(jì)學(xué)到用時方覺少！這一次的電類設(shè)計(jì)課程讓我加深了解了這個道理。尤其是當(dāng)你遇到一個難題，查網(wǎng)上資料查不到、查紙質(zhì)資料

7、又沒頭緒時更是如此。還好做設(shè)計(jì)就應(yīng)該不急不躁，實(shí)在不行就應(yīng)該多問問周圍老師和同學(xué)尋找解答。但終于解決搞定了，在心底放下一口氣的同時也會暗暗地感恩周圍朋友對你的幫助。在這次課程設(shè)計(jì)中，我和同學(xué)們在一起交流，學(xué)習(xí)如何將課本上的知識應(yīng)用于實(shí)際的問題之中。所以在這期間，鍛煉了我對所學(xué)知識應(yīng)用的能力，也讓我對所學(xué)的知識有了一次深刻的復(fù)習(xí)和清晰的認(rèn)識。當(dāng)然這次設(shè)計(jì)更重要的是鍛煉了自己解決實(shí)際問題能力，如何分析問題，理清思路，簡化問題，找出最佳方