數(shù)顯式脈搏測試儀設(shè)計(jì)方案-預(yù)覽頁
【正文】 為它是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需改裝，直接使用。根據(jù)此框圖，各部分電路有如下幾種設(shè)計(jì)方案：放大電路可以在同相放大器和反相放大器之間選擇，二者幾乎沒有區(qū)別，在此選擇使用反相比較器，整形電路可以用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器或者由運(yùn)放組成的遲滯電壓比較器，考慮到運(yùn)放的使用較555簡單方便，選擇用運(yùn)放構(gòu)成遲滯比較器，倍頻電路的形式很多，可以用鎖相倍頻器或者異或門倍頻器等，由于鎖相倍頻器電路比較復(fù)雜，成本比較高，所以這里采用了能滿足設(shè)計(jì)要求的D觸發(fā)器組成的4倍頻電路。傳感器門控電路基準(zhǔn)時(shí)間發(fā)生器定脈沖數(shù)產(chǎn)生電路譯碼、顯示電路可預(yù)置8位計(jì)數(shù)器8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器六進(jìn)制計(jì)數(shù)器放大與整形圖2 方案二脈搏計(jì)原理框圖這兩種方案比較起來，第一種更直觀，所需的電路結(jié)構(gòu)更簡單些；第二種方案的測量誤差比較小，但實(shí)現(xiàn)起來電路要復(fù)雜些。且要求在開始工作15S后能自動(dòng)停止對(duì)脈搏的計(jì)數(shù)以獲得準(zhǔn)確的脈搏數(shù)。 整個(gè)電路的核心部分控制電路的工作，按下開關(guān)，輸出為低電平，對(duì)計(jì)數(shù)器和D觸發(fā)器進(jìn)行清零，輸出高電平。十位的計(jì)數(shù)受各位的影響，只有當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)到9后十位的使能端信號(hào)才有效。放大電路多種多樣，本次試驗(yàn)采用比較簡單，廉價(jià)的運(yùn)放電路。555定時(shí)器是為了實(shí)驗(yàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。結(jié)合以上各部分電路內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求分析，以控制電路為樞紐，將經(jīng)傳感器、放大整形電路、倍頻電路的脈搏信號(hào)和時(shí)間信號(hào)通過控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的控制，使其能夠準(zhǔn)確的顯示脈搏數(shù)。傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動(dòng)情況，把脈搏跳動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。整形電路在這里采用了最為簡單的與非門電路。電路如圖5所示。工作原理大概如下：開關(guān)打開，RST、VCC、1端都為高電平，此時(shí)比較器2都輸出高電平，輸出端輸出為低電平。經(jīng)過一個(gè)小的延遲時(shí)間，觸發(fā)信號(hào)消失，觸發(fā)端為高電平。圖6 定時(shí)電路 圖7 555內(nèi)部原理圖和邏輯圖 （5）計(jì)數(shù)譯碼顯示這部分電路主要要完成對(duì)方波脈沖計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)結(jié)果譯碼顯示出來的功能。使用74LS160通過置零法或置數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。 ①異步清零：當(dāng)＝0時(shí)，Q 0＝Q1＝Q2＝Q3＝0。③鎖存：當(dāng)使能端時(shí)，計(jì)數(shù)器禁止計(jì)數(shù)，為鎖存狀態(tài)。 74LS160的邏輯功能表時(shí)鐘CP異步清除同步置數(shù)EP ET工 作 狀 態(tài)0110 0保持（但C=0) 圖9 74LS160引腳圖a=b,c=0。當(dāng)a點(diǎn)由高到低時(shí)，b點(diǎn)電壓不變，且電容開始放電，此時(shí)，a=!b, c點(diǎn)電位為高，直到電容放電致電壓小于2V，c點(diǎn)跳變?yōu)榈?。前?jí)二倍頻電路的高電平應(yīng)為2ms。故我們只需要分布均勻的上升沿即可。圖15 555定時(shí)器部分電路圖16 555定時(shí)輸出波形（4）電路整體性能測試在本次課程設(shè)計(jì)中當(dāng)加入一個(gè)1Hz，10V的信號(hào)源時(shí)，在15秒時(shí)脈搏計(jì)上的示數(shù)為60，在題目要求的誤差范圍內(nèi)圖17 加入1hz信號(hào)源時(shí)15秒所測出的脈搏數(shù)其他測量值如表一所示表一 輸入頻率以及脈搏計(jì)顯示示數(shù)輸入頻率脈搏計(jì)顯示1Hz60302Hz12010Hz600六、結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了課題的要求，將脈搏跳動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)，放大整形后進(jìn)行四倍頻，并在15s（基準(zhǔn)時(shí)間） 內(nèi)對(duì)此信號(hào)計(jì)數(shù)，便得到了1min脈搏數(shù)。經(jīng)過實(shí)訓(xùn)進(jìn)一步加深對(duì)邏輯電路和一些常用IC如74LS160、7400、555等應(yīng)用的熟悉和掌握。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)努力學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的能力，積極參加多種設(shè)計(jì)活動(dòng)，培養(yǎng)自己的綜合能力，從而使得自己成為一個(gè)有綜合能力的人才而更加適應(yīng)社會(huì)。也使對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)做了一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能
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