文档介绍：毕业论文设计
电子心率计设计课程设计说明书
1:课程设计任务书
课程设计题目
电子心率计设计
学院
光电工程学院
专业
测控技术与仪器
年级
2007
任务要求
心率计是用来测量一个人心脏单位时间跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分,设计一个电子心率计,要求实现在短时间内测量1分钟的心脏跳动次数,并且显示其数字。当心脏跳动次数超过正常范围时,发出异常指示(LED发光二极管发光报警指示)。正常范围可根据需要设定。
性能指标要求
1、测量范围:正常心跳次数成人为60~90次/分钟,婴儿为90~120次/分钟,老人为100~150次/分钟,正常范围可以设定。
测量精度:测量误差≤±4次/分钟。
报警指示:采用LED发光二极管。
学生应完成的工作:
1、课程设计说明书。
要求:内容完整,图表完备,字迹工整,条理清晰,分析有据,计算准确。
课程设计说明书应包括以下内容:
任务书;
说明书正文;
任务分析与方案设计;
电路设计,元器件参数计算及选择;
电路原理框图及电路工作原理说明;
本次课程设计的体会。
参考资料清单;
2、完整电路图一张。
要求:布局合理,清晰完整,线条粗细均匀一致,图形大小适合,图形和符号要规范。
3、所用元器件清单(序号、名称、型号、规格或数值、数量)。
目前资料收集情况(含指定参考资料):
[1] 童诗白、徐振英编,现代电子学及应用,高等教育出版社,1994
[2] 陈明义、宋孝瑞等编,电子技术课程设计实用教程,中南大学出版社,2002
[3] 陈晓文主编,电子线路课程设计,电子工业出版社,2004
课程设计的工作计划:
2010年6月28日-2010年6月30日:根据设计任务,收集相关资料;
2010年6月30日:在熟悉资料的基础上确定总体方案;
2010年7月1日-2010年7月6日:单元电路设计,元器件参数计算;
2010年7月7日-2010年7月8日:完整电路图绘制;
2010年7月9日-2010年7月10日:完成课程设计说明书。
任务下达日期 2010 年 6 月 28 日
完成日期 2010 年 7 月 10 日
指导教师(签名)
学生(签名)
2:课程设计说明书正文
:任务分析与方案设计
心率计是用来测量一个人心脏单位时间内跳动次数的电子仪器,由于人体各部位心率一致,所以通常测量人手臂处的脉搏即可测出人体心率。任务要求测出的心率为一分钟内心跳的次数,并显示,测量结果要与标准范围作比较,不在标准范围内则报警。
设计方案为:采用传感器,量脉搏的跳动,出微弱的信号,入放大器中放大;后通过滤波器滤除干扰信号后,将形整形为方波或脉冲信号;后经过倍频器增加信号的频率,输入计数器中计数,时通过定时器控制计数的时间,后得出一分钟内脉搏次数即为心率。计数器计数值输入到显示器中显示,同时,将其输入到数值器中与比较器预设值即标准值作比较,若,测量值不在标准值范围内则报警,即LED灯亮。流程图如下。
报警
比较器
定时器
传感器
放大器
滤波器
整形电路
倍频器
显示器
计数器
电子率及设计流程图
:电路设计,元器件参数计算及选择
:传感器的选择
脉搏跳动引起皮肤表面压力的变化,根据这个现象可以通过测量皮肤表面压力的变化而测量脉搏跳动次数。因此,通常可选用压电陶瓷传感器测量。
选择型号为CPS182的陶瓷压力传感器。此传感器具有抗腐蚀能力,传感器没有液体的流动,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠通斯电桥。由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比、激励电压成正比的高度线性度电压信号。通过激光标定,该传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性。—3mV
:放大电路的设计
如前所述,传感器输出为微弱信号,需进行放大后才便于后续电路的处理。考虑到后续电路中滤波器电路也具有信号放大的功能,所以放大器的放大倍数不宜过大,初步选择为200倍。设计电路如下:
Rf
R1
信号输入端
R2222
其放大倍数的计算公式为: A=RfR1
所以取Rf=400k,R1=2k,得到A=200。取R=1k。
运算放大电路的芯片选择型号为LM741,其封装管脚图如下
LM741封装管脚图
如上图所示,LM741芯片为但运放芯片,其引脚功能为:
1和5为偏置(调零端),
2为正向输入端,
3为反向输入端,
4接地,
6为输出,
7接电源,
8空脚
LM741内部电路
:滤波器的设计
干扰信号对测量结果带来很大的误差,所以设计滤波器是很