【正文】 西 安 郵 電 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目： 脈搏顯示電路設(shè)計(jì) 院 （系）： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 微電子學(xué) 班 級： 微電子0903班 學(xué)生姓名： 王秉勛 導(dǎo)師姓名： 黃海生 職稱： 教授 起止時間： 2013年3月04日至2013年6月14日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信聲明書本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文《 脈搏顯示電路設(shè)計(jì) 》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注；對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。論文作者： （簽字） 時間：2013年6月 14日指導(dǎo)教師已閱： （簽字） 時間：2013年6月 14日 西 安 郵 電 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名王秉勛指導(dǎo)教師黃海生職稱教授學(xué) 院電子工程學(xué)院系 部微電子學(xué)專 業(yè)微電子題 目脈搏顯示電路設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 查閱相關(guān)資料，理解脈搏傳感器的工作原理。 學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)； 理解I2C總線； 理解用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)電路的方法。 理解用Verilog HDL語言編寫激勵信號的方法。 設(shè)計(jì)脈搏傳感器電路的PCB并焊接電路。 用Verilog HDL語言設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時脈搏值的顯示。 調(diào)試電路。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。開始日期2013年3月4日完成日期2013年6月14日主管院長(簽字)2013年3月4日西 安 郵 電 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文) 工 作 計(jì) 劃 學(xué)生姓名王秉勛指導(dǎo)教師黃海生職稱教授學(xué)院電子工程學(xué)院系部微電子學(xué)專業(yè)微電子題目脈搏顯示電路設(shè)計(jì)工作進(jìn)程起 止 時 間工 作 內(nèi) 容34——315：選定題目，查找相關(guān)資料，了解課題主要內(nèi)容。提交開題報(bào)告。315——41：完成PCB設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備加工。41——415：加工PCB，完成I2C接口電路設(shè)計(jì)。416——51：完成顯示電路設(shè)計(jì)和PCB焊接、調(diào)試。51——515：對電路進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。515——61：完成電路的調(diào)試。61——614：撰寫畢業(yè)論文、準(zhǔn)備答辯。主要參考書目（資料）FPGA開發(fā)板的相關(guān)數(shù)據(jù)手冊脈搏傳感器的數(shù)據(jù)手冊主要儀器設(shè)備及材料QuartusII軟件Modelsim軟件PC機(jī)一臺FPGA開發(fā)板一套論文（設(shè)計(jì)）過程中教師的指導(dǎo)安排每周學(xué)生需以書面形式()匯報(bào)進(jìn)展情況，且至少安排一次見面指導(dǎo)。另外在論文過程中遇到問題隨時通過或電話方式聯(lián)系。對計(jì)劃的說明 2013年 3 月6 日西安郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 電子工程 學(xué)院 微電子 系 微電子學(xué) 專業(yè) 09 級 3 班課題名稱： 脈搏顯示電路設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：王秉勛 學(xué)號：04094094指導(dǎo)教師： 黃海生 報(bào)告日期： 2013年 3月 1日 1．本課題所涉及的問題及應(yīng)用現(xiàn)狀綜述： 在傳統(tǒng)中醫(yī)的醫(yī)治過程中，“望、聞、問、切”是最基本的四個方面。其中的切，也就是脈診?，F(xiàn)在的許多中醫(yī)也對于切脈有著非常普遍的使用。通過脈診，醫(yī)生可以對患者的身體狀況有一個大概的了解，進(jìn)而對癥下藥。脈搏信號可以直接反應(yīng)出患者心臟的部分狀況，通過脈診可以了解到患者臟腑氣血的盛衰，可以探測到病因，病位，預(yù)測療效等。從醫(yī)學(xué)的角度來看，人體循環(huán)系統(tǒng)承擔(dān)著協(xié)調(diào)全身各組織的能量代謝，輸送氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)，運(yùn)走代謝廢物等重要的工作，還承擔(dān)運(yùn)送抗體、激素等物質(zhì)以協(xié)調(diào)整體的動態(tài)平衡。從整體的角度對疾病進(jìn)行綜合分析，顯然循環(huán)系統(tǒng)的信息將占很重要的比重；從整個循環(huán)系統(tǒng)來看橈動脈介于大動脈與小動脈之間，由于心臟的舒縮、內(nèi)臟血容量的變化、血管端點(diǎn)阻抗、管道內(nèi)脈波的反射、血液的粘滯性、血管壁的粘彈性等因素使脈象攜帶著有關(guān)心臟運(yùn)動、內(nèi)臟循環(huán)、外周循環(huán)等豐富的心血管系統(tǒng)及整體的動態(tài)信息。因此脈診的臨床意義很大，它的機(jī)理是急待于我們進(jìn)行研究的。正常人的脈搏次數(shù)是每分鐘60～80次（嬰兒為90～140次,老年人則為100～150次), ,脈搏顯示電路計(jì)的用來測量低頻信號的裝置,它的基本功能要求應(yīng)該是: （1）要把人體的脈搏數(shù)(振動)轉(zhuǎn)換成電信號,這就需要借助傳感器。 （2）對轉(zhuǎn)換后的電信號要進(jìn)行放大和整形處理，以保證其它電路能正常加工和處理。 （3）在很短的時間內(nèi)，測出經(jīng)放大后的電信號頻率值。 脈搏顯示電路設(shè)計(jì)的核心是要對低頻信號在固定的短時間計(jì)數(shù)，最后顯示出來。 脈搏測量儀的發(fā)展主要向以下幾個趨勢發(fā)展： (1) 自動測量脈搏并且對所得到的脈搏進(jìn)行自動分析。目前很多脈搏測量儀都具有檢測血氧等其他的功能，但是對這些信號的分析和診斷還需要一些有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生觀察，進(jìn)行分析后才能確認(rèn)結(jié)果，浪費(fèi)大量的人力，且由人為引入的誤差較大。因此，未來脈搏自動檢測的內(nèi)容將更加詳細(xì)，自動分析診斷功能也更強(qiáng)大。(2) 數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。隨著數(shù)字科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀集成度將更高，更便于攜帶。數(shù)字信號處理的運(yùn)用將使干擾更小，測量更為準(zhǔn)確。（3）多功能化越來越明顯目前的脈搏測量儀，一般都具有測試血氧，心電圖等等功能，單純的脈搏測量儀已經(jīng)很少見。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀必然可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。、解決的思路及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析： 關(guān)鍵問題 ： （1）信號的發(fā)生和采集：脈搏傳感器的作用是將脈搏信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的電沖信號。脈搏傳感器是脈象檢測系統(tǒng)中重要的組成部分，其性能的好壞直接影響到后置電路的處理和結(jié)果的顯示。 （2）信號的放大和濾波：由于人體的脈搏信號具有頻率低、幅度小、干擾大，不穩(wěn)定度低，隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以我們要把傳感器的微弱電流放大，微弱電壓放大。由于抗干擾十分重要，需要設(shè)計(jì)低通濾波器進(jìn)行濾波，把我們不需要的波段過濾。 （3）信號的傳輸和顯示：我們要把最后的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式通過外接電路來顯示出來。解決思路：通過查找和閱讀相關(guān)資料，我們可以將各個模塊分別設(shè)計(jì)，最后在整體的連接起來。在設(shè)計(jì)的過程中我們要考慮到脈搏傳感器的工作原理，需要學(xué)會合理的制定PCB板，理解I2C總線和FPGA的關(guān)聯(lián)（FPGA邏輯有關(guān)I2C的要求），硬件（PCB）和FPGA的鏈接，最后在FPGA的控制下給予顯示。 信號發(fā)生與采集信號放大整形電路 倍頻電路計(jì)數(shù)顯示控制時間信號 可行性分析： 在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，脈搏仍然是一個很重要的關(guān)鍵因素，人體的許多病變在脈搏的都有一定的顯示，所以脈搏測試儀仍然是必須的，基于人口數(shù)的原因，脈搏測試儀的需求量也是非常大的。由于市場上現(xiàn)有的脈搏測試儀已經(jīng)成熟、快捷、而且功能繁多，所以現(xiàn)有的參考物非?，F(xiàn)實(shí)。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展, EDA技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。利用硬件描述語言結(jié)合CPLD/FPGA器件可以極大地方便數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)，為電路的設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒。利用VHDL硬件描述語言結(jié)合CPLD/FPGA器件,設(shè)計(jì)一個可數(shù)字顯示1分鐘內(nèi)脈搏跳動次數(shù)的脈搏測試儀。脈搏測試儀通過脈搏傳感器, 將其貼在人體測試部位時, 可把人體的脈搏信號轉(zhuǎn)換為電信號。由于該電信號很微弱, 故由與非門組成的放大器進(jìn)行放大, 放大了的信號再由與非門進(jìn)行整形。同時, 定時電路定時1分鐘, 通過一個與門來控制脈搏脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器的個數(shù), 然后通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。3．完成本課題的工作方案： 查閱相關(guān)資料，理解脈搏傳感器的工作原理。 學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)； 理解I2C總線； 理解用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)電路的方法。 理解用Verilog HDL語言編寫激勵信號的方法。 設(shè)計(jì)脈搏傳感器電路的PCB并焊接電路。 用Verilog HDL語言設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時脈搏值的顯示。 調(diào)試電路。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。4．指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 2013 年 3 月 24 日說明：本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 正式開始的第1周周五之前獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。西安郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)成績評定表學(xué)生姓名王秉勛性別男學(xué)號04094094專 業(yè)班 級微電子0903班課題名稱 脈搏顯示電路設(shè)計(jì)課題類型實(shí)際應(yīng)用難度一般畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間——指導(dǎo)教師黃海生(職稱 教授)課題任務(wù)完成情況論文 (千字)； 設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書 (千字)； 圖紙 (張)；其它(含附件)：指導(dǎo)教師意見分項(xiàng)得分：開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分；論文撰寫（規(guī)范） 分； 學(xué)習(xí)態(tài)度 分； 外文翻譯 分指導(dǎo)教師審閱成績：　　　　指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 　 　2013　年　 月　 日評閱教師意見分項(xiàng)得分：選題 分； 開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分；論文撰寫（規(guī)范） 分； 外文翻譯 分評閱成績：　　　 　評閱教師(簽字)：　　　　　　　 　2013 年　 月　 日驗(yàn)收小組意見分項(xiàng)得分：準(zhǔn)備情況 分； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量 分； （操作）回答問題 分驗(yàn)收成績：　　　驗(yàn)收教師(組長)(簽字)：　　　　　　　 　2013 　年　 月　 日答辯小組意見分項(xiàng)得分：準(zhǔn)備情況 分； 陳述情況 分； 回答問題 分； 儀表 分答辯成績： 答辯小組組長(簽字)： 　 2013 年 月 日成績計(jì)算方法(填寫本系實(shí)用比例)指導(dǎo)教師成績 20 (％) 評閱成績 30 (％) 驗(yàn)收成績 30 (％) 答辯成績 20 (％)學(xué)生實(shí)得成績(百分制)指導(dǎo)教師成績 評閱成績 驗(yàn)收成績 答辯成績 總評 答辯委員會意見畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))總評成績(等級)： 院(系)答辯委員會