光电心率测量仪_图文

1、光电系统课程设计报告设计题目:光电心率测量仪指导教师:吴老师班级:光电0905班设计者姓名:SYY目录1、摘要 (42、技术指标 (43、基本原理及详细说明 (43.1、信号的采集 (43.2、电源 (53.3、信号处理电路 (53.4、单片机电路 (53.5、显示电路 (63.6、发光二极管、蜂鸣器、开关等其余电路 (64、方案论证 (64.1、光电传感器的选择 (64.2、信号处理芯片的选择 (74.3、显示电路的锁存与否 (74.4、光电传感器的驱动电路的选择 (74.5、电源供给的选择 (75、硬件电路设计 (85.1、电源电路设计 (85.2、红外传感器发射与接收电路 (85.3、“

2、虚拟地”电路 (95.4、信号处理电路 (95.5、模拟信号转换为数字信号电路 (105.6、单片机核心电路 (105.7、显示电路 (115.8、蜂鸣器电路 (115.9、控制开关电路 (126、软件设计 (126.1、软件设计概述 (126.2、流程图 (137、测试报告 (167.1、模拟部分测试 (167.2、数字部分测试 (178、结论 (199、课程设计中碰到的问题及解决 (199.1、原理图的绘制 (199.2、PCB的绘制 (199.3、元器件的焊接 (199.4、调试部分 (2010、心得体会 (2011、参考文献 (21附录 (231、本设计的电路原理图2、PCB图(所有层

3、3、PCB图(顶层4、PCB图(底层5、PCB图(丝印层6、元器件清单1、摘要心率测量应用于医疗、健康、体育以及我们生活中的方方面面,因此测量的精度和简便性是令人关注的。此次光电系统课程设计制作的光电心率测量仪旨在探索一种使用光电方法的简便且精度达到要求的心率测量仪。我们采用反射式光电传感器在手指上采集心率,依次通过模拟、数字电路将信号滤波、放大,并最终通过两种模式变成数字信号实时显示在数码管上。通过测试,误差不超过5次/分钟,且示数稳定,可以进行简单的心率测量,达到了预期的效果。关键词:心率测试;光电方法;平均与瞬时;ST168;C8051F310。2、技术指标可外接220V交流电源,通过电

4、源电路实现二级(+5.0V、+3.3V电压供应;反射式光电传感器ST168的灵敏度达到对任一个心率脉冲都有相应的要求;模拟部分对信号的频带范围为0.16HZ6,6HZ,可测得的心率数范围为9375次;仪器可以测量平均与瞬时两种状态下的心率值;除具备显示功能外,还具备灯光、蜂鸣警报的功能;测量过程中允许有一定的扰动等不稳定因素存在,测量距离为5-10mm。3、基本原理及详细说明要直接测量心率数,操作上是有一定困难的,且精度不高。实际上我们会采用测量脉搏数,在人体指尖,组织中的动脉成分含量较高,而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄,透过手指后检测到的光强相对较大,因此光电式脉搏传感器的测量部位通

5、常在人体指尖,即手指末端的血液脉冲与心率数是一致的,因此我们可以通过测量手指末端的脉冲数来得到心率数,这种方法被证明是科学可行的。下面就本设计过程中涉及到的一些原理做一个详细的说明: 3.1、信号的采集为了采集到手指末端的血液脉冲数,我们使用反射式光电传感器ST168(如图1所示,其特点是采用高发射功率红外二极管和高灵敏度光电晶体管组成,测量距离为5-10mm,反射式感应到的光强比透射式更大,ST168成本低,安装固定较为方便。由于是反射型的,因此只需将手指平放在传感器上面就可以完成测量,十分方便。图1、ST1683.2、电源通过一个变压器将220V的交流电变为+5V的直流供电,提供模拟部分的

6、电源需求;在数字电路方面需要使用的是+3.3V的直流供电,因此还需要一个芯片(本设计采用LM1117将+5V转变为+3.3V。3.3、信号处理电路这部分采用一片LM324芯片(如图2所示完成,在电路上可以看出,将其分为了四级电路。LM324称为四级运算放大器,内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。因此可以用其完成不同的功能,现将这四部分分述如下: 第一级,探测器驱动电路。这里利用三极管、稳压管组成发射管恒流驱动电路,可以稳定发射管中的电流,从而减弱了光源的波动,提高了接收信

7、号的稳定性。第二级,高通滤波,低通滤波,外加放大电路。高通是为了滤去直流基底,得到零偏置的交流心率信号。低通是为了过滤掉高频干扰,主要是50HZ工频干扰。这集电路在实现滤波的同时也含有一定的增益,实现了信号的初步放大。第三级,放大电路。这级电路主要实现对信号的再次放大,图2、LM324使得放大后的信号的幅值达到后级电路的要求。第四级,比较电路。利用运放构造一个施密特触发电路,将一个近似周期性的心率信号转换成一个矩形波信号,实现信号的模数转换。由于运放采用5.5V供电,故比较器输出的高电平是5.5V,而单片机采用3.3V供电,所以加了一个三级管实现电平变换。信号处理电路详见硬件电路设计。3.4、

8、单片机电路通过信号处理电路最终输出的是数字脉冲信号,直接送进单片机进行外部中断计数,通过软件将这些数字信号进行处理并最终形成稳定的心率数输出。单片机的时钟采用内部晶振,因为在这个仪器并不要求很高的计时精度,使用外部晶振会产生更多的不稳定因素。在这里,我们考虑了两种测试心率的方法:一种是测一个时间段(60秒内的总心率,另一种是测实时的心率。两种方法各有不同的适应情况,第一种适用于需要得到一个较长时间内的心率,以得到一个平均值;而第二种适用于需要知道心率的实时变化规律的情况,把握心率的变化。我们采用51系列的C8051F310芯片,模式控制键控制模式的切换,并可以实时显示当前的心率数,在两种模式结

9、束后(第一种自动结束,第二种手动控制在数码管上最终显示心率数。3.5、显示电路正常人的心跳数至多三位数,因此采用三位数码管。由于单片机管脚直接输出的电流较小,因此采用一片锁存器74HC573为三位八段共阴极数码管提供较大的驱动电流,采用三极管作为开关来控制数码管中每一位的显示与否,这样方便在软件中实现显示的功能。3.6、发光二极管、蜂鸣器、开关等其余电路为方便控制,采用了三个开关分别控制开始、模式切换以及结束;为了便于观察,采用一红一绿两个发光二极管,绿色代表心率数正常,红色代表心率数不正常;另采用了一个蜂鸣器,在开始以及得到结果时蜂鸣,若有蜂鸣则表明心率数不正常。4、方案论证在进行原理绘制时

10、就遇到了很多种不同的方案,这些方案各有各的优点和缺点,这些都需要选择,综合考虑各种特性以及所具备的条件之后可以得到一个最优的方案,下面将分述: 4.1、光电传感器的选择方案一:采用透射式光电传感器。即在手指的一边进行红外发射,在手指的另一边进行红外接收,这种传感器理论上很直接,但是存在一个很严重的问题,那就是制作这样的透射式光电传感器上存在困难,制作出来的器件也不稳定。方案二:采用红外热敏探测器。在考虑方案时,也考虑过这样比较独特的方案,即手指末端脉冲的同时会带来热量的脉冲,可以通过红外热敏探测器来探测出这样的热量变化,以实现心率数的测量。但是由于红外热敏探测器的温度灵敏度不是很高,而且每一个

11、脉冲的温度变化非常微弱,因此这个方案不能实现。方案三:反射式光电传感器ST168。其特点是采用高发射功率红外二极管和高灵敏度光电晶体管组成,测量距离为5-10mm,反射式感应到的光强比透射式更大,ST168成本低,安装固定较为方便。由于是反射型的,因此只需将手指平放在传感器上就可以完成测量,十分方便。结论:采用方案三,反射式光电传感器ST168。4.2、信号处理芯片的选择方案一:采用LM741。LM741中有一个放大器,是四电源单运放,可以对信号进行放大作用,且它还有漏电流,漏电压保护作用。但是由于它一个芯片中仅含有一个放大器,需要四次电源供电才能满足要求,因此其功能并非是最理想的。方案二:采

12、用LM324。LM324一般用做比较器,适合低带宽的信号且速度较慢,可进行放大作用,324最大的好处是可以单电源使用(输入允许到负电源,缺点是没有调零端。但是尽管有这样的缺点,我们依旧选择了LM324,因为我们最后需要的是一个和心率同步的数字脉冲,不需要对其调零。结论:采用方案二,使用LM324。4.3、显示电路的锁存与否在设计之初,并未考虑到将单片机输出的信号先进行锁存再输入到数码管中,而是直接输入。由于没有办法进行实验论证,因此这个问题也没有引起注意,在得到其他同学的提醒之后,开始考虑这个问题,经过一些软件的模拟发现,由于单片机管脚直接输出的电流较小,若不进行锁存,则将无法驱动数码管。结论

13、:采用锁存器74HC573为三位八段共阴极数码管提供较大的驱动电流。4.4、光电传感器的驱动电路的选择方案一:利用三极管、稳压源组成红外发射管恒流驱动电路,它稳定了发射管中的电流,从而减弱了输入光的波动,提高了接收信号的稳定性。方案二:直接采用电源、电阻、发射管串联的电路。这种电路很简单,但是缺点是不够稳定,不能进行去除波动的操作。结论:采用方案一。4.5、电源供给的选择方案一:直接采用+5V直流电源供电。这种方法很简单,也很直接。但是要考虑到在实际生活中我们没有办法找到这样的电压源,我们有的只是220V的交流电源。因此在可行性上出现了很大的缺陷,这种方案是要排除的。方案二:采用220V的交流

14、电源,并使用变压器使得其电压变为+5V的直流电源,这种方法仅仅是多了一个变压的操作,是可行的。方案三:在方案二的基础上,连接一个“虚拟地”,输出为+2.5V,这样做可以使运算放大器能够较好地线性工作,具有很高的稳定性和很好的可操作性。结论:采用方案三更为合理。5、硬件电路设计5.1、电源电路设计电源电路实现的功能是将220V 的交流电源转变为+5V 的直流电源为模拟部分供电,并再经过转变将其变为+3.3V 的直流电源为数字部分供电。电源部分电路图如图3所示。 图3、电源部分电路图其中J1接220V 交流电,转变为+5V 的直流电后,又经过LM1117的作用进一步转变为+3.3V 的直流电,实现

15、了电源的二级供电。在图中标识的VCC 5.0端口可以稳定输出+5V ,小于1A 的电流;而在图中标识的VCC 3.3V 端口可以稳定输出+3.3V ,小于1A 的电流。5.2、红外传感器发射与接收电路如图4所示是红外传感器发射与接收电路。 发射电路采用恒流源驱动方式,可以减小光源的波动。U5是红外传感器,D1是稳压管,通过发射管的电流为4R V V I BE Z U =,其中Z V 为稳压管电压,BE V 为三极管b、e 极压降。将数据带入公式中,得mA I U 23=,小于ST168发射管的最大电流50mA,可使红外光源的光强稳定,减小背景噪声。图4、红外传感器发射与接收电路对于接收电路,可

16、以看出,接收管实际上实现了光电转换,R5的取值是比较关键的,取值过大会导致电路工作在非线性状态下,而取值过小则会使得得到的信号的幅值不够大,不能进行检测。这里取值为15K,是在理论计算以及实际测试之后得出的,具有良好的性能。5.3、“虚拟地”电路“虚拟地”电路图如图5所示 此“虚拟地”电路输出为+2.5V,这样做可以使运算放大器能够较好地线性工作,具有很高的稳定性和很好的可操作性。图5、“虚拟地”电路图5.4、信号处理电路四级信号处理电路图如图6所示,此即为从红外传感器输出的信号的模拟处理电路部分,这个是四级信号处理电路的第二、三级电路。由图中的数据可以计算出电路的下限频率为Hz C R f

17、16.02136211=,此时对应的一分钟心跳数为375601=f N 次,人的心跳数不可能达到这个数字,因此认为是符合常理的。 图6、信号处理电路图,此时对应的一分钟心跳数为9602=f N 次,人的心跳数不可能低于这个数字,因此认为是符合常理的。5.5、模拟信号转换为数字信号电路此部分电路图如图7所示 图7、模拟信号转换为数字信号电路图5.6、单片机核心电路如图8所示为单片机的核心电路,不包括外围电路。 图8、单片机核心电路图本光电心率测量仪采用功能十分强大且我们比较熟悉的51系列单片机C8051F310,在使用的过程中充分考虑到了端口的性质已经端口的利用率。下面对单片机的一些端口以及功能

18、作一个简单介绍:1、P0.1端口为信号的输入端;2、P0.2、P0.3端口可以接外部晶振,由于本仪器不需要高精度,所以后面没有使用它;3、P0.4接蜂鸣器的输入端,上面的信号控制蜂鸣器;4、P0.5、P0.6、P0.7分别接三个控制开关K2、K3、K4,功能在原理部分已做介绍;5、P1.0P1.7接至锁存器74HC573的八个输入端口;6、P2.0、P2.1分别接至两个LED(一红一绿;7、P2.2、P2.3、P2.4分别接至三个数码管的输入口,以控制数码管的亮灭以及示数。另,K1按键为复位键,即按下它,所有在运行的状态均停止回到最初的状态。5.7、显示电路如图9为显示电路部分的电路图: 图9

19、、显示电路部分电路图由图9可知,此部分电路采用锁存器74HC573将由单片机输出的电流信号进行锁存放大,使得其电流值足够能够驱动数码管的显示,而P2.2、P2.3、P2.4分别接至三个数码管的输入口,以控制数码管的亮灭以及示数。5.8、蜂鸣器电路蜂鸣器电路的电路图如图10所示:图10、蜂鸣器电路的电路图三极管Q3将从单片机输出的信号进行放大并输入到蜂鸣器中控制鸣音。5.9、控制开关电路控制开关电路电路图如图11所示: 图11、控制开关电路电路图其中,K2、K3、K4分别控制开始、模式切换以及结束,每个开关都接一个限流电阻,防止电流过大。6、软件设计6.1、软件设计概述硬件部分最终提供了一个较为

20、稳定的心率脉冲信号给单片机,单片机要完成的任务就是将这些心率脉冲计数并最终输出到数码管上进行显示。软件上,心率测试实现两种功能,即平均值心率和瞬时心率。平均值心率是指在一分钟之内的心率数,自开始到结束的一分钟时间内有多少次心率脉冲即为最终显示的数值。平均值心率体现了一个人在一段时间内的心率平均水平,可以总体上了解一个人的心率,但是不能准确地看到心率的变化。瞬时心率是指在一个短时间内的心率值,为了使被测者有一个直观的认识,将这个瞬时值转换为在一分钟内的平均值来显示。实质上是包括此次心跳在内的上十个心跳数所用的总时间的平均值。瞬时心率可以很直观得让被测者看到自己的心率变化情况,特别是在一些特殊场合

21、是很有用的,可以在短时间内了解变化趋势。以上两种模式需要有一个模式切换的模块来实现其中的转换。软件不仅实现心率数的平均显示和瞬时显示,还要实时地提醒被测者现在所处的状况,是否处于正常情况下,若不正常则要进行警告。在这方面,设计了两种警告模式,即灯警告和蜂鸣器警告。当心率超出了预定的范围时即判断为不正常的心率值(有可能是被测者或者是仪器自身造成的,此时红灯亮、蜂鸣器也响,以达到警告的目的。当心率值在正常范围内时,则绿灯亮,蜂鸣器安静。设计之初,是使用外部晶振作为单片机的时钟,但是后面并未提供外部晶振,于是最后我们使用的是C8051F310的内部晶振。其实这也没有太大影响,因为我们对于计时的精准度

22、要求不高,而且芯片内部的晶振的精准度已经非常高了。在编写软件时,我们充分考虑并利用了单片机的资源,使得各资源得到合理充分的应用。6.2、流程图如图12所示 为总的主程序流程图。说明如下:在打开仪器或者初始化后,程序立即初始化,此时需要选择模式,不同的模式将导致标志位的不同值,当按下开始键后立即判断最终选择的是什么模式并进行相应的计数,在每种模式之后都将调用显示模块进行显示。图12、总流程图如图13为平均模式显示模块流程图。说明如下:在得到当前的心率数后,首先取出心率数的百位,进行位选码并查表,然后将得到的断选码送入外部的数码管中显示,并要延时一段时间使其更好得显示。再继续取十位,进行同样的操作

23、,当百、十、个三位全部操作完一遍后,返回,否则继续操作。 图13、平均模式显示模块流程图图14、瞬时模式显示模块流程图如图14为瞬时模式显示模块流程图。说明如下:为了得到两次心跳之间的的时间间隔,采用最小单元法,即设定一个最小单元为5ms,在两次心跳脉冲之间用计数器数有多少个5ms,将其累加便得到两次心跳之间的时间间隔。经过严格的考察和计算,5ms对于心率数是有足够的精准度的,可以作为科学的最小单元使用。由于需要取十次的均值,因此还要有一步求包括这一次在内的以上十次的时间均值,并用60除以这个数,即得最终的瞬时值。在得到这个心率数之后,调用平均模式显示模块,即可在数码管上显示瞬时的心率数。如图

24、15所示为定时器T0流程图。说明如下:定时器T0用在平均心率测量情况下,定时器T0定时一分钟,在定时时间未到时,将得到的心率数通过数码管显示出来,不做其余操作。若定时时间到了一分钟内,则此时需要将定时器和外部中断都关闭,并将数码管上的示数停留,判断是否超过了正常的范围并进行相应的操作,最终都要中断返回。 图15、定时器T0流程图图16、定时器T1流程图如图16所示为定时器T1流程图。说明如下:定时器T1的作用很简单,就是将两次心跳(输入脉冲中间的5ms的个数数出来并将这个数值存入相应的单元中,再对其赋初值(定时5ms即可。得到的数字将是较为精确的5ms的个数,为后续的计算做好准备。如图17为外

25、部中断0流程图。说明如下:外部中断0采用的是脉冲信号的下降沿出发方式,在这个过程中还需要做一个非常重要的操作,就是消抖。若不消抖,则会引起信号的极大干扰,后续的步骤无法分清哪些是心率脉冲,哪些是噪音。采用100ms延时消抖可以有效去除噪声。消抖之后要进行判断是平均值模式还是瞬时模式,判断之后进行相应的操作并在完成之后中断返回。 图17、外部中断0流程图以上即为软件设计部分的总体思路和流程图,在整体整合了以上的内容之后行成了初步的软件,以下的测试报告将给出具体实测时的情况。7、测试报告本次课程设计的测试包括了模拟部分以及数字部分的测试,其中每一项都是非常重要的。因此在制作板子的时候,我们采用边焊

26、边测,边发现问题边解决问题的方法一步步推进。事实证明,这种方法快速且有效。下面分别从模拟部分以及数字部分来展示测试情况: 7.1、模拟部分测试图18为仅焊好电源电路、反射式光电传感器以及四级信号处理电路后立即用示波器测得的心率波形图,从图中可以看出,信号具有一定规律性,理论上可以认为是符合测试要求的,因此说明这一部分的电路是没有问题的。但是在测试时发现,手指的一点点细微的扰动都将引起波形的变化,即尽管非常灵敏,但是有些情况是我们不希望看到的,这就需要在后续的电路中进行进一步的处理。 图18、模拟电路心率测试初步尝试图如图19、图20所示分别为探头探测到的心率信号图和滤波放大后的波形,由这两幅图

27、可以看出,尽管探头测得的心率信号有一定的误差,但是在一定程度上可以认为,这个探头的灵敏度以及准确度都是非常高的。而经过滤波放大后的波形也较为理想,基本滤除了噪声,为后续的信号处理准备了很好的前提条件。若将图放大到一定程度,还可以看出,由于信号的抖动,后续依旧要进行滤波或者消抖操作才能将信号变得更加理想。 图19、探头探测到的心率信号图图20、滤波放大后的波形图7.2、数字部分测试如图21所示为输入到单片机的信号图,这个信号是在将滤波放大的波形继续输入到模拟信号转换为数字信号电路后得到的一个方波,从信号图可以看出,此信号是一个数字信号,已经基本符合单片机的输入要求,可以进行后续的数字信号处理。

28、图21、输入到单片机的信号图如图22所示为所有操作均完成并完成最后的调试之后,进行心率测试时的操作图。将电源接至220V的交流电即可进行测试,达到了技术指标中的可外接220V交流电源,通过电源电路实现二级(+5.0V、+3.3V直流电压供应要求。由图中可以看出,只需将手指平放在反射式光电传感器上即可测得两种模式下的心率值,达到了技术指标中的两种模式测量心率的要求。要说明的是,最后调试成功后的测试仪具有一定的抗干扰能力,能够对手指的不稳定进行辨别,并使手指的不稳定不干扰测得的心率数,达到了技术指标中的抗干扰功能。在测试过程中,若测试的心率数超过了正常的范围,则红灯将会亮并伴随蜂鸣器的响声,而图中

29、所示的示数是65,是正常的心率数,因此显示的是绿灯,蜂鸣器不响,这个也达到了技术指标中的除具备显示功能外,还具备灯光、蜂鸣警报的功能的要求。 图22、成品测试图8、结论这个心率测量仪软硬件的开发与制作在经历了原理图设计、PCB图的绘制、PCB板的制作、元器件的焊接、模拟部分和数字部分的调试之后,通过以上的测试可以得出结论:本光电心率测量仪达到了技术指标中提出的所有要求,能够准确、稳定、可重复性、较高精度、简便地进行人体心率的测量。系统功能完好,设计制作成功。在看到成功的方面还要认识到有不足的一面,这个系统在测量瞬时心率值的时候表现出来的波动性使得被测者无法立刻直观得看出自己的心率变化情况,这和

30、软件中的一些算法以及实现上遇到的障碍有关系,这一点在最后调试的时候也花费了很大的时间。虽然说精度达到了要求,但是对于更高要求的精度还是远远不够的,5次/分钟的误差对于要求高的测量来说是不能容忍的,因此这个心率测量仪只能针对粗略的测量才有效。在最后的制作过程中,考虑过使用夹子来使得手指的固定更为稳定,但是由于操作上存在困难,因此没有实现,这也是一个小小的遗憾。总之,本次系统设计是基本成功的。9、课程设计中碰到的问题及解决在本次课程设计过程中,在每个环节都碰到了问题。有的还非常难以解决,但是也正是在这种不断的发现问题解决问题的反复中,我才得以提高。下面仅仅举几个比较有代表的问题以及解决方案:9.1

31、、原理图的绘制问题:绘制原理图后没有办法仿真,导致不知道自己绘制的原理图是否正确。解决:在Altium Designer上绘制了一部分原理图后,想要仿真,验证一下是否正确,但是总是没有办法在Altium Designer上找到仿真的界面。后来将原理图复制到Protel99SE 中进行仿真,解决了问题。9.2、PCB的绘制问题:老师给的库文件里有些元件的库没有办法使用,或者有些根本就没有。解决:这个问题现在看来是很简单的,只要在网上查找到需要的元件的库文件再导入到Altium Designer中即可使用。但是当时就没有想到这一点,就觉得是自己的操作上出现了问题,导致浪费了很多时间。在老师和同学的

32、帮助下才得以解决问题。9.3、元器件的焊接问题:焊接时将三极管的BEC想当然地焊上去,未考虑实际情况。解决:在部分调试的过程中发现出现问题,但是一直找不到原因,偶尔的一个情况让我碰到了三极管,现象就对了。这让我怀疑三极管是否焊错,后面发现确实是这样的,PCB板子上的三极管的缺口并不一定就对应实际三极管的缺口方向,因为不同厂家有不同的规格。在仔细观察之后发现确实是接反了,拿下来重新焊好后,问题就解决了。9.4、调试部分问题:单片机上控制显示的三个引脚与控制两个二极管亮灭的引脚都在P2端口,导致在编程时出现了巨大的困难,没有办法直接对P2进行赋值操作。解决:由于此时已经将板子焊好,没有办法再改变硬

33、件上的端口,所以这个问题只有靠软件上改变编程思路的方法来解决。但是这导致了很大的困难,需要绕一个很大的弯子才能实现一些很简单的操作。如果在设计电路的时候将其中一部分引脚分配到P3端口,这个问题就不存在了。因此在设计电路原理图的时候就要考虑到后续的很多问题,否则将会引起极大的困难。10、心得体会本次光电系统课程设计是本科阶段花费时间最为长,需要运用的知识最为多,学到的本领和体会到的经验也最为多的一门课程。在体会的最开始,真心说一句:谢谢老师,谢谢这门课程,谢谢在设计中给予我帮助的同学!是你们让我学到很多理论上都不能学到的知识。这学期第一周就开始着手准备这件事,理论的知识并没有学得太扎实,使得后面

34、的设计过程有点曲折。在这次课程设计中我主要负责PCB图的绘制、PCB板子上元器件的焊制以及后续的调试,在原理图以及程序的编程初期我也有所参与,因此对于后续的步骤我了解得比较多。在设计原理图时,刚开始觉得无从下手,理论知识都有,但是没有办法进行实质性的操作。后面发现最开始要制定好一个大的框架,先模拟后数字,然后再每一块都细分,模拟该怎么处理,数字该怎么处理。最后考虑到信号的来源以及去向,就可以跟踪信号的轨迹将模拟和数字部分串起来。大致的框架定了下来,接下来的事情就会简单一些,需要将一些细节落实,将实际的情况考虑进去,将一些方案优化。在经过一段较长时间以及余佳东的帮助下,一个初步的原理图诞生。接下

35、来是进行PCB的绘制,有了原理图,就要根据它来建立一个库文件,由于老师给的库文件里的元件并不是我们原理里都有的元件,因此我们需要在网络上查找我们需要的元件光电系统课程设计 光电心率测量仪 光电 0905 班 邵亚云 U200913045 的库文件，这是一个比较辛苦的工作，因为我们的目标以及所寻找的方向都不是很明确， 没 有经验的我们只有一点点搜寻。最后终于凑成了比较完整的库文件，导入后便开始绘制 PCB 图。中间的步骤都不是很复杂，最复杂最困难的是布线。双面板的手动布线对于我们来说都 是第一次，因此我们都布得很慢。最后我们选定了五人中布得最好的胡时婕的 PCB 图上交。 接下来是 PCB 板元件的焊制， 这部分完全是由我一个人完成， 在焊制的过程中并未碰到 太大的问题。 有一个经验很值得提倡， 那就是边焊