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1、课程设计指导教师：方波电子脉搏计课程设计报告组长：蔡新源组员：史志华、张重彬、李海磊、杨威力、刘世洋、孙景伟、冀鹏辉、杨冠军、李峰朝 目 录 摘 要4第一章绪论5第二章 各种元器件及其应用61、集成同步计数器及其应用 张重彬62、BCD-七段共阴数码管 史志华83、74LS161计数器的应用 杨威力114、五进制的自循环 冀鹏辉135、集成同步计数器及其应用 刘世洋146、用74LS161构成一个十进制计数器 李海磊157、四进制的自循环 杨冠军168、用74LS290设置七进制计数器 李峰朝189、七进制的自循环 孙景伟20第三章 数字脉搏计时器的方案比较223.1方案论证223.2提出方案
2、223.3方案比较24第四章 单元电路的设计244.1电路总体框图244.2采集、放大与整形电路244.2.1传感器254.2.2放大电路264.2.3整形电路274.3倍频电路284.4基准时间产生电路294.5计数、译码、显示电路304.6控制电路33总结35摘 要人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。 本文主要介绍了数字式脉搏计的具体实现方法
3、，利用压电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。通过观测脉搏信号，可以对人体的健康进行检查，通常被用于保健中心和医院。关键词脉搏计；脉冲信号；压电传感器第一章 绪论脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息，我们可以通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息，可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势，如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形
4、和波速等性质的改变，而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。 在医院临床监护和日常中老年保健中，脉搏是一项基本的生命指标，因而脉搏测量是最常见的生命特征的提取。近年来出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量。但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。第二章 各种元器件及其应用1、集成同
5、步计数器及其应用 张重彬 集成同步计数器74LS160(异步清零)、74LS162(同步清零)为十进制计数器，74LS161(异步清零)、74LS163(同步清零)为四位二进制计数器，它们都是边沿触发的同步加法计数器。CLR为清零端，LOAD为置数端，一般均以低电平为有效电平。若需要构成其他进制计数器，只需把计数输出加上适当门电路反馈到异步清零端CLR或同步置数LOAD即可。例、试利用十进制计数器74160构成六进制计数器。 （1）原理74160N为异步清零、同步预置数的同步十进制计数器。74160N元件如图所示，CLR为异步清零端；LOAD为同步置数端；ENP、ENT为计数控制端，且高电平为
6、有效电平；D、C、B、A为预置数据输入端；QD、QC、QB、QA为输出端，RCO为进位端。（2）创建电路 在元(器)件库中选中74160N，再利用同步置数的LOAD构成六进制计数器，故取清零端CLR、计数控制端ENP、ENT接高电平1(VCC)。 取方波信号作为时钟计数输入。双击信号发生器图标，设置电压V1为5 V，频率为50Hz。 送数端LOAD同步作用，设并行数据输入DCBA=0000，LOAD取QB、QC的与非，当QDQCQBQA=0110时，LOAD=0，等待下一个时钟脉冲上升沿到来，将并行数据DCBA=0000置入计数器。在元(器)件库中单击显示器件选中带译码的七段LED数码管U1（
7、DCD-HEX），连接电路如图所示。（3）观测输出 启动仿真开关，数码管循环显示0，1，2，3，4，5，6。 仿真输出也可以用逻辑分析仪观察。双击信号发生器图标，频率改为1 kHz。将74160N时钟输入CLK、输出QAQBQCQD及RCO进位从上到下依次接逻辑分析仪，双击逻辑分析仪图标，电路输出波形如图所示。显然输出QDQCQBQA按0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110循环，且QDQCQBQA=0110时，RCO无进位输出. 图2.1.1 仿真电路图2.1.2 仿真电路图2.1.3 逻辑分析仪的输出波形2、BCD-七段共阴数码管 史志华实验目的 ：了解7416
8、0十进制计数器的功能和特性了解八输入共阴七段数码管和四输入七段共阴数码管的区别学会BCD-七段显示译码器7448和八输入七段共阴显示器的联合应用，掌握7448的引脚功能模拟实验仪器：multisim仿真软件、74160N(十进制计数器)、7448N(BCD-七段显示译码器)、RPACK_VARIABLE_1*7，SEVEN_SEG_COM_K(八输入的七段共阴显示器)，CDC_HEX(四输入显示器)。实验原理：图2.2.1 十进制计数器74160的逻辑图CLKRdLDEPEN工作状态*0*异步置零10*同步置数*1101保持*11*0保持（C=0）1111计数表2.2.1 十进制计数器7416
9、0的功能表当Rd=1、LD=0时，电路工作在同步预置数状态。这时G16G19的输出始终是1，所以FF0FF3输入端J、K的状态由D0D3状态决定。例如D0=1，则J0=1，K0=0，CLK上升沿到达后FF0被置一。当Rd=LD= 1而EP=0、ET=1时，由于G16G19的输出均为0，FF0FF3输入端J=K=0，所以时钟信号到达时他们保持原来的状态不变。C的状态也得到保持。如果ET=0，则EP无论为何状态，计数器的状态也将保持不变，但C=0.当Rd=LD= EP=ET=1时，电路工作在计数状态，从电路的0000状态开始输入10个计数脉冲时，电路将从1001状态返回0000状态，C从高电平跳变
10、至低电平。 输入 输出数字A3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg000001111110100010110000200101101101300111111001401000110011501011011011601100011111701111110000810001111111910011110011表2.2.2 BCD-七段显示译码器电路真值表灯测试输入端LT：当LT=0的信号输入时，G4、G5、G6、G7的输出同时为高电平，使A10=A11=A12=0。只要令LT=0，便可使被驱动的数码管的七段同时点亮，以检查该数码管各段是否正常。平时接高电平1.灭零输入RBI：设置灭零输入信号的
11、目的是为了把不需要显示的0熄灭灭灯输入/灭零输出BI/RBO:作为输入端时称为灭灯输入控制端，只要BI=0，各段同时熄灭。作为输出端时称为灭零输出端RBO=（A3A2A1A0*RBI* LT），只有A3=A2=A1=A00，且RBI=0时，RBO=0。multisim仿真如图1.2.2图中为了突出七段共阴显示器与四输入显示器的区别，将其连接在一个图中，可以明显看到四输入的数码显示器不需要译码电路，而且在仿真中要求比较低，八输入的共阴数码管显示器不仅仅需要译码电路，而且对电流的大小有要求，主要是最大电流，只有几毫安左右。图2.2.2 仿真电路3、74LS161计数器的应用 杨威力74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能：管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3清零/MR使能CEP，CET置数PE 数据输出端Q0Q3 以及进位输出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET)输 入 输 出 CR CPLD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1
