心率智能检测电路设计.docx

（心率智能检测电路设计）课程设计指导教师评定成绩表项目分值优秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(xb、iab和ia=b是它们的比较结果。设置低位数比较结果输入端是为了能与其他数值比较器连接，以便组成位数更多的数值比较器。表3.5 74ls85的功能表3.8.1比较原理说明这里是将三片74ls85级联组成一个12位的数值比较器。根据多位数比较的规则，在高位相等时取决于低位的比较结果，因此，只要将两个数的高位到低位分别接在第一片，第二片和第三片上，同时把第一片的agtb,aeqb,altb接到第二片的oagtb,oaeqb,oaltb上，第二片的agtb,aeqb,altb接到第三片的oagtb,oaeqb,oaltb上就行了。由2位十进制计数器的输出端把数据送到数值比较器，如图3-12所示，比较电路由两部分组成，第一部分，由低位到高位74ls85(1)、74ls85(2)、74ls85(3)三片接成12位数值比较器，因为计数器是十进制的，所以，要与十进制的60的bcd码进行比较，因为60的bcd码可表示为：60=060=0000，0110，0000所以，分别给从高位到低位的三片74ls85的a3a2a1a0依次设为0000，0110，0000。这样就可得到脉搏跳动次数与60的比较结果。 同理，第二部分，与100比较，从低位到高位74ls85(4)、74ls85(5)、74ls85(6)三片级连，因为100的bcd码可表示为：150=0001，0000，0000是否小于60所以，分别给从高位到低位的三片74ls85的a3a2a1a0依次设为0001，0000，0000。这样就可得到脉搏跳动次数与100的比较结果。心率的次数是否大于100图3.12 数值比较电路图3.9报警模块由数值比较器出来的结果，与60比较的结果是数值比较器第一部分的是否比60小的输出端，如果比60小，则输入或门端口的是高电平1，与100比较的结果是数值比较器第二部分的是否比100大的输出端，如果比100大，则输入或门端口的高电平1，得到的结果是两个比较结果的或，也就是说，如果比60小输出为1，如果比100大输出也为1，或门输出端再加一个三极管，用以驱动蜂鸣器，所以，这个模块就实现了心率不在正常范围（60n100）内蜂鸣器报警的功能。比60小比100大图3.13 报警电路图4. 总体电路设计41总体电路的介绍经过以上各模块电路的设计，可以得到心率智能检测的总体电路。op07ah组成放大电路；741组成低通滤波电路；tl072cd组成带阻滤波电路；lm311h组成整形电路；74ls160d(1)，74ls160d(2)，74ls160d(3)组成计数电路；lm555构成定时电路；74ls48(1)，74ls48(2)组成译码显示电路；74ls85(1)， 74ls85(2)， 74ls85(3)， 74ls85(4)， 74ls85(5)， 74ls85(6)组成数值比较电路；74ls32d，q2n2222，蜂鸣器组成报警电路。4.2总体电路的工作过程将传感器的敏感部分靠近人的耳垂或者手指，由传感器感应脉搏跳动，收集到微弱的心率信号。传感器出来的电压信号进入放大电路，然后经过低通滤波器，将信号的高频干扰滤掉，再经过带阻滤波器，去除50hz的工频干扰，得到较为纯净的心率信号。滤波电路出来的波形再送到整形电路，先通过比较器把脉搏波变成方波。 整形电路出来的窄脉冲送到计数器进行计数，555定时器控制计数的时间，在有限时间的计数器输出端送到译码显示器上，显示心率大小。计数器的输出端还要送到数值比较电路，与50和100进行比较，将比较结果用或门来控制蜂鸣器对不在正常范围内的脉搏跳动次数进行报警。4.3总体电路图5. 心得体会电类课程设计是我们专业知识综合运用的实战练习，平时学到的各科基础知识到此时要一一融会贯通，甚至那些在我们看来平时一点联系都没有的学科，也会显现出它们之间千丝万缕的联系。所以，我认为在完成此次课程设计的关键就是要把以前学过的知识一一回顾，找到它们之间的联系，从而完成此次课程设计的设计目标。经过此次课程设计，我学会到：拿到一个课题，首先要一一对此课题所需的各个单元了解清楚，此外还要对各个单元所需的芯片一一选型。就从最初的选择传感器类型说起，要对红外传感器、光电传感器、压电传感器、声电传感器等性能参数、实现方式逐一比较，才能确定所选的传感器类型。而且我用电路的方式来实现课题功能，还需要对各个电路模块的芯片选型。在次之前，我只是从理论上根据所要实现的功能以及对该芯片的要求方面着手选择，但是在后续的画电路图仿真的时候才发现之前选择的芯片很多都在画图软件中没有，因此我不得不重新考虑芯片的选择。甚至一些芯片在orcad中有，一些芯片在protues中有，总之就是在同一个软件中芯片不够齐全。最后我选择了multisim软件，因为这个软件的芯片类型齐全，而且还有各类的示波器、函数发生器之类的功能，功能非常强大。在进行电路绘制以及电路仿真的过程中，我一直都在摸索。之前从未接触过这个软件，很多用法都不清楚，为此从图书馆借阅了好几本multisim 的指导教程和集成运放应用电路设计类的书籍，一边学习一边绘图仿真，查阅许多相关资料，分析资料，整理和搞清部分电路的原理；再根据查阅资料和自己所学知识，设计出整个心率智能检测系统的基本框图；然后，根据每个模块所实现的功能进行设计，选用合适的芯片的过程中不断的发现问题，然后分析原因，更换方案；设置合适的仿真参数。其中的每一个步骤都至关重要。最后，在这两周的课程设计的学习当中，我明白了第一点是做任何事情之前都先要给自己制定好计划，然后按照计划一步一步的实现，也许过程中会出一点意外，但是我们应该尽最大的可能去处理好；第二点是细节决定成败，在各个单元电路的设计、绘制、仿真的过程中，任何一个小小的失误都会得不到我们所想要达到的效果，因此我们需要认认真真的完成每一步，不要想着一步登天，俗话说的好“千里之行始于足下，千里之提毁于蚁穴”。参考文献1 孙亮,胡泽,李丹. 智能人体心率检测装置的设计j. 现代电子技术. 2009(02)2 王国力,赵子婴,白金星.pvdf压电薄膜脉搏传感器的研制j. 传感技术学报. 2004(04)3唐笑年. 便携式多功能心率计d. 长春：吉林大学，20044范红刚，冯成，胡建国. 数字人体心率检测仪的设计j. 电子工程师，2006年第7期，p7779.5姚鸣放，高磊. 快速心率检测仪的研制j. 医疗设备信息，2004年第8期，p89.6谢淑如，郑光钦，杨渝生. protel pcb 99 se 电路板设计m. 北京：清华大学出版社，2001.7丁