【正文】 (％)學(xué)生實(shí)得成績(jī)(百分制)指導(dǎo)教師成績(jī) 評(píng)閱成績(jī) 驗(yàn)收成績(jī) 答辯成績(jī) 總評(píng) 答辯委員會(huì)意見畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))總評(píng)成績(jī)(等級(jí))： 院(系)答辯委員會(huì)主任(簽字)： 院(系) (簽章) 2013 年 月 日備注西安郵電大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))成績(jī)?cè)u(píng)定表(續(xù)表)目錄摘要 IABSTRACT II引言 11　簡(jiǎn)介 2　脈搏信號(hào)特點(diǎn)簡(jiǎn)介 2　脈搏傳感器簡(jiǎn)介 2　FPGA簡(jiǎn)介 3２　設(shè)計(jì)方案 5　設(shè)計(jì)要求 5　設(shè)計(jì)方案 53　單元電路的設(shè)計(jì) 7　信號(hào)的發(fā)生 7　前置放大電路 7　濾波電路 9 二級(jí)放大電路 13　信號(hào)整形電路 14４　PCB設(shè)計(jì) 17　PCB簡(jiǎn)介 17　Protel電路原理圖繪制 18　Protel印制電路板設(shè)計(jì) 18５　FPGA模塊設(shè)計(jì) 21　FPGA設(shè)計(jì)目的 21　分頻器模塊 21　定時(shí)模塊 21　計(jì)數(shù)模塊 22　顯示模塊 22結(jié)論 24致謝 25參考文獻(xiàn) 26附錄 摘要脈搏信號(hào)是一種非常微弱的生物信號(hào)，由于脈搏的特殊性，將脈搏波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析,可以為預(yù)防和治療疾病提供參考。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。 用Verilog HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)脈搏值的顯示。 理解用Verilog HDL語(yǔ)言編寫激勵(lì)信號(hào)的方法。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。由于該電信號(hào)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(hào)再由與非門進(jìn)行整形。利用VHDL硬件描述語(yǔ)言結(jié)合CPLD/FPGA器件,設(shè)計(jì)一個(gè)可數(shù)字顯示1分鐘內(nèi)脈搏跳動(dòng)次數(shù)的脈搏測(cè)試儀。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展, EDA技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 信號(hào)發(fā)生與采集信號(hào)放大整形電路 倍頻電路計(jì)數(shù)顯示控制時(shí)間信號(hào) 可行性分析： 在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，脈搏仍然是一個(gè)很重要的關(guān)鍵因素，人體的許多病變?cè)诿}搏的都有一定的顯示，所以脈搏測(cè)試儀仍然是必須的，基于人口數(shù)的原因，脈搏測(cè)試儀的需求量也是非常大的。解決思路：通過查找和閱讀相關(guān)資料，我們可以將各個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)，最后在整體的連接起來(lái)。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。脈搏傳感器是脈象檢測(cè)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。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量?jī)x必然可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)用將使干擾更小，測(cè)量更為準(zhǔn)確。(2) 數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。目前很多脈搏測(cè)量?jī)x都具有檢測(cè)血氧等其他的功能，但是對(duì)這些信號(hào)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。 脈搏顯示電路設(shè)計(jì)的核心是要對(duì)低頻信號(hào)在固定的短時(shí)間計(jì)數(shù)，最后顯示出來(lái)。 （2）對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)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。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。從醫(yī)學(xué)的角度來(lái)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(yíng)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(dòng)態(tài)平衡。通過脈診，醫(yī)生可以對(duì)患者的身體狀況有一個(gè)大概的了解，進(jìn)而對(duì)癥下藥。其中的切，也就是脈診。另外在論文過程中遇到問題隨時(shí)通過或電話方式聯(lián)系。61——614：撰寫畢業(yè)論文、準(zhǔn)備答辯。51——515：對(duì)電路進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。41——415：加工PCB，完成I2C接口電路設(shè)計(jì)。提交開題報(bào)告。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。 用Verilog HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)脈搏值的顯示。 理解用Verilog HDL語(yǔ)言編寫激勵(lì)信號(hào)的方法。論文作者： （簽字） 時(shí)間：2013年6月 14日指導(dǎo)教師已閱： （簽字） 時(shí)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。 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(jí)： 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(shí)間： 2013年3月04日至2013年6月14日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)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(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)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(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)； 理解I2C總線； 理解用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)電路的方法。 設(shè)計(jì)脈搏傳感器電路的PCB并焊接電路。 調(diào)試電路。開始日期2013年3月4日完成日期2013年6月14日主管院長(zhǎng)(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(shí) 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。315——41：完成PCB設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備加工。416——51：完成顯示電路設(shè)計(jì)和PCB焊接、調(diào)試。515——61：完成電路的調(diào)試。主要參考書目（資料）FPGA開發(fā)板的相關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè)脈搏傳感器的數(shù)據(jù)手冊(cè)主要儀器設(shè)備及材料QuartusII軟件Modelsim軟件PC機(jī)一臺(tái)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)。對(duì)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(jí) 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(hào)：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(gè)方面。現(xiàn)在的許多中醫(yī)也對(duì)于切脈有著非常普遍的使用。脈搏信號(hào)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(cè)到病因，病位，預(yù)測(cè)療效等。從整體的角度對(duì)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(gè)循環(huán)系統(tǒng)來(lái)看橈動(dòng)脈介于大動(dòng)脈與小動(dòng)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(dòng)、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(dòng)態(tài)信息。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(lái)測(cè)量低頻信號(hào)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(dòng))轉(zhuǎn)換成電信號(hào),這就需要借助傳感器。 （3）在很短的時(shí)間內(nèi)，測(cè)出經(jīng)放大后的電信號(hào)頻率值。 脈搏測(cè)量?jī)x的發(fā)展主要向以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展： (1) 自動(dòng)測(cè)量脈搏并且對(duì)所得到的脈搏進(jìn)行自動(dòng)分析。因此，未來(lái)脈搏自動(dòng)檢測(cè)的內(nèi)容將更加詳細(xì)，自動(dòng)分析診斷功能也更強(qiáng)大。隨著數(shù)字科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量?jī)x集成度將更高，更便于攜帶。（3）多功能化越來(lái)越明顯目前的脈搏測(cè)量?jī)x，一般都具有測(cè)試血氧，心電圖等等功能，單純的脈搏測(cè)量?jī)x已經(jīng)很少見。、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(hào)的發(fā)生和采集：脈搏傳感器的作用是將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的電沖信號(hào)。 （2）信號(hào)的放大和濾波：由于人體的脈搏信號(hào)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。 （3）信號(hào)的傳輸和顯示：我們要把最后的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式通過外接電路來(lái)顯示出來(lái)。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(huì)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。由于市場(chǎng)上現(xiàn)有的脈搏測(cè)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)。利用硬件描述語(yǔ)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。脈搏測(cè)試儀通過脈搏傳感器, 將其貼在人體測(cè)試部位時(shí), 可把人體的脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。同時(shí), 定時(shí)電路定時(shí)1分鐘, 通過一個(gè)與門來(lái)控制脈搏脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù), 然后通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。 學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)； 理解I2C總線； 理解用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)電路的方法。 設(shè)計(jì)脈搏傳感器電路的PCB并焊接電路。 調(diào)試電路。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。本課題是基于FPGA的脈搏顯示電路設(shè)計(jì)，將由脈搏傳感器采集的脈搏信號(hào)用FPGA開發(fā)板上的LCD液晶顯示屏顯示出來(lái)。由于脈搏信號(hào)的特性，我們需要使用靈敏度高的脈搏傳感器來(lái)獲取信號(hào)。放大之后要進(jìn)行濾波，以便將一些干擾信號(hào)過濾，以免影響測(cè)試結(jié)果?！　￡P(guān)鍵詞：脈搏傳感器，F(xiàn)PGA,運(yùn)算放大器，LCD ABSTRACTThe pulse signal is a very weak biological signals,as the particularity of the pulse,pulse wave can be converted to electrical signal measurement and analysis, can provide reference for prevention and treatment of topic is based o