心率测试仪课程设计

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1、1 引言 心率是指人体心脏每分钟搏动的次数，它是反映心脏是否正常工作的一个重要参数。 人类工作在高科技、高效率的环境中，其身体健康状况也显得日益重要并备受关注，而数 显式心率测试仪就为社会的医疗保健提供了方便。 过去大多数医院测量心率主要采用手表 计时切脉的方法。 由于受病人情绪变化以及测量人员主观因素影响， 测量结果存在较大误 差，而且费事费力。随着电子技术发展，出现了心率仪，而且愈发智能。但是由于价格昂 贵等因素不适合大面积推广。另一方面，人们对健康的追求越来越高，体育赛事要求越来 越严格等，需要一种便携、灵活、准确的心率测试仪。 2 目录 引言 . 1 摘要 . 3 1.总体设计方案 4

2、 1.1 课题分析 4 1.2 总体方案 4 2.模拟仿真软件介绍 5 3.电路单元设计与仿真验证 6 3.1 传感器单元 6 3.2 放大电路单元 . 6 3.3 滤波电路单元 7 3.4 整形电路单元 9 3.5 定时电路单元 10 3.6 计数电路 11 3.7 锁存、比较、显示单元 13 3.8 报警单元 16 4.总体电路绘制及仿真 17 4.1 绘制的总体电路 17 4.2 电路工作原理 17 4.3 仿真结果 17 4.4 电子元件清单 18 5.总结 19 附录 . 20 附录 1 . 20 附录 2 . 21 参考文献 . 22 3 摘要 本文主要设计一种便携式心率测试仪，

3、该心率仪采用常见的电子元件实现， 成本较低， 能够实时采集并测量人体的平均心率， 发现非正常心率信号并能及时报警。 由于传感器信 号十分微弱，其幅度一般在毫伏的数量级范围，且夹杂着各种噪声和干扰，因此要求前置 级放大电路具有高增益、高共模抑制比等技术指标。实验结果表明，系统设计方案合理， 实现了微小信号放大、 显示及报警功能。 具有测量灵敏度高、 实时性好、 性价比高等优点。 关键词：关键词：心率测试，放大，计数，锁存，报警，显示 4 1.总体设计方案 1.1 课题分析 正常情况下，人的心率为每分钟60150次。我们要准确测量人的心率，应该使用传 感器将心跳转化为电量进行测量。根据设计要求，我

4、们了解到，测心率跳动的传感器输出 信号为0.2V，干扰信号幅值为0.01V。且干扰信号的频率 f 1KHZ。因此我们需要以下几 个基本单元： 1.放大电路将传感器输出信号放大 2.低通滤波器将干扰信号滤除。 3.定时电路。 要测定一分钟内的心跳次数， 必须要有准确的定时电路。 为了便于实现， 减少电路单元，本次设计我们设定时间隔60s。 4.计数单元。计数单元是记录心跳次数所必需的。要求此计数单元具有清零重新计数 的功能。 5.显示单元。正确显示心率。为了便于读数，应选择十进制显示器。 6.比较报警单元。根据设计要求，当心率 N 150或者 NB 5 UB 74LS85 A0 10 A1 12

5、 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 AB 5 UC 74LS85 A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 AB 5 UD 74LS85 A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 AB 5 UF 74LS85 A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 AB 5 UE 74LS85 +5V A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 AB 5 UG 74LS85 图

6、13 锁存、比较、显示电路 锁存器的作用是将控制信号结束时计数器测得数值进行锁存， 使数码管能稳定的显示 此时计数器的值。可以选用 8D 锁存器 74Ls273 完成上述功能。当锁存脉冲的正跳变来到 时，锁存器的输出等于输入，即 Q=D，从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。正 脉冲结束后，无论 D 为何值，输出端 Q 的状态仍保持原来的状态不变，计数器的的输出 不会送到译码显示器。 74Ls273 是一种带清除功能的 8D 触发器， 1D8D 为数据输入端，1Q8Q 为数据 输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作 8 位地址锁存器。 14 在此电路中， 锁存器脉冲是由定时电路产生的信号的上升沿。 由于计数器清零是电平 清零，需要一定的时间，因此在整个电路中是先锁存再清零，可以顺利将计数值送入锁存 器保存。 图 1474ls273 引脚图和功能表 比较电路选用的芯片是 74ls85。74ls85 可进行二进制码和 BCD 码的比较，对两个 4 位字的比较结果由三个输出端（FAB，FAB，FAB）输出。 将若干 85 级联可比较较长的字，此时低级位的 FAB，FA