心跳計(jì)數(shù)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)-wenkub
2023-05-29 01:02:58 本頁面
【正文】 圖 461 數(shù)碼管引腳，通常此共陰極接地。掃描顯示方式為3位LED顯示，所有位的七段碼線都并聯(lián)在一起，而各位數(shù)碼管的共陰極分別被計(jì)數(shù)器CD4553輸出的掃描時(shí)序脈沖控制。芯片引腳圖如下：圖451 74LS85引腳： A0A3 數(shù)值A(chǔ)的輸入端，用它來做測量信號(hào)的輸入端； B0B3 數(shù)值B的輸入端，用它來做預(yù)設(shè)值的輸入端；AB AB的級(jí)聯(lián)輸入端； ABo AB的輸出端 ； A=Bi A=B的級(jí)聯(lián)輸入端； A=Bo A=B的輸出端；ABi AB的級(jí)聯(lián)輸入端； ABo AB的輸出端。 ，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同 步）。Q3而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。 入 輸CET)輸 (TC=Q0設(shè)計(jì)的電路如3231所示 圖3231 由555組成的整形電路 計(jì)數(shù)部分電路 本計(jì)數(shù)主要采用74LS161進(jìn)行計(jì)數(shù)。二階有源低通濾波器電路圖如下圖所示：圖4223二階有源低通濾波器因?yàn)楸粶y信號(hào)混有1000Hz的干擾尖脈沖，所以設(shè)計(jì)的有源濾波的截止頻率為1000Hz左右。心率信號(hào)是低頻信號(hào)，為防止中高頻信號(hào)對(duì)測量的影響，應(yīng)該用低通濾波器濾除中高頻信號(hào)，只讓低頻信號(hào)通過電路，同時(shí)把被測信號(hào)放大。原理圖如下：圖4211 同相比例放大電路 本設(shè)計(jì)放大電路如圖所示： 圖4212 放大電路圖 濾波電路理想濾波器的行為特性通常用幅度頻率特性圖描述，也叫做濾波器電路的幅頻特性。心率信號(hào)是低頻信號(hào)，低頻濾波電路可以將放大后信號(hào)中的中高頻信號(hào)濾除，然后通過整形將模擬的不規(guī)則的信號(hào)轉(zhuǎn)變成便于信號(hào)處理的數(shù)字脈沖信號(hào)。此傳感器具有抗腐蝕能力，傳感器沒有液體的流動(dòng)，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠通斯電橋。傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了心率的測量精度，因此其選型對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有決定性的作用。況且我們還沒學(xué)習(xí)單片機(jī)得知識(shí)，要在兩周時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出來還是很有難度?？梢?，心跳計(jì)數(shù)系統(tǒng)的主要組成部分是計(jì)數(shù)器和數(shù)字顯示器。因此，心跳計(jì)數(shù)系統(tǒng)是來測量低頻信號(hào)的裝置，其基本功能要求（1）要把人體的心跳信號(hào)（振動(dòng)）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這就需要借助傳感器。（2）對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)要進(jìn)行放大和整形等處理，以保證其他電路正常工作。 列出的設(shè)計(jì)方案心跳計(jì)數(shù)系統(tǒng)的上述功能要求，可采用三個(gè)不同的方案來實(shí)現(xiàn)。通過比較和綜合考慮決定采用第一種方案，3系統(tǒng)概述 本設(shè)計(jì)采用壓電陶瓷傳感器，測量脈搏的跳動(dòng)，產(chǎn)生微弱的信號(hào)，通過放大器將信號(hào)放大；然后通過濾波器濾除干擾信號(hào)后，整形為脈沖信號(hào)；輸入計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)，時(shí)通過定時(shí)器控制計(jì)數(shù)的時(shí)間，后得出一分鐘內(nèi)脈搏次數(shù)即為心率。脈搏跳動(dòng)引起皮膚表面壓力的變化，根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象可以通過測量皮膚表面壓力的變化而本設(shè)計(jì)是測量心臟跳動(dòng)次數(shù)。由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比、激勵(lì)電壓成正比的高度線性度電壓信號(hào)。由傳感器出來的電壓信號(hào)較弱，在毫伏級(jí)，需要對(duì)其進(jìn)行放大。理想濾波器的幅頻特性如圖所示。為了使心率信號(hào)放大到整形電路所需的電壓值。取參數(shù)為C1=C2=,R1=R2=，為保證信號(hào)幅值達(dá)到整形電路所需的電壓值，本設(shè)計(jì)電路如下圖所示圖4224 濾波電路心率計(jì)設(shè)計(jì)中，整形電路的主要作用就是將經(jīng)過放大、將濾波信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字脈沖信號(hào)當(dāng)然這是在不改變信號(hào)頻率的前提下完成的。下面介紹74LS161的功能及應(yīng)用。Q174LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0CET。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。 ：6090每秒 ：圖454 由四片74S85組成的比較器譯碼器的功能是把計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)結(jié)果(BCD碼)轉(zhuǎn)換成七段字形碼，以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)數(shù)字式符號(hào)的顯示。對(duì)于數(shù)碼管最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其他的基本相同。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管
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