文档介绍：五邑大学
电子系统设计报告
题目:便携式脉搏检测仪
院系信息工程学院
专业电子信息工程
学号 AP0905112
学生姓名
指导教师
目录
一、题目的要求和意义 3
1、目的 3
2、意义 3
3、要求 3
二、方案论证 3
1、全部用模拟电路实现。 3
2、用数字电路实现。 3
3、用单片机实现。 3
三、设计 3
1、系统组成框图如下: 3
2、放大整形的总电路: 4
3、放大的单元电路: 4
1)、信号采集 4
2)、一级放大电路: 5
3)、二阶低通滤波: 6
4)、二级放大: 6
5)、后级放大: 7
4、整形电路: 8
5、单片机和液晶显示电路: 8
四、程序 9
五、噪声处理及注意事项 10
六、电路性能测试与结果分析 10
1、整个放大电路的传递函数为: 10
2、采集到的信号经过滤波放大后的波形图: 11
七、调试过程遇到的问题与解决的方法 11
八、课程设计体会 12
九、参考文献 12
便携式脉搏检测仪
题目的要求和意义
1、目的
1)、通过对电子技术的综合运用,使和学到的理论知识相互融泄贯通,在认识上产生一个飞跃。
2)、初步掌握一般电子电路设计的方法,使学生得到一些工程设计的初步训练,并为以后的毕业设计奠定良好基础。
3)、培养同学自学能力,独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题,通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案;对实验中碰到的一些问题,能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。
2、意义
通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息,为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号。
3、要求
1)、心率信号由传感器(例如光电传感器) 模块进行采集。
2)、采集后的信号经过放大和滤波(特别滤除50HZ信号的干扰),进行整形后,得到幅值在0~5v的脉冲信号。
3)、可选用单片机进行心率测定,在液晶上显示出被测者心率。
二、方案论证
1、全部用模拟电路实现。
对本次课程设计实现不了。
2、用数字电路实现。
用一个施密特触发器,一个定时器,再用计数器记数,然后用译码器译码,最后用数码管显示。中间还要用到与非门。这种
方案可以实现,不过要用到大量的数字芯片,电路复杂,成本也很高。
3、用单片机实现。
一个红外接受二极管、一个红外发射二极管、一个LM324、一个555、一个单片机和一块液晶,再加上一些电阻、电容。这种方案电路简单成本也不是很高。
综合上述的方案论证,考虑的电路的复杂性和作品的成本,本次设计采用第三种方案。
三、设计
本次课程设计我们组有三个队员,我负责的是系统的设计、程序和整个系统的调试。
1、系统组成框图如下:
信号采集
一级放大
二级放大
555整形
后级
放大
二阶低通滤波滤波
单片机
液晶显示
图三-1
2、放大整形的总电路:
图三-2
3、放大的单元电路:
1)、信号采集
图三-3-1
D1为红外发光二极管,D2为红外接收二极管。D1采用发射波长范围在700nm左右的红外线发光二极管,~ V,其工作电流一般取10~20 mA为宜,所以选取R1=360欧姆。R2主要起分压限流作用,所以选取R2=100k欧姆。
2)、一级放大电路:
图三-3-2
该级放大为反相比例放大。
放大倍数为:A1=……………………………………………..①
A1==820K/75K=;
R6=R7//R8标称值取68K,C8为耦合电容大小为33uf。为了降低系统的噪声系数,R7不能太大,由于电阻在一定的温度下,内部的电子运动,当R7太大时,里面的电子产生一个脉冲电流,在经过后面的电路放大后会对输出有很大的干扰。为了提高系统的稳定度,LM324采用双电源供电。电压为正负5伏。
3)、二阶低通滤波:
图三-3-3
为了提高系统的滤波的选择性,本次设计才用二阶压控电压源低通滤波。
截止频率为:f=……………………………………………..②
f==
放大倍数为1,为了匹配和找元件的方便,R14、R15都取150K。该低通滤波电路保留了有用的脉搏低频信号,对50Hz工频等噪声进行了较大的衰减,能基本达到本次设计的要求。
4)、二级放大:
图三-3-4
该级为一个同相比例放大器,放大倍数A2=+1…………………………③
A2==2~
R7为平衡电阻,取150K。R11是可调电阻。
5)、后级放大:
图三-3-5
该级为一个反相比例放大器,放大倍数A3=……………………④
A3==26