心跳计数系统课程设计说明书
数字心率计设计资料
数字心率计设计说明书1、程设计任务书2.说明书正文2.1：任务分析与方案设计心率计是用来测量一个人心脏在单位时间跳动次数的电子仪器。
心脏的收缩和舒张引起血压的变化，不同年龄段和不同健康状况的人正常血压范围有较大差异，但是收缩压和舒张压的差值却大致都在40mmHg~50mmHg 范围内。
基于此，可以利用压力传感器将人体血压的变化转化成电压的变化，再通过滤波、放大、整形后得到方波，由模拟转化成数字后再进行后续处理。
现提出两种计数方案： 1）定时计数在一定时间内对脉冲信号进行计数。
由于任务要求在短时间内测出1分钟心脏跳动的次数，则需要对整形后的方波信号进行倍频；又由于测量误差要求≤±4次/分钟，则最多可以4倍频，此时，测量时间为15s 。
电路模块方框图：2）定数计时在定数的脉冲信号持续时间内，对标准时钟信号进行计数，再通过转换得到心率值。
如设置标准时钟信号周期为0.1s ，在6个脉冲信号持续时间内（即5个心脏跳动周期）对标准时钟信号进行计数，设计数值为N ，则心率为3000/N 。
计算过程如下：每个脉冲周期To=0.1N/5 s ，则心率S=60/To=3000/N(次/分钟）。
电路模块方框图：方案一的测量时间长，测量误差也较大，且测量误差与测量时间成反比关系；但是计数值即为心率值，电路实现较为简单。
方案二测量时间短，测量误差也小；但是计数后的值还需要进行除法转换后才是心率值，电路实现较为复杂，成本也较高，故采用方案一。
2.2:电路设计，元器件参数计算及选择2.2.1:传感器的选择传感器的选择需要综合考虑各项性能参数，这些性能参数要能满足测量要求，现对传感器的各项性能参数以及任务要求分析如下：1）线性度指传感器输出与输入之间成线性的程度。
任务要求是测量心脏跳动的次数，而并未要求测量出血压值，故只需要得到一个个脉冲输出即可，对其量值没有太大要求，故系统对传感器线性度要求不高。
2）灵敏度灵敏度是传感器在稳态下输出变化量对输入变化量的比值。
数字心率计
5
4
3
2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指 导 教 师 签 名：
年 月 日
评 阅 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评 献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
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工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
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说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
3时间进度安排
顺序
阶段日期
计划 完 成 内 容
备注
1
2012.12.24
讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图
打分
2
2012.12.26
检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误
浙江理工大学本科课程设计任务书(心率计) (1)
3.了解影响脉搏测试仪指标的基本因素。
主要技术指标
1.电压放大电路的放大倍数可调，经整形、滤波后得到方波信号；
2.门控电路的暂稳态时间为30秒；
3.译码显示记录被测心率。
工作内容
1.根据红外传感器输出信号特点，设计放大电路、滤波电路及整形电路各元件参数，要求输出方波信号。
用555芯片设计半分钟定时器同时设计三位计数电路对方波信号进行计数并设计译码电路将bcd码翻译成数码管的七段码
浙江理工大学本科课程设计任务书
设计题目
电子脉搏测试仪的设计
设计要求
1.通过基于红外线传感器的脉搏测试仪的实现，熟悉数字系统的一般设计、制作和调试方法，初步掌握大规模集成电路的应用方法和注意事项；
2.电子脉搏测试仪的原理（框图）；
3.各部分单元电路的工作原理，包括重要芯片的介绍等；
4.电子脉搏测试仪的设计思路及原理图；调试的步骤和注意事项；
5.测量数据记录；
6.课程设计过程问题总结与心得体会。
指导教师
签名
年月日
系主任签名：
年月日
2.用555芯片设计半分钟定时器，同时设计三位计数电路对方波信号进行计数，并设计译码电路将BCD码翻译成数码管的七段码。
3.设计驱动电路驱动三位数码管显示半分钟心跳次数。
4.装配硬件电路并进行硬件测试、记录结果。
5.整理数据，撰写设计报告并上交。
工作计划
2013.12.30介绍设计题目、工作原理、设计要求、注意事项等；
2013.12.31熟悉设计题目，查找资料，初步设计电路原理图；
2013.12.31元器件测试、组装并焊接；
心率计课程设计
心率计课程设计心率计是一种可以测量人体心率的设备，它可以通过检测心脏跳动的频率来判断一个人的健康状况。
在我们日常生活中，心率计被广泛应用于医疗、运动训练等领域。
本文将以心率计课程设计为标题，探讨心率计的原理、应用以及课程设计的相关内容。
一、心率计的原理心率计的原理是通过感应人体心脏跳动产生的电信号，并将其转化为心率值。
通常，心率计采用传感器与人体皮肤接触，传感器能够感知到心脏跳动时产生的微弱电流信号。
通过放大、滤波和计数等处理，最终得到准确的心率数值。
心率计的精度与传感器的灵敏度、信号处理算法以及使用环境等因素密切相关。
二、心率计的应用心率计在医疗领域具有重要的应用价值。
医生可以通过心率计来监测患者的心率变化，判断患者的心脏健康状况。
心率计还可以用于心脏病患者的康复训练，帮助患者掌握合适的运动强度和节奏，减轻心脏负荷，促进康复。
心率计也广泛应用于运动训练领域。
运动员可以通过心率计实时监测自己的心率情况，根据心率变化调整运动强度，避免过度运动或运动不足。
心率计还可以帮助运动员评估自己的身体恢复情况，制定合理的训练计划，提高训练效果。
针对心率计的课程设计可以从以下几个方面展开：1. 原理与结构：介绍心率计的工作原理和结构，包括传感器、信号处理单元等核心组成部分。
通过示意图和文字说明，让学生了解心率计内部的工作机制。
2. 使用方法：详细介绍心率计的使用方法，包括佩戴位置、操作步骤等。
可以通过视频演示、实际操作等方式，让学生亲自体验使用心率计的过程，提高操作技能。
3. 数据分析与应用：讲解如何分析心率计获取的数据，并将其应用于医疗和运动训练。
通过实例讲解，让学生了解如何根据心率数据判断一个人的心脏健康状况，以及如何根据心率数据制定合理的运动训练计划。
4. 设计实践：组织学生进行心率计的设计实践，要求学生根据所学知识，设计并制作一个简单的心率计原型。
通过实际操作，让学生加深对心率计工作原理的理解，并培养他们的创新能力和动手能力。
数电课程设计心率计
数电课程设计心率计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握心率计中数字电路的设计原理；2. 学习并掌握心率计的硬件组成、工作原理及各部分功能；3. 了解心率计在医疗、运动等领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的心率计数字电路；2. 学会使用相关仪器、工具进行电路调试，解决实际问题；3. 提高分析问题、解决问题的能力，培养动手实践和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试、不断探索；3. 增强学生的责任感，使他们认识到技术发展对人类生活的影响，关注健康问题。
本课程旨在结合数字电路相关知识，通过设计心率计的实践活动，使学生在掌握基本原理的同时，提高实际操作能力。
课程针对学生的年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
通过课程学习，让学生了解心率计在实际生活中的应用，提升他们对健康问题的关注程度，从而达到学以致用的目的。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等；2. 心率计工作原理介绍：光电传感器原理、模拟信号处理、数字信号处理；3. 心率计硬件组成：传感器、信号放大器、滤波器、模数转换器、微处理器；4. 数字电路设计：组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、微控制器编程；5. 心率计电路搭建与调试：选用合适元器件，搭建心率计电路，进行实际测试；6. 心率计应用案例分析：分析心率计在医疗、运动等领域的实际应用案例；7. 教学实践：分组进行电路设计、搭建与调试，每组展示成果，相互交流经验。
教学内容参考教材相关章节，以理论与实践相结合的方式进行。
教学进度安排如下：1. 数字电路基础知识回顾（1课时）2. 心率计工作原理介绍（1课时）3. 心率计硬件组成（1课时）4. 数字电路设计（2课时）5. 心率计电路搭建与调试（2课时）6. 心率计应用案例分析（1课时）7. 教学实践（3课时）三、教学方法本课程将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：通过教师对数字电路基础知识、心率计工作原理及硬件组成的系统讲解，为学生奠定扎实的理论基础。
心率计课程设计
本次设计可分如下几个部分，首先是模拟出心率信号，其设计图如下如图所示，两个函数信号发生器通过串联，在经二级管会出现一个不是很有规律的波，用示波器观察其所产生的波形使两个函数信号发生器的波形种类、频率、振幅均不同，观察其波形为：通过施密特触发器进行整波后，在观察其波形，可以把示波器接在通过施密特触发器整波后的输出部分，如下图观察其输出后的波形为我们可以观察到是很规则的方波。
这就证明了我所设计的用三个五施密特触发器整波的功能。
下面来介绍我们所设计的另一个部分，晶振部分。
其实晶振部分是提供一个阈值时间，也就是说晶振部分所产生的方波的周期要大于心率进行整波后所产生的方波的周期。
其比较在整体电路图已有所体现。
如下：模拟信整波后的输出与晶振的输出用一个与非门连接此部分为多谐波振荡器，产生周期较小的方波此输出经过二分频所产生的方波与上面的经整波分频后所产生的方波经过一个与非门输出。
此两波在示波器上的比较图如下：所以此数字心率计设计的原理为当整波输出的波为高电平1时，多谐波振荡器跳动的次数会经与非门输出到右侧74LS160的CLK。
其脉冲使计数器开始计数。
本次数字电子课程设计要求做一个数字心率计，我所设计的电路主要包括被测信号输入电路，三五施密特触发器整波电路，多谐波振荡器晶振电路，分频电路，控制门电路，计数器电路，锁存七段译码电路以及显示电路。
方框图完成之后，开始具体设计。
根据这一条件，首先要确保被测信号是方波，本人根据施密特触发器对波形的整形和变形作用，选用施密特触发器将被测波形转变成方波。
而为了使被测信号波形没有规律，我设计出让两个振幅大小不同函数信号发生器串联。
由于单位时间内的周期个数即为频率。
根据这一概念，只要用一个固定长度的门信号与被测信号同时进行与运算即可得出这一单位长度中的被测信号的有效个数，再把这个经过加工的信号送到数字集成计数器中，即可测出信号在这个单位时间内的周期，在经过单位的倍数运算就可以得出正确的频率。
数字心率计课程设计
数字心率计课程设计目录1.摘要 (1)2.方案原理介绍 (2)2.1 方案设计与论证 (2)3.总体方案介绍 (3)4.单元电路的设计与选择 (4)4.1 脉搏检测电路的设计 (4)4.2 信号放大电路的设计及参数计算 (5)4.3 信号滤波电路的设计及参数计算 (7)4.4 整形电路的设计与参数计算 (8)4.5 倍频电路 (10)4.6 时基电路 (11)4.7 逻辑控制电路 (12)4.8 计数、锁存和显示电路 (14)4.9 报警电路设计 (18)5.总体电路的绘制 (18)5.1 电路总图 (18)5.2 元器件清单 (19)6.心得体会 (19)7.参考文献 (21)数字心率计1 摘要对于医院的危重病人，或者在其他一些特殊场合，需对人的心心率进行连续检测，本课题即针对这一需求，设计一台简易的心率检测仪。
课题的思路是用压力传感器检测病人手腕部的脉搏跳动，压力传感器的输出信号经一系列电路处理，形成可用于检测的脉冲信号，再经电路处理，最终由数码管显示其数值，并根据被测对象情况判断其健康状态，以报警信号显示。
关键词：传感器，滤波器，放大器，显示电路，报警电路2 方案原理介绍2.1 方案设计与论证正常人的脉搏次数是每分钟60～90次（婴儿为90～120次,老年人则为100～150次), 这种频率信号属于低频范畴.因此,脉搏测试仪是用来测量低频信号的装置,它的基本功能要求是: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。
对转换后的电信号要进行放大、滤波和整形处理，以保证后续电路能正常对其进行进一步的加工和处理。
脉搏测试仪要能在15秒左右测出脉搏跳动次数，并作出是否报警的判断。
报警的上、下限及对象选择可以通过多路开关调节。
总之，脉搏测试仪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，脉搏测试仪的主要组成部分是计数器和数字显示器。
2.1.1 方案设计脉搏测试仪的上述功能要求，可采用了三种不同的方案来实现：方案一：把转换为电信号的脉搏信号，在单位时间N内（如15秒）进行计数，完成后将计数结果通过乘法器乘以系数60/N（如60÷15=4）并用数字显示其计算后的值，从而得到每分钟的脉搏数。
课程设计报告心率计
课程设计报告——心率计一．项目概要心率(Heart Rate)：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次数,以第一声音为准。
正常成年人安静时的心率有显著的个体差异，平均在75次/分左右(60—100次/分之间)。
初生儿的心率很快，可达130次/分以上。
在成年人中，女性的心率一般比男性稍快。
健康成人的心率为60～100次/分，大多数为60～80次/分，女性稍快；3岁以下的小儿常在100次/分以上；老年人偏慢。
成人每分钟心率超过100次（一般不超过160次/分）或婴幼儿超过150次/分者，称为窦性心动过速。
如果心率在160～220次/分，常称为阵发性心动过速。
心率低于60次/分者（一般在40次/分以上），称为窦性心动过缓。
如心率低于40次/分，应考虑有房室传导阻滞。
心率过快超过160次/分，或低于40次/分，大多见于心脏病病人，病人常有心悸、胸闷、心前区不适，应及早进行详细检查，以便针对病因进行治疗。
对某些阵发性心率过速或过缓，往往在就医时测试出心率正常，以至使医生无法确诊，所以我们设计出这种可以随时进行心率测量的心率计，不仅可以随时地监测一个人的健康状况，而且为医生对这种病症的确诊提供证据。
基于以上的原因，我们以ATMega16单片机为基本芯片设计心率计。
硬件单元使用：用压电陶瓷片采集心跳信号，经过放大和滤波电路处理，触发单片机进行计数，并通过点亮一个LED来指示心跳信号的接受。
最后用七段数码管显示出心率值。
使用压电陶瓷片时将压电陶瓷片贴在手腕上脉搏跳动强烈的地方，并通过调偏置电位计直至LED灯正常闪烁，即心率计开始正常工作。
二．硬件设计思想利用压电陶瓷片工作时脉搏跳动产生的压力差，转换为电压信号，经测量其产生的电压差约在小于1mV的数量级上。
故再经过偏置电路以及放大电路的处理，将差模信号放大10000倍，鉴于信号源稳定性不够好，不方便调偏置，故设计了两级偏置电路。
经测试，最终输出的信号幅度可达3V。
完整word版,人体脉搏计的设计课程设计
1一、设计说明设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s 内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。
正常人的脉搏数为60~80次/min ，婴儿为90~100次/min ，老人为100~150次/min 。
电路原理框图如图1所示。
图1 脉搏计原理框图将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号，放大整形后进行二倍频，并在30s （基准时间） 内对此信号计数，便得到了1min 脉搏数。
二、技术指标1．设计人体脉搏计数器并用LED 显示。
2．误差为±2次/min 。
三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3．主要器件：(1)74LS74双D 触发器；(2)74LS47或4LS48译码器；(3) 74LS163计数器；(5)OP07等。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
倍频器基准时间产生电路放大与整形 计数译码显示器控制电路传感器五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：3人体脉搏计的设计一、概述脉搏计在实际中的应用非常广泛，它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，用来测量频率较低的小信号。
其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。
通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需要设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学知识应用于实践中。
设计任务技术指标；1．要求在规定时间内实现测量人体的脉搏跳动次数。
数字心率计
西南交通大学年短学期电子课程设计报告目录一、课题要求二、方案论证与设计三、系统原理框图四、主要电路以及参数计算五、调试步骤六、测试数据及实验结果七、结论八、学习心得九、本作品使用说明十、附录一、课题要求基本要求：实时数字显示心率值（两位半）能够有报警信号显示1）正常2）过快3）过慢提高要求：可显示平均心率心率不齐时有报警信号二、方案论证与设计（1）模拟部分●采集信号用红外反射ST188传感器采集血液流动信号，当血液流动时，由于血液的各项参数指标变化，那么传感器接收到的电流信号就会发生变化，从而从传感器输出的电信号也会发生不同的变化，由于接收到的信号很微弱，数量级在毫伏级别，且同时信号具有低频率，低幅值和干扰性非常强的特点，所以我们对采集到的信号进行放大才能被检测到，从而实现心率的测量与计算。
因此模拟部分电路分为三个模块，放大，滤波，整形。
●放大据资料显示，ST188采集到的人体的心率信号所能转化的电流大概在0.05mV-5mV左右，由于采集到的信号是毫伏级别的，而后面要进行整形的输入信号要达到3V以上，所以对电路的放大倍数的设置是非常重要的。
那么在开始阶段我们借助模拟电子技术的一些资料来设计电路，然后通过软件进行仿真，但是由于实验室无法满足每个电路元件参数的要求，所以我们在实际电路中统一使用了老师给定的电路。
用两个放大电路来实现需要的放大，，每个子电路的放大10，采用的电子电路元件参数为：①680K和2.7K；②680K和2.7倍数都约为2Ｋ。
滤波电源供电时会对电路产生50HZ的工频，且我们采用的是红外线传感器，易受外界影响，这些都会会影响模拟信号的采集和计算，所以需要把这50HZ的工频滤掉且尽量减小外界信号的干扰。
由于人的心率频率大概为3HZ左右，所以我们设置的滤波电路的截止频率为0.23-2.3Hz，由此计算得到高通滤波电路的设计为:①10uF和68K（0.23Hz）；低通滤波电路的设计为：①0.1uF和680K （2.3Hz）；。
心跳计数器课程设计
心跳计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解心跳计数器的基本原理，掌握其结构与功能。
2. 学生能运用所学知识，计算并记录每分钟的心跳次数。
3. 学生了解心跳次数与运动强度之间的关系，认识到科学锻炼的重要性。
技能目标：1. 学生能独立操作心跳计数器，正确进行心跳次数的测量和记录。
2. 学生能运用数据分析的方法，对心跳数据进行简单的统计分析。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生养成积极锻炼身体的好习惯，增强健康意识。
2. 学生在探究过程中，培养科学精神和批判性思维。
3. 学生通过课程学习，认识到科学知识在实际生活中的应用价值，激发对科学的兴趣。
课程性质：本课程为小学四年级科学课，结合生活实际，让学生在实践中学习科学知识。
学生特点：四年级学生具有较强的求知欲和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：注重实践操作，鼓励学生独立思考，培养学生的动手能力和团队协作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 心跳计数器原理与使用方法：介绍心跳计数器的工作原理，引导学生学习如何正确操作心跳计数器，并掌握测量心跳的方法。
2. 心跳数据的记录与分析：学习如何记录心跳数据，运用简单的统计方法对心跳数据进行处理和分析。
3. 心跳与运动强度关系：探讨心跳次数与运动强度之间的关系，使学生认识到运动对心率的影响。
4. 健康锻炼的重要性：结合心跳数据，让学生了解适度锻炼对身体健康的好处。
教学内容安排如下：第一课时：介绍心跳计数器原理与使用方法，进行实践操作。
第二课时：学习记录和分析心跳数据，探讨心跳与运动强度的关系。
第三课时：总结课程内容，强调健康锻炼的重要性。
教材章节：《科学》四年级上册第五章“人体的奥秘”，具体内容包括：1. 介绍人体的基本结构与功能。
2. 探索心跳的奥秘，了解心跳与身体健康的关系。
电类课程设计心率计
电类课程设计心率计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解心率计的工作原理和基本使用方法，通过学习让学生掌握一定的电子电路知识，提高学生的实践操作能力，培养学生的创新意识和科学精神。
具体分为以下三个维度：1.知识目标：使学生了解心率计的基本结构、工作原理和功能，理解电子电路在生物医学领域的应用，掌握心率信号的检测和处理方法。
2.技能目标：培养学生运用电子电路知识分析和解决实际问题的能力，学会使用心率计进行基本操作，能够进行心率信号的采集、处理和分析。
3.情感态度价值观目标：激发学生对生物医学工程领域的兴趣，培养学生的社会责任感，增强学生运用科学知识服务社会的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.心率计的基本原理：介绍心率计的工作原理，使学生了解心率信号的产生和检测方法。
2.心率计的结构与功能：讲解心率计的各个组成部分及其功能，让学生掌握心率计的基本使用方法。
3.电子电路在生物医学领域的应用：分析电子电路在生物医学领域的应用实例，让学生了解心率计在医疗保健中的重要性。
4.心率信号的检测与处理：介绍心率信号的检测方法，讲解心率信号的处理技巧，培养学生分析和处理心率信号的能力。
5.心率计的操作与实践：指导学生进行心率计的操作实践，培养学生的动手能力，提高学生运用心率计解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解心率计的基本原理、结构和功能，使学生掌握心率计的相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解心率计在医疗保健领域的应用，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：指导学生进行心率计的操作实践，培养学生的动手能力，使学生能够运用心率计解决实际问题。
4.小组讨论法：分组讨论心率计的使用方法和心率信号的处理技巧，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了保证教学效果，本节课将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的心率计知识。
心跳计数系统论文
电气信息学院课程设计报告课程设计名称：电子技术目：心跳计数系统学生姓名：心跳计数系统摘 要：本设计要解决的问题就是可以测量心率、预防心脏病等心脏方面疾病的数字心率计。
心脏跳动频率通过压电传感器转换成电信号，经电路放大整形，由计数器测出每分钟心脏跳动的次数，然后经译码送至显示器显示出一定时间内的心跳次数。
其次通过与预先设置的正常范围进行比较，如果超过或低于此范围就像被测对象报警。
关键词:心律放大整形比较报警Abstract：This article describes a digital heart rate meter that can measure heart rate, prevention of heart disease and other cardiac diseases.In this system,heart beat frequency conversion to electrical signals by piezoelectric transducers, the signal amplificated and shaped by circuit, and then counters measured the number of heart beats per minute. Finally, LED displays the measured data decoding. At the same time,the measured data will be compared with the preset data,if the measured data above or below this range will alarm.Keywords:rhythm of the heart, amplification, plastic, comparison目录前言 (4)1 方案论证 (5)1.1方案一： (5)1.2方案二： (6)2 模块电路设计 (7)2.1 信号采集模块 (7)2.2放大电路 (8)2.3 滤波电路 (9)2.4 整形电路 (10)2.5 计数电路 (11)2.6 译码电路 (12)2.7 定时电路 (13)2.8 锁存电路 (14)2.9 比较电路 (15)2.10 报警电路 (17)3 系统介绍 (18)3.1 功能简介 (18)3.2 指标测定 (19)4 设计总结 (20)5 参考文献 (21)附录： (22)1.系统电路原理图 (22)2．系统仿真图 (23)前言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。
心跳计数器课程设计
心跳计数器课程设计一、综述心跳计数器是一种常见的健康监测设备，它可以实时测量人体的心跳频率并显示在屏幕上，帮助人们了解自己的健康状况。
本课程设计旨在帮助学生掌握心跳计数器的工作原理和设计方法，以及相关的软件开发技巧。
二、前置知识本课程设计需要学生掌握以下知识：1. 传感器原理：包括传感器的类型、工作原理、应用场景等。
2. 微控制器基础：包括计算机系统结构、微控制器的功能和特点、编程语言和工具等。
3. 信号处理基础：包括模拟信号和数字信号的转换、滤波和放大等基本方法。
三、设计目标在本课程设计中，学生需要实现以下目标：1. 硬件设计：设计一个简单的心跳计数器硬件平台，包括传感器、信号采集模块、微控制器和显示器等部分。
2. 软件设计：使用C语言编写心跳计数器的程序，完成信号采集、滤波、放大、计数和显示等功能。
3. 测试和调试：对心跳计数器进行实际测试，检查其测量精度、灵敏度和稳定性等性能指标，并进行必要的调试和改进。
四、设计步骤1. 硬件设计(1) 传感器选择：现在市场上常用的心率传感器有光电脉搏传感器和压力传感器，光电脉搏传感器是最常用的传感器，它是利用光电池片来检测血液的脉搏波形，然后通过信号转换电路将光电信号转换为电信号输出到微控制器中处理。
在本设计中，选用光电脉搏传感器。
(2) 信号采集模块：信号采集模块需要放置光电脉搏传感器并将其输出信号转换成微控制器能够进行AD转换处理的信号。
该模块主要包括光电传感器、运算放大器、滤波电路和AD转换器。
(3) 微控制器：控制器模块负责数据的处理与信息的传输，将采集到的数据进行处理后传送给显示器进行显示。
在本课程设计中，学生可以选用适合自己的ASP（89C52）单片机。
(4) 显示模块：选用价格较低但亮度较高、可靠性较高的数码管做显示器。
(5) 功能设计：按下开关，开始测量。
测试过程中，控制器将读取心率传感器输出的脉冲数据，并使用滤波器和计数器实现心跳计数和显示，每60秒计一次心率数据。
心率计设计报告
电子心率计设计课程设计说明书1：课程设计任务书2：课程设计说明书正文2.1：任务分析与方案设计心率计是用来测量一个人心脏单位时间内跳动次数的电子仪器，由于人体各部位心率一致，所以通常测量人手臂处的脉搏即可测出人体心率。
任务要求测出的心率为一分钟内心跳的次数，并显示，测量结果要与标准范围作比较，不在标准范围内则报警。
设计方案为:采用传感器，量脉搏的跳动，出微弱的信号，入放大器中放大；后通过滤波器滤除干扰信号后，将形整形为方波或脉冲信号；后经过倍频器增加信号的频率，输入计数器中计数，时通过定时器控制计数的时间，后得出一分钟内脉搏次数即为心率。
计数器计数值输入到显示器中显示，同时，将其输入到数值器中与比较器预设值即标准值作比较，若，测量值不在标准值范围内则报警，即LED 灯亮。
流程图如下。
电子率及设计流程图2.2：电路设计，元器件参数计算及选择2.2.1：传感器的选择脉搏跳动引起皮肤表面压力的变化，根据这个现象可以通过测量皮肤表面压力的变化而测量脉搏跳动次数。
因此，通常可选用压电陶瓷传感器测量。
选择型号为CPS182的陶瓷压力传感器。
此传感器具有抗腐蚀能力，传感器没有液体的流动，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠通斯电桥。
由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比、激励电压成正比的高度线性度电压信号。
通过激光标定，该传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性。
其输出信号为0.5—3mV2.2.2:放大电路的设计如前所述，传感器输出为微弱信号，需进行放大后才便于后续电路的处理。
考虑到后续电路中滤波器电路也具有信号放大的功能，所以放大器的放大倍数不宜过大，初步选择为200倍。
设计电路如下：信号输入端其放大倍数的计算公式为所以取Rf=400k，R1=2k，得到A=200。
取R=1k。
运算放大电路的芯片选择型号为LM741,其封装管脚图如下LM741封装管脚图如上图所示，LM741芯片为但运放芯片，其引脚功能为：1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源，8空脚LM741内部电路2.2.3：滤波器的设计干扰信号对测量结果带来很大的误差，所以设计滤波器是很有必要的。
心率检测器课程的设计
武汉纺织大学课程设计任务书课题名称：心跳速率检测器完成期限：2014年05月28日至2014年06月12日院系名称机械院指导教师周国鹏专业班级测控们02指导教师职称学生姓名景小飞院系课程设计（论文）工作领导小组组长签字 ______________摘要 (2)第一章方案论证 (3)1.1定时间测次数实现法 (3)第一章心率检测单元电路设计 (3)2.1传感器 (3)2.2放大整形电路设计 (4)2.3时基信号发生器设计 (4)2.4计数译码显示电路电路设计 (7)第三章总电路及原理分析 (12)3.1数字心率计总电路及其原理说明 (12)3.1. 1数字心率计电路工作原理 (12)3.2元器件的参数设定 (12)3.3电路仿真 (13)3.3. 1仿真软件介绍 (13)3. 3. 2电路仿真 (13)设计心得体会 (15)附录：参考文献 (16)摘要脉搏是常见的生理现象，蕴含着丰富的人体生理病理信息。
脉搏波所呈现出來的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中的许多生理病的血流特征。
数字电子技术作为一门应用很广泛的科学技术，发展极其迅速。
要想学好这门技术，首先是基础理论的系统学习，然后要技术训练, 进而培养我们对理论联系实际的能力，设计电路的能力，实际操作的能力，以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。
课程设计作为对本课程的学习情况的检验，同时课程设计也对本课程知识的综合运用。
同时也加深我们对电子产品的理解。
这次我们课程设计的题目是制作一个心跳速率检测器，二脉搏往往与心跳速率息息相关。
根据人体脉搏信号特征，本文介绍了一种的由取样电路、放大整形电路、计数显示电路、电源电路四部分组成的新型心率计的设计方法。
采用高集成度、高性能、低功耗、高频高速的集成芯片实现计数译码模块。
具有时基信号频率稳定，设置合理，计数器清零及时，瞬时心率周期内准确计数等优点。
测量范围为0〜199次/min,三位数字显示测量值。
心率计数器课程设计
心率计数器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解心率计数器的工作原理，掌握心率计数器的使用方法，培养学生对心率监测技术的兴趣和好奇心，提高学生运用心率计数器进行自我监测的能力。
具体目标如下：1.了解心率的概念及其重要性；2.掌握心率计数器的工作原理和结构；3.知道如何正确使用心率计数器进行测量。
4.能够独立操作心率计数器进行心率测量；5.能够对心率数据进行简单分析，了解自身心率变化规律；6.能够根据心率数据调整生活作息和运动强度。
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.培养学生关爱自己身体的意识，提高自我保健能力；3.培养学生团队协作和分享交流的习惯。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括心率计数器的工作原理、使用方法和心率监测技术的应用。
具体安排如下：1.第一课时：心率的概念及其重要性；心率计数器的工作原理和结构。
2.第二课时：心率计数器的使用方法；如何进行心率测量和数据记录。
3.第三课时：心率数据的分析；根据心率数据调整生活作息和运动强度。
4.第四课时：心率监测技术在运动中的应用；案例分享和讨论。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解心率的概念、心率计数器的工作原理等基础知识。
2.讨论法：引导学生就心率监测技术在生活中的应用进行讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解心率计数器在运动中的应用，提高学生的实践能力。
4.实验法：让学生亲自动手操作心率计数器，进行心率测量，增强学生的实践体验。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：心率计数器使用手册，用于引导学生了解心率计数器的使用方法和注意事项。
2.参考书：心率监测技术的相关书籍，用于拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：心率计数器的工作原理和使用的视频教程，便于学生直观地了解心率计数器的工作过程。
电子心率计数器课程设计
电子心率计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子心率计数器的工作原理，掌握其基本组成部分及功能。
2. 学生能够掌握心率的概念，了解心率与身体健康的关系。
3. 学生能够运用所学的电子知识，解释并分析电子心率计数器在实际应用中的数据。
技能目标：1. 学生能够运用所学的电子知识，正确组装和调试电子心率计数器。
2. 学生能够通过实践操作，掌握电子心率计数器的使用方法，具备独立测量和记录心率的能力。
3. 学生能够运用数据分析方法，对测量结果进行简单的分析和处理。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对科学技术的兴趣，提高对电子科技产品的探究欲望。
2. 学生能够关注身体健康，养成良好的生活习惯，增强自我保健意识。
3. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：初中生，具备一定的电子知识基础，好奇心强，善于动手实践。
教学要求：教师需引导学生掌握电子心率计数器的基本原理和操作方法，注重培养学生的实际操作能力，结合生活实际，提高学生的科学素养。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，确保课程目标的达成。
通过课程目标的分解和具体学习成果的评估，持续优化教学设计，提高教学效果。
二、教学内容1. 理论知识：- 电子元件的基本原理：电阻、电容、二极管、三极管等。
- 心率的概念及其测量方法。
- 电子心率计数器的工作原理及组成部分。
参考教材章节：第三章“电子元件及其特性”，第四章“传感器及其应用”，第八章“生理信号测量”。
2. 实践操作：- 电子心率计数器的组装与调试。
- 心率的测量与记录方法。
- 数据分析与处理。
实践教学大纲：① 电子元件识别与检测；② 传感器连接与调试；③ 电子心率计数器组装；④ 心率测量实践；⑤ 数据记录与分析。
3. 教学进度安排：- 理论知识：4课时- 实践操作：6课时教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，逐步掌握电子心率计数器的原理和操作方法。
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课程设计说明书课程设计名称：电子技术课程设计题目：心跳计数系统学院：XXXX学院学生姓名：XXXX专业：XXXXX学号：312014XXXX指导教师：XXXX日期：2016年 6 月 28 日成绩心跳计数系统摘要：本设计要解决的问题就是设计一个可以测量心率、预防心脏病等心脏方面疾病的数字心率计。
主要步骤为：由压电传感器将心跳频率转换为电信号，由放大电路将微弱的信号放大，再经过滤波，将高频信号过滤，再经过由555定时器组成的施密特触发器将信号整形为脉冲波形，计数器由三片74LS163实现，再由4511和显示器进行数字显示，整个过程由555定时器组成的单稳态触发器控制。
在压电传感器的选择上，经传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式方面的考虑，我们采用压电陶瓷传感器。
关键词：传感器，心率，计数，定时Abstract：This design to solve the problem that design a can measure heart rate, prevention of heart disease and other heart disease digital heart rate meter.Main steps is: your heart rate will be converted to electrical signals by piezoelectric sensor, by amplifying circuit will be weak signal amplification, after filtering, the high frequency signal filtering, repass composed of 555 timer Schmitt trigger would plastic as the pulse waveform, the signals by three 74 ls163 counter, again by 4511 and display digital display, the whole process is composed of 555 timer monostable trigger control.On the choice of piezoelectric sensor, the sensor's precision, sensitivity, anti-jamming and installation considerations, we adopt piezoelectric sensors.Keywords：Sensors, heart rate, counting, timing目录1前言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (1)1.3 实施计划 (2)1.4 必备条件 (2)2 总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.1.1方案一 (3)2.1.2方案二 (3)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (4)3 单元模块设计 (4)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (4)3.1.1传感器模块设计 (4)3.1.2放大模块设计 (5)3.1.3滤波模块设计 (6)3.1.4整形电路模块设计 (6)3.1.5定时器模块设计 (8)3.1.6计时电路模块设计 (9)3.1.7译码显示电路模块设计 (10)3.2特殊器件的介绍 (11)3.2.1膜片式压电压力传感器器件介绍 (11)3.2.2芯片74LS163C器件介绍 (12)3.2.3 CD4511以及八段式LED数码管介绍 (13)3.2.4 555定时器器件介绍 (14)4.系统调试 (16)4.1调试环境 (16)4.2硬件调试 (17)5系统功能、指标参数 (21)5.1系统能实现的功能 (21)5.2系统指标参数测试 (21)5.3系统功能及指标参数分析 (21)6结论 (21)7总结与体会 (22)8 谢辞 (22)9 参考文献 (23)附录 (24)附录1 系统的原理电路图 (24)附录2 系统PCB (25)1前言随着社会的发展和科技技术的进步，人们的生活水品也随之在改变，对健康意识也在不断的提高，为了提高生活质量，人们开始重视自己的身体健康。
1.1 设计背景心脏病一直属于慢性疾病之一，心脏病在医学上还不能够彻底的治疗，影响着不同年龄的人，而心脏病给患者带来生活和身体上的不便。
心率是人体的一个重要的生命信息之一，能够反映人的心脏健康程度。
正常人的心跳是60-90次/分，低于60次/分和高于90次/分，说明测试者的心跳不正常。
特别是对心脏存在问题或者由于其它一些疾病导致心率跳动不正常的人，每天测试自己的心率是非常有必要的，这样可以知道自己最近的身体健康程度。
若检测出来的心率不在正常的范围之类，可以及早及时的到医院治疗。
1.2 设计目标本课题就是针对以上问题，结合一系列简单的电路和集成芯片，设计一个简单、轻便的心率检测装置，可以方便心脏有问题的人在家里每天使用，极大的方便心脏病患者。
即使是健康的人，也可以通过这个装置随时检测自己的身体健康。
人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在心跳中，心跳的中富含有关心脏、内外循环和其他跟人体息息相关的信息，我们可以通过对脉搏检测有诊断价值的信息，用来预测人体某些器官结构和功能的变换趋势，如:血管力学性质和几何形态的变异会引起心跳波波形和波速等性质的变化。
因此，我们可以通过检测人们的心率变化来大致评估一个人的健康状况，心跳的病理生理性改变常引发各种心血管疾病，心跳生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对心跳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和早期治疗。
同时心跳测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一些可参考的生理信息。
在医院临床监护和日常保健中，心跳是一项基本的生命指标，因而心跳测量是最常见的生命特征的提取。
而近年来出现的日常监护仪器，例如便携式电子血压计，既可以测血压也可以完成心跳的测量。
对我们的健康生活有积极的作用。
1.3 实施计划利用两年来学习的专业知识，比如模电、数电等，探究如何使该项目所需的放大电路、滤波电路、定时电路、整形电路、计数电路以及译码显示电路相互联系。
在图书馆查阅“传感器”和“课程设计”等相关资料，了解关于“压电传感器”的相关知识，找到适合的压电传感器，了解传感器的相关性能，确保安全性与精确性。
需要用proteus进行仿真，故结合网上资源，自学该软件的使用方式，确保能完整的将电路设计思路反映到仿真中。
运用protel制作pcb。
1.4 必备条件小组成员之间的密切配合，包括资源共享、互相帮助等，力求做到最佳设计方案。
2 总体方案设计 正常人心跳为60~80次/分钟，老年人为100~150次/分钟，婴儿为90~140次/分钟，显然这种信号属于低频范畴。
因此，心跳计数系统是来测量低频信号的装置，其基本功能要求：（1）把人体的心跳信号转换成电信号。
（2）对转换后的电信号要进行放大、滤波以及整形等处理，以保证其他电路正常工作。
（3）在很短的时间内，测量出经放大后的电信号频率值。
总之，心跳计数系统的核心是在固定的短时间内对低频电脉冲计数，最后以数字形式显示出来。
在近两周的课程设计中，我们小组通过对整个电路的分析，结合自己已有的知识，思考出三种设计方案，我将对这三种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点。
2.1方案比较2.1.1方案一方案一原理框图如图2-1所示。
图2-1 方案一的原理框图把转换为电信号的脉搏信号，在单位时间内进行计数，并用数字显示其计数值， 从而直接得到每分钟的脉搏数。
2.1.2方案二方案二原理框图如图2-2所示。
压力传感器 放大滤波电路 整形电路 计数电路 译码显示控制电路图2-2 方案二的原理框图测量心脏跳动固定次数所需时间，然后换算为每分钟的心跳数。
2.2方案论证第一种方案较为直观，所需的电路结构简单，测量时间为一分钟，更为精确和稳定。
第二种方法通过倍频可大大可减少测量的时间，提高效率，但电路结构比较复杂，且测得的没有第一种方案稳定。
2.3方案选择综上所述，选择第一种方案。
3 单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。
3.1各单元模块功能介绍及电路设计本系统主要分为个单元模块，它们分别是：传感器模块、放大滤波电路模块、定时电路模块、整形电路模块、计数电路模块、译码显示电路模块。
各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。
3.1.1传感器模块设计在对传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式初步的考虑后，为了提高心率的测量精度。
我们选用压电陶瓷传感器测量心率。
此传感器具有抗腐蚀能力，传感器没压力传感器 放大滤波电路 整形电路 计数电路 译码显示倍频电路 译码显示有液体的流动，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠通斯电桥。
由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比、激励电压成正比的高度线性度电压信号。
通过激光标定，该传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性。
其输出信号为10—20mv。
3.1.2放大模块设计1.模块功能及工作原理：由传感器出来的电压信号较弱，在毫伏级，需要对其进行放大。
所以，设计信号放大电路，将脉搏传感器出来的信号进行放大，使之成为一个幅值适当的信号，便于后续电路的处理。
心率信号是低频信号，低频滤波电路可以将放大后信号中的中高频信号滤除。
2.组成：我们采用集成运算放大器，并使用LM324构成两级放大电路。
集成运算放大器是一种电子器件，它采用一定的制造工艺将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在一小块单晶硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。
因为传感器送来的信号幅度只有10～20毫伏，要放大到5v左右才能作为计数器的输入脉冲。
3.计算：令第一级放大Vo=11*Vi，第二级放大Vo2=26*Vo。
故设定R7=10k,R3=100k,R5=1k,R6=25k。
所以Vo2=286*Vi。
4.设计的放大电路如图3-1所示。
图3-1 设计的放大电路3.1.3滤波模块设计1.模块的功能及工作原理：从放大器输出的电压信号含有不同频率成分的干扰信号，为了使计数器得到准确的心跳次数，对频率太高于正常心跳的高频信号进行滤除，因此本次设计采用了RC低通滤波器。
2.RC滤波电路的参数计算：考虑到不同人群的心跳频率范围，滤波器设定的滤除信号为大于5Hz的高频信号，所以令RC≈30KΩ*1uF。