1、 1 电子课程设计电子课程设计 电子脉搏计电子脉搏计 学院：电子信息工程学院 专业、班级： 姓名: 学号： 指导教师： 2012 年 12 月 2 目录目录 一一 设计任务与要求设计任务与要求 - 3 二二 总体框图总体框图 - 3 三三 元器件清单及说明元器件清单及说明 - 5 四四 各功能模块及其原理各功能模块及其原理 - 12 五五 总体设计电路图总体设计电路图 - 15 六六 工作总结工作总结 - 17 3 电子脉搏计电子脉搏计 一一. .设计任务要求设计任务要求 设计一个电子脉搏计，要求： 1.实现在 15 秒内测量 1 分的脉搏数。 2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示。 3
2、.测量误差小于 4 次/分。 二二. .总体框图总体框图 1.方案一：人体的正常脉搏为每分钟 50-100 次/秒。为了简化电路以及节省元 件， 我取计数器的计数范围为 0-99。让信号发生器模拟人体脉搏的产生。以每 个上升沿代表一次脉搏。让计数器记录上升沿的个数，然后左移两位，表示所记 数字乘以四。这样我们就可以 15 秒钟测量一分钟的个数。但是这种方案由六位 二进制码转换 BCD 码电路复杂，故障率高，延时较长，且计数不能连续，所以舍 弃这种方案。方案一总体框图如图 2-1。 4 图 2-1 方案一整体框图 2.方案二：该方案采用脉搏传感器，74LS160 计数器，集成运算放大器，555
3、构 成的多谐振荡器，异或门组成的四倍频电路等电路。脉搏传感器的作用是将脉搏 信号转换为相应的电脉冲信号，放大电路多种多样，本实验采用比较简单廉价的 集成运算放大电路，由一个运放和三个电阻就组成了放大电路。放大倍数可调， 该方案放大倍数为 11 倍。倍频电路对脉搏信号进行调频，如将 15 秒内传感器获 得的脉搏信号 4 倍频，就能得到一分钟的脉搏数，从而缩短测量时间。555 定时 器是为了在规定的时间内完成测量。该方案采用 74LS160 作为计数器，因为 74LS160 是十进制计数器无需改装，直接使用。因为脉搏测量中需要上百位的数 字，因此，将 3 片 74LS160 直接按串联方式进行连接
4、即得千进制计数器。方案二 整体框图如图 2-2。 图 2-2 方案二整体框图 时钟产 生电路 计 时 电路 控制 电路 脉搏计 数电路 与门 电源 电路 使能信号 锁存电路 脉搏模 拟电路 数 码 管 显 示 电 路 清零 电路 左移 两位 BCD 码转换 信号发生 放 大 整 形 电路 四倍频器 解码显示 555 定时器 5 三三. 元器件清单及说明元器件清单及说明 本实验采用数电中常见的器件， 这样我们就可以熟练地使用而且可以降低该 电路的故障率。表 1 为本实验所使用的器件。 表 1 实验所用器件 器件名称 芯片名称 数量 与非门 74LS00 4个 非门 74LS04 1个 与门 74
5、LS08 1个 十进制计数器 74LS160 3个 运算放大器 1个 555定时器 1个 数码管 3个 函数信号发生器 1个 开关 1个 电阻 若干 电容 若干 1.四 2 输入与非门 74LS00 74LS00 是四 2 输入与非门，其逻辑功能表如表 2 所示。 表 2 74LS00 逻辑功能表 74LS00 内部原理图如图 3-1 所示。 A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 6 图 3-1 74LS00 内部原理图 74LS00 逻辑符号如图 3-2 所示。 图 3-2 74LS00 与非门逻辑符号 74LS00 管脚图如图 3-3 所示。 图 3-3 74L00 管脚图 74LS00 的逻辑功能表达
