脉搏测试仪的设计制作与测试

脉搏测试仪的设计制作与测试
（朱开明.电子技术实训指导.清华大学出版社.2005.11 p169～171）
1．设计要求
检测人体脉搏，并用数字显示。

可用于医用或运动中检查每分钟脉搏跳动次数。

2．设计分析
①脉搏探测器，将脉搏跳动信号转换为电信号。

②对检测的脉搏跳动信号进行放大和整形。

③对脉搏信号进行计数和显示。

框图如图1所示。

图1 脉搏测试仪框图
3．电路设计
①为了使用方便，选用压电陶瓷片作脉搏探测器。

压电陶瓷也是一种人工合成的压电材料。

当受到外界压力时，两面会产生电荷，电荷量与压力成正比，这种现象称为压电效应。

选用直径约为20～30mm的圆片形压电陶瓷片，如HTD-27。

②脉冲整形放大电路，主要是用来放大由压电片转换而来的电信号，并将其整形为脉冲信号。

电路直接用CC4011实现。

③为使设计电路简单，这里选用CC4553作计数器，外形和引脚如图2所示。

CC4553是三位BCD码计数器，Q3、Q2、Q1、Q0为BCD码输出端，在内部分时电路控制下，三位BCD码分时从Q3、Q2、Q1、Q0端输出。

当百位BCD码输出时，＝0；当十位BCD码输出时，=0；个位输出时，=0。

所以常用、、作显示器控制端，分别实现三位数字显示。

DIS端为门脉冲控制端，这里用60s延时门脉冲输人，检测一分钟的心跳次数。

MR为清零端，MR＝1时清零。

图2 CC4553引脚图
选用CC4511作译码显示CC4511集七段锁存／译码／驱动为一体。

配合CC4553使整个电路所用元件少。

60s门脉冲电路可用前面介绍过的秒脉冲发生器，计数60s得到门脉冲。

这里为使电路简单，将振荡频率降低，振荡器振荡周期约为T＝60/ (2.2RC213）=0.00333s。

f≈1/T=300Hz，C选0. 33μF，R约为l0kΩ，由CC4060计数分频电路直接得到计数60s关闭脉冲。

为使、、的输出驱动显示器，用三个输出信号推动晶体管，再驱动数码显示器。

晶体管可选用能驱数码管七段发光电流即可，这里选用9015，I CM＝100mA，P CM
＝450mW。

设计电路如图3所示。

图3 脉搏测试仪原理电路图
IC1（CC4060）内部电路与外接C6、R8、R9组成振荡器，经内部分频后，由2脚输出延时60s的正脉冲加到IC3的11脚，作关闭闸门信号，使IC3停止计数，在三位数码显示器上显出一分钟内脉搏跳动的次数。

4．印制电路板制作与电路安装
根据原理电路图设计印制电路板（留给学习者设计）。

然后安装元件。

5．调试
①接通电源，按下S电路复零。

②先用手摸准手腕脉搏跳动的地方，再将压电片用松紧带紧压在该处。

按下S使IC1和IC3都清零，这时计数闸门打开，脉搏信号进人IC3计数。

1分钟到，IC1输出一高电平，使计数闸门关闭。

此时数码管显示出数字即为1分钟的脉搏跳动次数。

③若无数字显示，首先检查IC3的12脚有无脉冲输人。

再查计数和显示电路。

④若计数不停，则检查IC1是否正常工作。