1、数字电子脉搏计数字电子脉搏计 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： 实现在 15s 内测量min 的脉搏数，并且显示其数字。 正常人脉搏数6080次min， 婴儿为90100次min,老人为100 150 次/min。 1.实现在 15 秒内测量 1 min 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.测量误差小于 4 次/min。 二 总体框图总体框图 图 1 总体框图 方案设计：此方案采用脉搏传感器，74LS160 计数器，集成运放放大电路， 555 构成的多谐振荡器，异或门组成的 4 倍频电路等电路。脉搏传感器的作用是 计时器 信号发生 放大整
2、形电路 四倍频器 倒数计时 555 计时器 计数器 将脉搏信号转换为响应的电脉冲信号。 由一个运放器和三个电阻就组成了符合要 求的放大电路。倍频电路要对脉搏进行调频，如将 15s 内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。555 定时器是为 了试验在规定时间内完成任务。本设计中采用简单的 74LS160 作为计数器，因为 它是十进制计数器无需改装，直接使用。因为脉搏测试器中需要上百位的数字。 因此，将三片 74LS160 直接按并行进位方式连接即的千进制计数器。 三、三、元器件清单元器件清单 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
3、降低该电路的 故障率。以下为本实验所使用的器件。 表一 元器件清单 1、异或门：当两个输入一致时，输出为 0，输入相异时，输出为 1。异或门的原 理图与真值表如图 2-1 所示 序号 名称 型号 数量 备注 1 555 定时器 CB555 1 2 七段译码器 DCD_HEX 6 3 十进制上升沿计数器 74LS160D 6 4 与门 74LS08 3 两输入 5 与非门 74LS08 2 两输入 6 非门 7400N 1 两输入 7 同或门 CD4077 1 两输入 8 电阻 ROHM 4 10K 9 电阻 ROHM 1 9.1K 10 电阻 ROHM 1 100K 11 电阻 ROHM 1
4、5.1K 12 电容 16CE470AX 1 0.01F 13 电容 16CE470AX 1 0.1F 14 电容 16CE470AX 1 3.8F 15 电容 16CE470AX 1 33F 16 异或门 4070BD 4 两输入 17 单刀双掷开关 1 18 交流信号发生器 1 5000Hz，5V 图 2-1 异或门的逻辑符号与真值表 2 输入与门如图 2-2 所示，A、B 为与门的输入端，Y 为与门的输出端。当 输入全 1 时，输出为 1。当输入有 0 时，输出为 0。与门的这一功能决定它可以 作为自动控制的开关使用。当 A 端接信号，B 端接控制端，B=1 时，Y=A；B=0 时， Y
5、=0。 图 2-2 74LS08 内部框图及管脚图和真值表 74LS160 其结构图如图 2-3 所示，管脚图如图 2-4 所示： ENT、ENP 为芯片的使能端，当 ENT、ENP 接高电平时芯片处于工作状态，接低 电平时处于休眠状态。我们将这两端接高电平，使它一直工作。CLR 为清零端， CLR=0，QAQD 输出为 0，CLR=1，芯片正常工作。LOAD 为同步置数端，低电平 有效，当 LOAD 为低，且有下降沿来时，A、B、C、D 四个数就并行置入，从 QA， 、 QB、QC、QD 输出。RCO 为进位端。即由 9 变为 0 时，该端出现一个高电平。时序 图如图 1-4 所示。 图 2
6、-3 74LS160 内部电路图 图 2-4 74ls160 逻辑图 4555 电路的内部结构如图 2-5 所示，定时器 555 是一种多功能集成电路， 只要在外部接上几个电阻和电容，就可以组成施密特触发器、单稳态电路和多谐 振荡器。 图 2-5 555 定时器内部原理图及真值表 5. 与非门 74LS04 为一个反向器，其原 理图与真值表如图 2-6 所示。 A=0 时， Y=1。 A=1 时，Y=0。 图 2-6 与非门逻辑图 6.除了主要元件外，我们还用到了四输入数码管，电阻电容等，其逻辑图如图 2-7 所示： 图 2-7 数码管 对于数码管，其直值表如下： 输 入 输 出 TH TR dR VO Dis 3 2 VCC 3 2 VCC 3 1 VCC L H H H L H 不 变 L 导通 截止 不变 导通 4 3 2 1 OUT 4 3 2 1 OUT 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5 表二：数码管输出与输入的关系真值表 四、四、各功能模块及其原理各功能模块及其原理： 功能模
