简易电子脉搏计设计
电子课程设计电子脉搏计
电子课程设计---电子脉搏计电子课程设计——电子脉搏计学院：电子信息工程学院专业、班级：电气101501姓名:学号：指导教师：2012年12月目录一设计任务与要求-------------------------------------------- 3 二总体框图----------------------------------------------------- 3 三元器件清单及说明----------------------------------------- 5 四各功能模块及其原理--------------------------------------- 12 五总体设计电路图--------------------------------------------- 15 六工作总结------------------------------------------------------ 17电子脉搏计一.设计任务要求设计一个电子脉搏计，要求：1.实现在15秒内测量1分的脉搏数。
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/分。
二.总体框图1.方案一：人体的正常脉搏为每分钟50-100次/秒。
为了简化电路以及节省元件，我取计数器的计数范围为0-99。
让信号发生器模拟人体脉搏的产生。
以每个上升沿代表一次脉搏。
让计数器记录上升沿的个数，然后左移两位，表示所记数字乘以四。
这样我们就可以15秒钟测量一分钟的个数。
但是这种方案由六位二进制码转换BCD码电路复杂，故障率高，延时较长，且计数不能连续，所以舍弃这种方案。
方案一总体框图如图2-1。
图2-1方案一整体框图2.方案二：该方案采用脉搏传感器，74LS160计数器，集成运算放大器，555构成的多谐振荡器，异或门组成的四倍频电路等电路。
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为相应的电脉冲信号，放大电路多种多样，本实验采用比较简单廉价的集成运算放大电路，由一个运放和三个电阻就组成了放大电路。
电子脉搏计设计
电子脉搏计设计1 .设计思路正常人的脉搏次数是每分钟60～80次（婴儿为90～140次,老年人则为100～150次), 这种频率信号属于低频范畴.因此,脉搏计的用来测量低频信号的装置,它的基本功能要求应该是:（1）.要把人体的脉搏数(振动)转换成电信号,这就需要借助传感器。
（2）.对转换后的电信号要进行放大和整形处理，以保证其它电路能正常加工和处理。
（3）.在很短的时间（若干秒）内，测出经放大后的电信号频率值。
总之，脉搏计的核心是要对低频信号在固定的短时间计数，最后以数字形式显示出来。
可见，脉搏计的主要组成部分是计数器和数字显示器。
2 .方案设计2.1 选用方案原理方框图：图1：原理框图3 .单元电路的设计3.1信号发生与采集脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。
脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。
目前典型的脉搏传感器有以下三种：光电类、压阻类和压电类。
在这三种当中目前采用最多的信号放信号发生与采是压电型传感器。
压电式传感器的工作原理是以某种物质的压电效应为基础。
这些物质在沿一定方向受到压力的或拉力的作用而发生变形时，其表面会产生电荷；若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现象就称为压电效应。
而具有这种压电效应的物体称为压电材料或压电元件。
常见的压电材料有石英、钛酸钡、锆钛酸铅等。
3.1.1信号放大电路这部分电路主要完成将5mV 的正弦波输入信号放大1000倍（5V ），使其可以驱动后续的CMOS 数字电路。
采用运算放大器LM324构成的反相放大电路： 在理想条件下有i V R R V ⨯-=120运放的闭环电压增益为12R R A Vf -=,输入电阻为Rif=R1。
如果对输入电阻有要求可以先确定R1，再根据放大倍数确定R2。
为了减小输入偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接平衡电阻R3，且R3=R1∥R2。
图2：放大电路实际电路中拟采用三级放大，电路图如图2所示：参数选定如下：输入电阻要求不小于107欧，因而选定R1=10M 欧，第一级电路放大10倍，因而R2=100M 欧，R3=R1∥R2=9.1M 欧，第二级及第三级放大电路放大倍数仍为10倍，R5=R8=10k 欧，R7=R9=100k 欧，R4=R6=9.1k 欧。
电子脉搏计的课程设计
电子脉搏计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本结构及功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，了解其在医疗领域的应用。
3. 学生了解心率与脉搏的关系，认识到电子脉搏计在监测心率方面的作用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确操作电子脉搏计，进行简单的脉搏测量。
2. 学生能通过实际操作，培养动手能力，提高实验操作技巧。
3. 学生能分析电子脉搏计的测量数据，提高数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，激发学习热情，增强创新意识。
2. 学生通过实践活动，认识到科技在生活中的重要作用，提升社会责任感。
3. 学生在学习过程中，培养合作精神，提高沟通与团队协作能力。
本课程针对高中年级学生，结合电子技术课程内容，以实用性为原则，设计电子脉搏计的课程。
课程旨在帮助学生将所学理论知识与实际应用相结合，培养科学思维和动手能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新意识和实践能力的高素质人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子脉搏计原理与结构- 理解电子脉搏计的工作原理，包括传感器、信号放大、滤波、显示等部分。
- 学习电子脉搏计的基本结构，分析各部分功能及其相互关系。
2. 电子脉搏计的使用与操作- 介绍电子脉搏计的使用方法，包括仪器准备、测量部位选择、操作步骤等。
- 学习如何正确读取和记录脉搏数据，以及如何进行简单的数据分析。
教学内容关联教材第十五章“传感器及其应用”的相关知识。
3. 实践与拓展- 安排实践活动，让学生动手操作电子脉搏计，进行实际测量。
- 分析测量结果，探讨影响脉搏测量的因素，提高学生的实际应用能力。
教学内容将按照以下进度安排：1. 第一节课：电子脉搏计原理与结构的学习。
2. 第二节课：电子脉搏计的使用与操作方法的学习。
3. 第三节课：实践活动，学生分组操作电子脉搏计，进行测量和数据分析。
三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师通过生动的语言和示例，讲解电子脉搏计的工作原理、结构及其使用方法。
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计
电子技术课程设计---电子人体脉搏计的设计一、课程设计目的1.应用电子技术知识设计制作一台电子人体脉搏计，实现在短时间内测量人体脉搏数，并显示其数值。
总体目标：（1）掌握电子产品的初步设计方法、以及元件计算、选用。
（2）学习电子元件焊接与安装。
（3）学习电子产品使用通用测量仪器的调试方法。
2.功能技术指标（1）实现在15秒钟以内测量1分钟的脉搏数，并显示其数值；（2）测量误差≤±2次/分钟；（3）可以连续测量或单次测量；（4）最大显示300次/min。
二、课程设计内容1、电子脉搏计的原理2、确定设计方案，画出组成方框图，简述每部分功能；3、电路元件数值计算，确定主要元件参数值4、绘制完整的电路原理图，生成元件清单。
5、装配焊接硬件电路并进行硬件测试、数据记录6、芯片介绍（1）4046芯片工作原理。
输入信号Ui从14脚输入后，经放大器A1进行放大、整形后加到相位比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端，图3开关K拨至2脚，则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号Uo与输入信号Ui作相位比较，从相位比较器输出的误差电压UΨ则反映出两者的相位差。
UΨ经R3、R4及C2滤波后得到一控制电压Ud加至压控振荡器VCO的输入端9脚，调整VCO的振荡频率f2，使f2迅速逼近信号频率f1。
VCO的输出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ，继续与Ui进行相位比较，最后使得f2=f1，两者的相位差为一定值，实现了相位锁定。
若开关K拨至13脚，则相位比较器Ⅱ工作。
（2）4060芯片工作原理。
4060是由一振荡器和14位二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
所有的计数器位均为主从触发器。
在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。
（3）4553芯片工作原理。
4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。
电子脉搏计课程设计
电子脉搏计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本构造和功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，学会读取脉搏数据并进行简单分析。
3. 学生了解心率与健康的关系，认识到电子脉搏计在医疗领域的应用价值。
技能目标：1. 学生能够独立操作电子脉搏计，进行正确的脉搏测量。
2. 学生能够运用所学的知识，分析脉搏数据，提高观察和思考能力。
3. 学生能够通过小组合作，探讨电子脉搏计在实际生活中的应用，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学研究的兴趣，激发探索生命科学的热情。
2. 学生认识到科技发展对医疗事业的贡献，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生通过学习电子脉搏计，关注自身健康，养成良好的生活习惯。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术、生物学和医疗知识，以实践操作为主，培养学生的动手能力、观察分析能力和团队合作能力。
课程旨在让学生了解电子脉搏计在现实生活中的应用，提高学生的健康意识，激发他们对科技的兴趣和热情。
通过具体的学习成果分解，教师可针对课程目标进行教学设计和评估，确保课程的有效实施。
二、教学内容1. 电子脉搏计的基本原理与结构- 介绍电子脉搏计的工作原理，如光电传感器、信号处理等。
- 解析电子脉搏计的主要部件及其功能，如显示屏、按键、电池等。
2. 电子脉搏计的使用方法- 指导学生正确佩戴电子脉搏计，确保测量数据的准确性。
- 讲解如何读取脉搏数据，并进行简单的数据分析。
3. 心率与健康的关系- 介绍心率的概念，以及正常心率范围。
- 阐述心率与身体健康的关系，如运动、疾病等因素对心率的影响。
4. 电子脉搏计在医疗领域的应用- 举例说明电子脉搏计在临床诊断、健康监测等方面的应用。
- 分析电子脉搏计相较于传统脉搏测量的优势。
5. 实践操作与小组讨论- 安排学生进行电子脉搏计的实际操作，巩固所学知识。
- 组织小组讨论，探讨电子脉搏计在日常生活中的应用及未来发展。
电子人体脉搏计课程设计
电子人体脉搏计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法，培养学生运用电子技术进行人体生理参数检测的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电子人体脉搏计的原理及组成部分；（2）掌握电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；（3）熟悉人体生理参数的检测方法及数据分析。
2.技能目标：（1）能够正确操作电子人体脉搏计进行测量；（2）能够对测量数据进行处理和分析；（3）能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对生命科学的兴趣和好奇心；（2）培养学生尊重生命、关爱健康的价值观；（3）培养学生团队协作、积极进取的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子人体脉搏计的基本原理；2.电子人体脉搏计的组成部分及功能；3.电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；4.人体生理参数的检测方法及数据分析；5.电子人体脉搏计在医疗领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法；2.讨论法：学生就人体生理参数检测方法及数据分析进行讨论；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电子人体脉搏计在医疗领域的应用；4.实验法：引导学生动手操作电子人体脉搏计，培养实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：电子人体脉搏计相关教材；2.参考书：生命科学、电子技术等相关参考书；3.多媒体资料：电子人体脉搏计的图片、视频等；4.实验设备：电子人体脉搏计、电脑、投影仪等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和积极性；2.作业：布置相关作业，评估学生对知识点的掌握程度和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和对实验结果的分析能力；4.考试：期末进行闭卷考试，全面评估学生的知识掌握和运用能力。
EDA课程设计电子脉搏计设计
EDA课程设计电子脉搏计设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的基本工作原理，掌握相关电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能描述脉搏信号的特性，了解信号处理的基本方法。
3. 学生能掌握EDA（电子设计自动化）软件的基本操作，完成电子脉搏计的原理图和PCB设计。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成电子脉搏计的搭建和调试。
2. 学生能够运用EDA软件进行原理图绘制和PCB布线，提高电子设计能力。
3. 学生能够通过小组合作，解决实际操作过程中遇到的问题，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，提高学习积极性，培养创新精神和实践能力。
2. 学生在学习过程中，养成严谨的科学态度，注重实验安全，树立安全意识。
3. 学生能够关注电子技术在医疗领域的应用，认识到科技对人类生活的积极作用，增强社会责任感。
本课程针对高年级学生，具有较强的实践性和综合性。
课程要求学生在掌握基本理论知识的基础上，通过动手实践，提高电子设计能力和问题解决能力。
课程目标旨在培养学生具备实际操作能力、团队协作能力和创新能力，为未来从事电子工程及相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子脉搏计原理：讲解脉搏信号的特性，介绍光电传感器、放大器、滤波器等电子元件的工作原理及在电子脉搏计中的应用。
教材章节：第三章“模拟电子技术”第2节“传感器及其应用”2. EDA软件操作：学习EDA软件的基本操作，包括原理图绘制、PCB布线等，掌握电子脉搏计原理图的绘制和PCB设计方法。
教材章节：第五章“电子设计自动化”第1节“EDA软件概述”和第2节“原理图与PCB设计”3. 电子脉搏计搭建与调试：分组进行电子脉搏计的搭建和调试，熟悉实际操作过程中可能遇到的问题及解决方案。
教材章节：第四章“电子电路设计与实践”第3节“电子电路调试与故障排查”4. 实践项目：开展小组合作，完成电子脉搏计的设计、搭建、调试及性能测试，撰写实践报告。
课程设计--数字电子脉搏计
数字电子脉搏计一.设计任务要求设计一个电子脉搏计，要求：实现在15s 内测量１min 的脉搏数，并且显示其数字。
正常人脉搏数60～80次／min ，婴儿为90～100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、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。
异或门的原序号名称型号数量备注1 555定时器CB555 12 七段译码器DCD_HEX 63 十进制上升沿计数器74LS160D 64 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 10KΩ9 电阻ROHM 1 9.1KΩ10 电阻ROHM 1 100KΩ11 电阻ROHM 1 5.1KΩ12 电容16CE470AX 1 0.01μF13 电容16CE470AX 1 0.1μF14 电容16CE470AX 1 3.8μF15 电容16CE470AX 1 33μF16 异或门4070BD 4 两输入17 单刀双掷开关 118 交流信号发生器 1 5000Hz，5V理图与真值表如图2-1所示图2-1异或门的逻辑符号与真值表２． 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。
数电实验报告--电子脉搏计
题目：电子脉搏计设计一、设计任务与要求设计一个电子脉搏计，要求：1.实现在15S内测量1min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、方案设计与论证电子脉搏计是由脉搏计数器和控制时间的定时电路所组成，并且还要在15S 内测量出1min的脉搏数。
所以，我们先按要求，分开设计各个功能的电路图，然后再组合连接成一个完整的按要求的电子脉搏计。
方案一：图２－1 方案一整体框图人体的正常脉搏为每分钟50-100次/秒。
为了简化电路以及节省元件，我取计数器的计数范围为0-99。
让信号发生器模拟人体脉搏的产生。
以每个上升沿代表一次脉搏。
让计数器记录上升沿的个数，再左移两位，表示所记数字乘以四。
这样我们就可以15秒钟测量一分钟的个数。
但是这种方案由六位二进制码转换BCD码电路复杂，故障率高，延时较长，且计数不能连续，所以舍弃这种方案。
方案二：图２－２方案二整体框图在计数器与脉搏产生器之间串联一个四倍频电路。
这样我们在15秒内采集的脉冲个数就可以等效为一分钟的个数，另外再加一个计时控制电路，当计时为15秒时，让计数器停止计数，此时读出的数据就是一分钟的脉搏数。
如需重新记数，只要清零即可。
此种方法能够连续计数，且计数电路结构简单。
故选用第二种方案。
方案二，框图介绍：以下几个模块是构成电子脉搏计的主要功能模块，为使人们更了解该方案的原理，现将各个模块介绍如下。
1.脉搏模拟电路主要是产生一定频率的脉冲信号，来模拟人体的脉搏经过传感器和波形整形后的输出信号。
该信号直接送给脉搏四倍频电路。
2.四倍频电路的作用是将脉搏模拟信号的频率增加四倍，即让计数器记录的数据为实际值的四倍。
让我们在15s内就可以读出1分钟的脉搏数。
3.时钟产生电路由555构成，主要是为整个电路提供一个基准时钟，让被测者能够对比时间与脉冲个数，来判断脉搏的快慢。
4.计时电路接收时钟信号并计时，当计时到15s的时候，给JK触发器一个有效脉冲，让JK触发器通过与门控制脉搏信号与计数电路的通与断。
电子脉搏计课程设计(20210110194934)
电子脉搏计课程设计报告组长：蔡新源组员：史志华、张重彬、李海磊、杨威力、刘世洋、孙景伟、冀鹏辉、杨冠军、李峰朝摘要 (3)第一章绪论 (4)第二章各种元器件及其应用 (5)1、集成同步计数器及其应用张重彬 (5)2、BCD-七段共阴数码管史志华 (7)3、74LS161 计数器的应用杨威力 (10)4、五进制的自循环冀鹏辉 (12)5、集成同步计数器及其应用刘世洋 (13)6、用 74LS161构成一个十进制计数器李海磊 (14)7、四进制的自循环杨冠军 (15)8、用 74LS290设置七进制计数器李峰朝 (17)9、七进制的自循环孙景伟 .. 19 第三章数字脉搏计时器的方案比较 (21)3.1方案论证 (21)3.2提出方案 (21)3.3方案比较 (23)第四章单元电路的设计 (23)4.1电路总体框图 (23)4.2采集、放大与整形电路 (23)4.2.1传感器 (24)4.2.2放大电路 (24)4.2.3整形电路 (25)4.3倍频电路 (26)4.4基准时间产生电路 (28)4.5 计数、译码、显示电路 (28)4.6 控制电路 (31)总结 (32)摘要人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。
而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。
同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。
本文主要介绍了数字式脉搏计的具体实现方法，利用压电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。
通过观测脉搏信号，可以对人体的健康进行检查，通常被用于保健中心和医院。
关键词脉搏计；脉冲信号；压电传感器第一章绪论脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。
电子脉搏计的设计
电子脉搏计的设计目录1 设计要求 (2)2 设计方案 (2)3 电子脉搏测试仪原理方框图 (2)4 数字脉搏测试仪工作原理 (3)5 芯片资料 (3)5.1 芯片CD4011 (3)5.2 芯片CD4553 (4)5.3 芯片CD4060 (5)5.4 芯片CD4551 (6)5.5 数码管 (8)6 数字脉搏测试仪原理及应用 (8)6.1 显示模块 (9)6.2 整形模块 (10)6.3 计时模块 (10)6.4 计数模块 (11)7 设计过程中遇到的问题及其解决方法 (11)8 电路原理图总图 (12)9 参考文献 (12)1 设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几个毫伏）。
再将信号放大通过显示屏显示出来。
要求: 1、 实现在 30～60 内秒测量 1 分钟的脉搏数，并且显示其数字。
正常人脉搏数为60～80次/min ，为90～100次/min ，老人为100～150次/min 。
2、 用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。
3、 测试误差不小于2次/min 。
4、 要求完成的任务：设计电路，在时间允许的情况下要安装测试，分析实验结果，写出设计说明书。
2 设计方案根据脉搏计的功能，我采用了一种比较简单的方案：1 把脉搏信号转换为电信号，在单位时间内进行记数，并用数字显示其记数值， 从而直接得到每分钟的脉搏数。
2 测量脉搏跳动固定次数所需的时间，然后换算为每分钟的脉搏数。
这两种方案比较起来，这是一种比较直观的方案，所需要的电路结构比较简单。
3 电子脉搏测试仪原理方框图图1 电子脉搏仪原理方框图4 数字脉搏测试仪工作原理本设计使用传感器将拾取的脉搏跳动信号转换成电信号，经信号放大电路进行放大后，送到计数显示电路。
计时电路进行计时，一分钟到了，计数器停止计时，这时数码管显示的就是一分钟内脉搏跳动的次数。
电子脉搏计课程设计文件
电子脉搏计课程设计文件一、教学目标本课程旨在让学生了解电子脉搏计的基本原理、结构和工作方式，掌握电子脉搏计的使用方法和测量技巧，培养学生的实际操作能力和科学探究精神。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电子脉搏计的定义、分类和基本原理；（2）掌握电子脉搏计的结构、功能和测量指标；（3）了解电子脉搏计在医疗、体育和日常生活中的应用。
2.技能目标：（1）能够正确使用电子脉搏计进行测量；（2）能够分析电子脉搏计的测量数据，并作出相应的判断；（3）能够结合实际情况，运用电子脉搏计解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对生命科学的兴趣和好奇心；（2）培养学生尊重科学、追求真理的精神；（3）培养学生关爱健康、关注生命的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.电子脉搏计的基本原理：介绍电子脉搏计的工作原理，让学生了解脉搏信号的产生和检测方法。
2.电子脉搏计的结构与功能：讲解电子脉搏计的各个组成部分及其功能，使学生掌握电子脉搏计的整体工作流程。
3.电子脉搏计的测量方法与应用：教授学生如何正确使用电子脉搏计进行测量，以及如何分析测量数据。
4.电子脉搏计在实际中的应用：介绍电子脉搏计在医疗、体育和日常生活等方面的应用案例，让学生了解其在实际生活中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课，包括：1.讲授法：讲解电子脉搏计的基本原理、结构和功能，以及测量方法和应用。
2.讨论法：学生就电子脉搏计的使用技巧和实际应用案例进行讨论，提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解电子脉搏计在各个领域的应用。
4.实验法：安排学生进行电子脉搏计的实际操作，培养学生的动手能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电子脉搏计教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
电子脉搏计设计
（1）脉搏信号检测与提取
用脉搏记录仪器描绘脉搏波图像已有百余年的历史。1860年法国人研制了杠杆脉搏描记器，成为现代脉象描记的基础。脉象仪的总体构成包括脉象信号检测，信号预处理和信号分析三个环节。我国医务界约从50年代初就开始了用西方传来的脉搏描记技术，使脉象图形化。近十多年来，已经研制出了许多性能各异的脉象仪，各类脉搏描记器最关键和差异较大的部分就是脉象传感器的研制。从测量原理上讲，脉象传感器可分为机械式、压电式、光电容式等多种。
毕业论文（设计）工作计划
1、2011.11~2011.12参考国内文献，了解课题研究的背景、意义以及发展现状，撰写开题报告。
2、2011.12~2012.1设计电路框图、原理图、选择元件参数。
3、2012.02~2012.03完成电路的组装与调试，撰写电子版毕业论文。
4、2012.04整理毕业论文资料。
时频联合分析法：是把一维信号或系统表示成一个时间和频率的二维函数,时频平面能描述出各个时刻的谱成分。常用的时频表示方法有短时傅立叶变换和小波变换(WT)。
短时傅立叶变换(STFT)方法：是一种广义情形,是一种线性时频表示方法,它依赖于被分析信号的线性特性,即信号的频谱与在数据中提供正弦成分的幅度成线性比例。其最主要的优点是容易实现、计算简洁有效,而它主要的缺陷是时间和频率分辨率在整个时频平面上固定不变。另外的限制是对一个特殊的信号,需要一个特殊的窗才能得到最佳分辨率。
电子脉搏计课程设计文件
电子脉搏计课程设计文件一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本组成部分及功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，了解其测量脉搏的准确性及局限性。
3. 学生能了解心率与身体健康的关系，认识到电子脉搏计在健康管理中的应用价值。
技能目标：1. 学生能够独立操作电子脉搏计，进行正确的心率测量。
2. 学生能够分析电子脉搏计的测量数据，进行初步的数据处理和分析。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际生活中与心率相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电子脉搏计的使用，培养对科学技术的兴趣和好奇心，增强创新意识。
2. 学生能够关注自己的身体健康，养成良好的生活习惯，提高生活质量。
3. 学生能够认识到科技在医疗领域的重要作用，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作和数据分析，让学生深入了解电子脉搏计的工作原理和应用。
学生特点：初三学生具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇，但需引导他们关注课程内容与实际生活的联系。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与课堂，培养他们的动手能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子脉搏计原理：讲解电子脉搏计的工作原理，包括传感器、信号放大、滤波、脉冲检测等基本组成部分及其功能。
相关教材章节：第四章第二节“传感器及其应用”2. 电子脉搏计的使用方法：介绍电子脉搏计的正确使用步骤，包括仪器校准、测量部位、读取数据等。
相关教材章节：第四章第三节“电子测量仪器的使用方法”3. 心率与身体健康：分析心率与身体健康的关系，探讨电子脉搏计在健康管理中的应用。
相关教材章节：第三章第四节“心率与身体健康”4. 实践操作：组织学生进行电子脉搏计的实践操作，包括仪器使用、数据采集、数据分析等。
相关教材章节：第四章实验“电子脉搏计的使用与心率测量”5. 数据处理与分析：指导学生运用数据处理软件，对采集到的数据进行整理、分析，掌握初步的数据处理方法。
电子脉搏计制作
Au=1
四、加法运算电路
u u 0
1. 反相加法器： if ui1 R 1
ui2
i1 R2 i2 Rf
i1 + i2= if
ui1 ui2 uo R1 R2 Rf
uo
u－ u+
R0
－ ∞ A + +
Rf Rf uo ( ui1 ui2 ) R1 R2
虚地
平衡电阻 R0= R1// R2//Rf
四、各单元电路的工作原理
• （1）放大与整形电路
传 感 器
放 大 电 路
有 源 滤 波
整
形
电 平 转 换
放大整形方案电路框图
1)传感器
通过红外光照射人的 手指的血脉流动情况， 把脉搏跳动转换成电 信号。
R1=500;R2=10k
传感器信号调节原理电路
红外线发光管VD采用TLN104，接收三极管采用TLP104
2、发光二极管LED（Light Emitting Diode）
由半导体PN结构成，其工作电压低、响应速度快、寿 命长、体积小、重量轻，因此获得了广泛的应用。 在半导体PN结中，P区的空穴由于扩散而移动到N 区，N区的电子则扩散到P区，在PN结处形成势垒，从 而抑制了空穴和电子的继续扩散。当PN结上加有正向 电压时，势垒降低，电子由N区注入到P区，空穴则由P 区注入到N区，称为少数载流子注入。所注入到P区里 的电子和P区里的空穴复合，注入到N区里的空穴和N区 里的电子复合，这种复合同时伴随着以光子形式放出能 量，因而有发光现象。
if
Rf
特点：
共模输入电压=0
ui
R1 i1
u－ u+
R0
电子脉搏计毕业设计
电子脉搏计毕业设计引言电子脉搏计是一种用于测量人体脉搏的仪器，可以实时监测心率并提供相关数据。
本文将介绍一个关于电子脉搏计的毕业设计，旨在设计出一款功能完善、精确可靠的电子脉搏计。
一、设计背景近年来，心脑血管疾病的发病率逐渐增高，对心脏健康的关注越来越重要。
在日常生活中，人们对自己的心率了解的程度较低，并往往只关注在出现问题时寻求医疗帮助。
然而，随着科技的飞速发展，人们对个人健康的关注也越来越高。
设计一个电子脉搏计是为了使更多的人能够实时监测和了解自己的心率，提高对心脏健康的认识。
二、设计目标1. 实时测量心率：设计一个在佩戴时能够实时测量心率的电子脉搏计，可以方便用户随时了解自己的心脏情况。
2. 精确可靠：电子脉搏计应具有高精确度和可靠性，确保测量数据准确无误。
3. 可穿戴设计：为了方便用户随身携带和佩戴，设计的电子脉搏计应具有轻巧、便捷的可穿戴性。
4. 数据记录和分析：电子脉搏计应能够记录测量数据并提供分析，帮助用户更好地了解自己的健康状况。
三、设计方案1. 传感器选择：为了实现实时心率测量，可以选用光电传感器来监测血液流速和心率。
光电传感器具有高灵敏度和可靠性，可以准确测量心率并提供稳定的数据。
2. 移动应用程序开发：设计一个移动应用程序，通过无线连接将测量数据传输到用户的智能手机或其他设备上。
用户可以通过应用程序随时查看心率数据，并进行自定义设置和分析。
3. 心率数据记录和分析：电子脉搏计应具备数据记录和分析功能，可以将历史测量数据保存在设备或云端服务器中，并提供图表和趋势分析，帮助用户更好地了解自身心脏状况。
4. 设计外观和佩戴舒适性：考虑到电子脉搏计的可穿戴性，设计时应注意外观设计和佩戴舒适性，使用户能够长时间佩戴并不感到不适。
四、设计结果经过设计和开发，我们成功实现了一款电子脉搏计。
该设备具备实时测量心率、精确可靠、可穿戴设计、数据记录和分析等功能。
用户可以使用移动应用程序随时查看心率数据，并得到个性化的健康报告。
电子脉搏计数器设计
摘要本设计旨在整合模拟和数字电路的知识，解决电子信息中常见的实际问题，掌握通用电子电路的设计方法和步骤。
对电子脉搏计的原理、电路设计、硬件选型和使用进行了全面、系统、精辟的讲解。
它适用于模拟电子学和数字电子学的诸多知识，内容丰富，图文并茂，格式新颖，通俗易懂，由浅入深。
为以后更复杂实用的电子应用领域铺平道路，实用性强，设计中各集成电路的应用，使设计更加完善。
电子脉搏计是一种用来测量人的心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。
正常人的脉搏为每分钟60〜80次。
该频率信号属于低频域。
因此，脉冲计是一种用于测量低频小信号的装置（传感器的输出电压通常为几毫伏）。
本设计主要由传感器、计数器、解码器、时基信号发生器等部分组成数字脉冲测试电路。
它可以测量人在一分钟内的脉搏次数，并以十进制数字显示。
测量的脉搏数范围为每分钟00至99次。
它适用于所有年龄和性别的人，可以判断心律失常。
总之，脉冲计的核心是在固定的短时间内对低频信号进行计数，最后以数字形式显示出来。
可以看出，脉搏计的主要组成部分是计数器和数显。
关键词：脉搏；低数字脉冲测试；时基信号发生器；柜台;译者毕业设计（论文）原件及使用授权说明原始声明我保证我提交的毕业设计（论文）是我在导师指导下所做的研究工作和成果。
据我所知，除文中特别标注和注明的地方外，不包含其他人或组织发表的研究成果，也不包含本人在其他教育机构取得学位或学历的资料。
机构。
对本研究提供帮助和贡献的个人或集体对本文做出了明确的解释并表达了他们的兴趣。
作者签名：日期：导师签名：日期：授权说明本人完全了解学校关于毕业设计（论文）的收集、保存和使用的规定，即按学校要求提交毕业设计（论文）的印刷版和电子版；学校有权保留毕业设计（论文）的印刷版和电子版，并提供目录检索和阅览服务；学校可采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文；在不盈利的前提下，学校可以发表论文的部分或全部内容。
签名：日期:论文原件我再次声明，提交的论文是我在导师指导下独立研究的研究成果。
电子脉搏计
电子脉搏计设计成员：郑建锋王海林叶泽兵摘要本设计由压电陶瓷片作为传感器、三个2输入与非门4011组成四倍频器、555集成定时器、两块十进制可逆计数器CD40110、七段共阴数码管组成，CD40110与七段共阴数码管组成配套使用可以直接驱动显示。
脉搏计是用来测试一个人心脏跳动的电子仪器，它是用来测量频率较低的小信号，实现了人体脉搏的电子测量操作方便。
关键字：压电陶瓷片、十进制集成块、定时器、显示器一、方案论证与比较方案一：⑴、信号发生与采集使用压电陶瓷片作为脉搏传感器，把脉搏的跳动转换为与此相对应的电脉冲信号。
⑵、放大电路使用CD4011把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大。
可使用高输入阻抗的非门进行放大。
⑶、低通滤波滤除空气中的高频，只让低频脉冲信好通过。
对脉搏信号进行采集的时候，根据有源滤波的原理在接至非门的输入与输出之间作为直流偏置电阻上并联一个电容。
⑷、整形电路可用两个非门组成对放大后的信号进行整形。
⑸、定时电路用555定时器组成的单稳态触发器进行时间的定时。
⑹、计数、译码、显示用来读脉搏数并与十进制可逆计数器CD40110的形式由数码管显示出来。
数码管采用共阴数码管。
方案二：⑴、与发案一相比信号发生与采集、定时电路、计数译码显示电路、整形电路不变。
⑵、放大电路用普通运放进行放大为达到高输入阻抗的要求，采用同比例放大。
⑶、低通滤波在运放的反馈电阻上并联一个电容，达到滤波的效果。
方案二的放大电路除了阻抗匹配方面比较弱外，使用更为普通，为了探索非门在放大电路中的应用。
应选方案二。
二、原理分析和说明将压电陶瓷片作为脉搏传感器，把脉搏的跳动转换成微弱的电流，经过两个二输入与非门放大和整形后，变成与脉搏频率一致的压电脉冲，再接到十进制计数器J1（个位）的时钟输入端，每当记满10个脉冲，J1的进位输出CO端就产生一个进位脉冲，作为J2（十位）的计数输入。
555定时器接成了单稳态触发器形式，每按动按钮开关S一次，产生一个宽度为60S的单脉冲，经反相送到计数器的锁存控制端LE。
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简易电子脉搏计的设计
标签: 脉搏计电子设计2009-11-09 11:35
电子脉搏计设计
一、设计任务与要求
为提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新以及独立工作、团队合作的能力，通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
电子脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的
主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求：
(1)实现在1min内测量脉搏数；
(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、方案设计与论证
1．设计框图
方案一
1）信号发生与采集将脉搏跳动信号传感器转换为与此相对应的电脉冲信号。
2）放大电路把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大。
可采用高输入阻抗的非门进行放大。
3）低通滤波滤除空气中的高频，只让低频脉冲信号通过。
对脉搏信号进行采集的时候，空气中交流工频干扰最大，根据有源滤波的原理，在接至非门的输入与输出之间作为直流偏置电阻上并联一个电容。
4）整形电路可用两个非门组成的施密特触发器对放大后的信号进行整形。
5）定时电路用555定时器组成的单稳态触发器进行1分钟的精确定时。
6）计数、译码、显示用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。
片CD40110有计数译码功能，数码管采用共阴数码管。
方案二
与方案一相比，信号发生与采集、定时电路、计数译码显示电路不变。
其他有所改变。
2）放大电路用普通运放进行发大，为达到高输入阻抗的要求，采用同相比例放大。
3）低通滤波在运放的反馈电阻上并联一个电容，达到滤波的效果。
4）整形电路通过运放组成的单限比较器进行脉冲整形。
方案二的放大电路除了在阻抗匹配方面略显弱势之外，使用更为普遍，。
为了探索非门再放大方面的应用，选择了方案一。
三、单元电路设计与参数计算
1．信号发生与采集
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。
脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。
目前典型的脉搏传感器有以下三种：光电类、压阻类和压电类。
在这三种
当中目前采用最多的是压电型传感器，其工作原理是利用敏感元件直接把压力转变为电信号。
本次课程设计中，在电路调试部分可利用函数信号发生器，使用正弦波模拟人体脉搏跳动。
函数信号发生器
2．放大与滤波电路
非门电路在高低电平转换之间,即载止与饱和之间，有一过渡区,这一段过渡区就是放大区(线性区)，利用这一区域,可将非门作放大器之用。
使用方法：将兆欧级电阻接至非门的输入与输出之间作为直流偏置电阻，这时，非门工作于放大区.就可作放大器用了。
一般情况下，一级放大倍数可达20多倍。
对脉搏信号进行采集的时候，空气中交流工频干扰最大，根据有源滤波的原理，在接至非门的输入与输出之间作为直流偏置电阻上并联一个电容。
依据公式1/2πRC<50HZ算出各参数。
3. 整形电路
由两个非门组成的施密特触发器，输入电压经电阻R4和R5分压后来控制非门的工作状态，要求R5>R4。
当输入电压上升到略大于正向阈值电压或下降到略小于负向阈值电压时，施密特触发器的状态才会迅速翻转，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。
4．定时电路
本试验采用555单稳态定时电路，定时时间为60s。
工作原理大概如下：将555定时器的2脚作为触发信号的输入端，同时将放电段DIS和阈值输入端TH相恋后和定是原件R、C相连，通过R接电源，通过C接地，便组成了单稳态触发器。
时间常数有t=1.1RC可以求得。
本次试验 C7=47uF， R=1.16M，精确定时可调R8得到。
555单稳态定时电路
表1 CD4O110逻辑功能表
5．计数译码显示
本设计中采用CD40110作为计数器，因为它有译码功能，可与数码管直接连接。
因为脉搏测试器中需要上十位的数字。
因此，将两片CD40110直接按并行进位方式连接的百进制计数器。
R12、R15的TE（4脚）为低电平时，允许计数脉冲输人，当TE为高电平时，计数器被禁止，不能计数。
555集成定时器与C7、R7、R8、R9构成的定时电路，其输出端（3脚）接非门后与R12、R15的TE（4脚）相连接。
平时，555的输出为低电平，经非门后为高电平，使R12、R15计数禁止；当按下S1时，555的输出变为高电平（经非门后为低电平），C10经R7、R8、R9充电，定时开始。
与此同时，R12、R15允许计数脉冲进入，60秒后，555的输出又变为低电平，使计数器停止计数，此时，数码管显示的计数结果即为一分钟内脉搏跳动的次数。
C10、R10组成清零电路，用来保证在电源接通瞬间，R12、R15自动复位清零。
七段数码管与CD40110的连接方式如下：
6、电源电路
电源退耦电路，采用了大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构，这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦，滤波，平滑之作用；而小容量电容则以自身固有之优势，消除电路网络中的中，高频寄生耦合。
在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。
所谓退耦，既防止前后电路网络电流大小
变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。
换言之，退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。
四、总原理及元器件清单电路工作
1、总电路图：
2、工作原理：
打上电源开关，电路各部分开始工作。
首先是压电陶瓷片采集人体的的脉搏信号，经放大和整形后，脉冲数进入计数器，经译码后显示，计数开始。
来一个脉冲计数器就加一。
按键按下，定时开始，60s后，定时器输出端电平翻转，计数器停止工作。
数码管显示出脉搏跳动的次数。
3、元器件清单
五、调试与分析
第一次调试：接通电源，数码管亮的段码有错。
原因：原理图中数码管管脚与CD40110管教连接不匹配。
解决办法：重新画了一小块数码管段码转换电路。
电路图如下：
再将模拟脉搏信号从函数发生器发出，Vpp设置为5mv,计数器不工作，依次上调，直到Vpp=5v,计数器开始工作。
原因：放大电路没有工作。
解决办法：不接信号源，测试CD4069各管脚工作电压均为2.5，正常。
接通信号源，CD4069的1脚输入信号，2脚无信号输出。
在实验板上连接放大电路，改变非门的直流反馈电阻大小，3M、7M、10M均无反应。
上网查找相关资料，解释说非门的放大作用效果不容易出现，对信号、电阻要求的条件也较高。
最后，重新搭建运放放大电路。
电路图如下：
第二次调试：接通电源，加上信号，Vpp设置为5mv，电路工作，开始计时。
调节滑动变阻器，以使电路精确定时。
最后发现，滑动变阻器调节为零，定时时间仍然超过60s。
原因：可能由于电路结构的影响，定时电阻并不符合公式
t=1.1RC，稍显过大。
解决办法：将用做定时电阻的100K短接。
重新调节滑动变阻器，可达到60s精确定时。
六、实验结果
通过上述调试，电路能正常工作，但是接上压电陶瓷片采集人体的脉搏信号，结果仍不理想。
六、实验结果
左图为方案一整体电路PCB（包括电源退耦电路），右上图为数码管转换PCB，右下图为放大部分的PCB（包括电源退耦电路）。
七、结论与心得：
本次实验由我和队员共同完成，在这个过程中使我受益匪浅。
在确定各模块电路的过程中，不但训练了我们查找资料的能力，更是一次很好考验我们用所学的模拟电子技术基础和数字电子技术基础等相关知识来判断电路正确与否的机会。
通过此次课程设计的锻炼，自己的动手能力有了很大的提高，查找问题、解决问题的能力也有了相应的进步。
当然，这次试验也让我看到了我们的很多缺陷。
首先就是在画原理图的时候没有看清数码管的管脚，以致出现乱码的情况。
还有就是在确定方案之前，没有
在实验板上认真搭建电路，事前摸清放大模块的工作情况。
由于这两次较大的失误使整个设计与制作过程耗时耗力耗材超过预算。
总的来说，本次设计有苦也有甜。
设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半，因此我们应该在设计前做好充分的准备。
同时熟练地掌握课本上的知识，这对试验中出现的问题进行分析解决也是相当重要的。
这次设计留给我们印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，更要有坚持的毅力。
参考文献：
[1] 华成英编著.《数字电子技术基础（第四版）》.高等教育出版社2006
[2] 崔瑞雪、张增良编著.《电子技术动手实践》.北京航空航天大学出版社2007
[3] 康华光编著.《电子技术基础模拟部分（第四版）》.北京：高等教育出版社1998
[4]《实用医疗保健电子装置制作》。