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数显式脉搏测试仪设计方案.pdf

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生的创新能力。
(5)要求
最终的电路要能够实现在 15s 测量人体 1min 的脉搏振动的次数,并且将振动
的次数通过显示器显示出来。一般来说,正常人的脉搏振动的次数为 60~80 次
/min,婴儿为 90~100 次/min,老人为 100~150 次/min。
(6)容
人体脉搏计的设计是基于传感器、放大电路、显示电路等基础电路的基础上实
现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群,方便快捷的
测量脉搏次数,并用十进制数显示出来。
(7)要解决的主要问题
主要解决传感器、放大与整形、倍频电路、定时电路、计数译码显示这五个单
元模块的设计和连接,最终实现要求设计的功能。

三 设计方案的论证(理论依据,多种方案的分析比较)方案一:
(1)传感器是将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
(2) 放大整形电路把传感器的微弱电流,微弱电压放大,整形出去杂散信号。
(3)倍频器是将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将 15s 传感器所获得
的信号频率 4 倍频,即可得到对应一分钟的脉冲数,从而缩短测量时间。
(4)控制电路用 555 保证基准时间控制,4 倍频后的脉冲信号送计数、显示电
路中。
(5)计数、译码、显示电路用来读出脉搏数,以十进制数的形式由数码管显示
出来。
上述测量过程中,由于对脉冲进行了 4 倍频,计数时间也相应地缩短了 4 倍
15S,而数码管显示的数字却是 1min 的脉搏跳动次数。用这种方案测量的误差为
±4 次/min,测量时间越短,误差也就越大。
电路原理框图如图 1 所示:




传感器 放大与整形 倍频器 控 译
制 码
电 显
基准时间产生电路 路 示



图 1 方案一脉搏计原理框图
此方案采用脉搏传感器,74LS160 计数器集成运放放大电路,555 构成的单稳
态触发器,D 触发器组成的 4 倍频电路等电路。脉搏传感器作用将脉搏信号转换
为响应的电脉搏冲信号。放大电路多种多样,本次试验采用比较简单,廉价的运
放电路。由一个运放器和三个电阻就组成了。放大倍数可调。倍频电路对脉搏进
行调频,如将 15S 传感器所获得信号频率 4 倍频即可得到对应一分钟的脉冲数,
从而缩短测量时间。555 定时器是为了实验在规定时间完成。本设计采用简单的
74LS160 作为计数器,因为它是十进制计数器,无需改装,直接使用。因为脉搏
测量器所需的上百位的数字。因此将三片 74LS160 直接进行进位方式连接,即得
千进制计数器。结合以上各部分电路容及设计要求分析,以控制电路为枢纽,将
经传感器、放大整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对
计数器的控制,使其能够准确的显示脉搏数。根据此框图,各部分电路有如下几种设计方案:放大电路可以在同相放大器和反相放大器之间选择,二者几乎没有
区别,在此选择使用反相比较器,整形电路可以用 555 构成的施密特触发器或者

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上传人:kunpengchaoyue 2022/5/20 文件大小:1 MB

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