数字脉搏计数器设计

三、单元电路设计与参数计算

1 传感器

脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为相应的点冲信号。脉搏传感器是脉搏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构的显示。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。在这三种目前采用最多的是压电类传感器，其工作原理是利用敏感元件直接把压力转变为电信号。本次课程设计中是利用函数信号发生模拟人体脉搏跳到。

2 放大与整形

放大电路多种多样，本次试验采用比较简单、廉价的运放电路。由一个运放器和俩个电阻就组成了符合要求的放大电路。放大倍数可调，本次放大倍数大约为10倍。由于整形电路比较复杂，要先较好的对脉冲信号的不规则整形是有一定的难度，初次想到的就使用电压比较器进行整形，但是在模拟软件下这种不知道那个是电压比较器。就直接用了一个简单的与非门进行简单的整形。经过试验，可以放大、整形正弦电路。

3 倍频电路

由于我们要在15s内测量1min内的脉搏数，所以我们要对脉搏进行调频。60/15=4需要4倍频电路。如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频，即可得到对应的一分钟的脉搏数，从而缩短测量时间。倍频电路的形式很多，如锁相倍频器，异或门倍频器等，由于锁相倍频器电路比较复杂，成本比较高，所以这里才哟过来能满足设计要求的异或门组成的4倍频电路。U9a和U9b构成二倍频电路，U8a和U8b构成二倍频电路；俩个二倍频电路串联组成四倍频电路。利用第一个异或门的延迟时间对第二个异或门产生作用，当输入有‘0’变成‘1’或由‘1’变成‘0’时，都会产生脉冲输出。其中电容c是为了延时，经过测试，当c1=33uf,c2=3.8uf,R1=10k, R2=10k的时候能达到4倍频的要求。电路图如下

4 定时电路

555定时器是为了实验组15s内完成任务，是单稳态的时间长度为15s。所以定时时间为15s 。本次试验采用555单稳态定时电路。工作原理如下；

开关打上，RST、Vcc都为高电平，由于有电容c3的存在，THR和THI为低电平。此时输出为低电平，随着电容的充电，当时间达到15s的时候，电容俩段电压为2/3Vcc，THI和THR为1/3Vcc,此时输出变为低电平。时间常数有t=1.1Rc可以求得。本次试验，C=406uf R=3M.

555单稳态定时器

四、总原理及元件清单电路工作

1 总电路图