心率检测器课程设计

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心率计课程设计

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

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。

电子技术课程设计--红外线心率计

电子技术课程设计--红外线心率计

6
4
+
uo
u+>u- uo输出高电位 “1”
u+<u- uo输出低电位 “0”
运算放大电路
(3) LM741
1和5为偏置(调零端) 2为反向输入端 3为正向输入端 4接地或负电源 6为输出 7接电源 8空脚
放大、滤波、整形电路
R4
R8
+12V
C1
R3 3k
R5 2k
300k
2 3
IC2
+12V 7
计数电路----MC14553
DIS:该端接地时,计数脉冲才能进行计数。 DSM1、C1D4S525、3是D3S位3:十位进选制通计扫数描器信,号但的只输有出1个,这3端 能输循出环端地,输要出完低成电3平位,输供出显,示采器用作扫为描位输通出控方制。 Q0式、,Q通1、过Q它2、的Q选3通:脉BC冲D信码号输,出依端次,控它制能3分位时轮 流十输进出制3组的锁输存出器,的从B而CD实码现。扫描显示方式。 O.F.:溢出进位端
E
R11 3k
放大、滤波、整形电路调试
VP- P 1000mV
VP- P 660mV
u3
LCD放 放 放 放 放
u2
5V/ 500ms
u6
放 放 放 C1放 放 放 A1放 6放
放 放 VP- P 10mV
放 放 放 50Hz放 放 放 放 放 放 放 放 放 放 放 放 放
放放放放放
R4放 放 放 放 放 放 放 放 放 R8
4
三位计数器、 译码电路
5
显示电路
+12V电压
6
负电源 变换电路
门控电路
3

数字心率计课程设计

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。

心率计课程设计

心率计课程设计

心率计课程设计一、引言心率计是一种用来测量人体心率的仪器,它能够帮助人们了解自己的身体状况以及进行健康管理。

本文将介绍一种针对心率计的课程设计,旨在让学生了解心率计的原理和使用方法,并通过实践操作来加深对心率计的理解和掌握。

二、课程设计内容1. 理论知识讲解首先,我们将向学生介绍心率计的原理和工作机制。

解释心率计是通过测量心脏跳动的频率来计算心率的,心脏跳动会产生一种电信号,心率计通过感应器将这个信号转化为数字数据,并通过算法计算出心率值。

2. 心率计的使用方法接下来,我们将向学生演示如何正确使用心率计。

从佩戴位置到操作步骤,我们会详细说明每个环节的注意事项。

学生们可以亲自尝试佩戴心率计并进行测量,以确保他们能够掌握正确的使用方法。

3. 心率计数据的解读在学生掌握了使用心率计的方法后,我们将介绍如何解读心率计所提供的数据。

心率计通常会显示心率值以及心率变化的趋势图,我们将解释这些数据的含义,并说明如何根据这些数据进行健康分析和判断。

4. 心率计的应用场景此外,我们还将向学生介绍心率计的应用场景。

心率计不仅可以用于日常健康管理,还可以应用于运动训练、心理压力管理等方面。

我们将通过实际案例来展示心率计在不同场景下的实际应用,以帮助学生更好地理解其实用性和重要性。

5. 心率计的实践操作最后,我们将组织学生进行心率计的实践操作。

学生们将分组进行实验,使用心率计测量自己的心率,并记录数据进行分析。

通过实际操作,学生们将深入理解心率计的原理和使用方法,并培养数据分析和解读的能力。

三、课程设计目标通过本课程设计,我们希望学生能够达到以下目标:1. 了解心率计的原理和工作机制;2. 掌握心率计的正确使用方法;3. 理解心率计所提供的数据,并能够进行解读和分析;4. 了解心率计在不同场景下的应用,并认识到其重要性;5. 通过实践操作,深入理解心率计的原理和使用方法,并培养数据分析和解读的能力。

四、课程设计评估为了评估学生对课程的掌握情况,我们将设计以下评估方式:1. 理论知识测试:测试学生对心率计原理和使用方法的理解程度;2. 实操操作:评估学生在实际操作中是否能够正确使用心率计并记录数据;3. 数据分析报告:要求学生根据所测得的心率数据撰写数据分析报告,评估学生对心率计数据解读和分析的能力。

心率测试仪课程设计

心率测试仪课程设计

心率测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解心率测试仪的工作原理,掌握其操作方法。

2. 学生能掌握心率相关知识,如心率正常值范围、心率与运动强度的关系等。

3. 学生了解心率在体育锻炼和健康管理中的作用。

技能目标:1. 学生能正确使用心率测试仪进行自测,并准确记录数据。

2. 学生能通过心率数据,评估自己的运动强度和身体状况。

3. 学生能运用所学知识,设计合适的运动方案,提高锻炼效果。

情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,增强对科学锻炼的认识,培养健康的生活方式。

2. 学生在团队合作中,学会相互关心、支持,培养团队精神和责任感。

3. 学生通过了解心率知识,增强自我保健意识,形成关爱生命的价值观。

课程性质:本课程为科学实践课程,结合理论知识与实际操作,注重培养学生的动手能力、观察分析能力和团队协作能力。

学生特点:五年级学生已具备一定的科学素养和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢实践操作。

教学要求:课程要求教师在教学过程中,注重理论与实践相结合,关注学生的个体差异,引导他们主动参与、积极思考,提高解决问题的能力。

通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容1. 理论知识:a. 心率基础知识:心率的定义、正常值范围、测量方法。

b. 心率与运动:心率与运动强度的关系,如何根据心率调整运动计划。

c. 心率测试仪的原理:介绍心率测试仪的工作原理及其在体育锻炼中的应用。

2. 实践操作:a. 心率测试仪的使用方法:学习如何正确佩戴、操作心率测试仪,并进行实际演练。

b. 心率监测与记录:学会在运动过程中监测心率,并记录相关数据。

3. 教学大纲:第一课时:心率基础知识学习,了解心率测试仪的原理。

第二课时:实践操作,学习心率测试仪的使用方法,进行心率监测与记录。

第三课时:分析心率数据,根据心率调整运动计划,总结锻炼效果。

教学内容依据课程目标,紧密联系课本知识,注重科学性和系统性。

心跳计数器课程设计

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。

心率计课程设计

心率计课程设计

心率计课程设计一、引言心率计是一种用于测量人体心率的设备,它通过检测心跳信号来计算心率值。

在运动、健康管理等领域,心率计被广泛应用。

本篇文章将围绕心率计课程设计展开,介绍心率计的原理、设计要点以及实验步骤等内容。

二、心率计的原理心率计的原理是基于心电信号的检测和处理。

人体心脏在收缩和舒张过程中会产生电信号,这些信号可以通过皮肤传导至心率计设备。

心率计设备接收到心电信号后,会进行放大、滤波和数字化处理,最终计算出心率值。

三、心率计的设计要点1. 传感器选择:心率计的核心是心电信号的检测,因此传感器的选择至关重要。

常用的传感器有干接触式传感器和无接触式光电传感器。

干接触式传感器需要贴在皮肤上,通过电极与皮肤接触来检测心电信号;无接触式光电传感器则通过红外光线照射皮肤,检测皮肤反射的光信号来计算心率值。

2. 信号处理:心电信号是一种微弱的生物电信号,容易受到干扰。

因此,在信号处理环节需要进行放大、滤波和数字化处理。

放大可以增强信号的幅度,使其更容易被检测;滤波可以去除噪音信号,提高信号的质量;数字化处理可以将模拟信号转换为数字信号,方便后续计算。

3. 心率计算:心率计的最终目标是计算出心率值。

心率值的计算可以通过心电信号的峰值间隔时间来实现。

在信号处理后,找到心电信号的峰值并计算峰值间隔时间,即可得到心率值。

心率计还可以根据心率值的变化趋势来判断人体的运动状态或健康状况。

四、心率计课程设计实验步骤1. 实验准备:准备心率计设备和心电信号采集器。

将心率计设备与心电信号采集器连接,并确保连接稳定。

2. 实验操作:将心率计设备放置在被试者身上,按照说明书正确使用传感器。

开始采集心电信号,并记录采集时间。

3. 数据处理:将采集到的心电信号传输至计算机,并通过信号处理软件进行放大、滤波和数字化处理。

根据处理后的信号,找到心电信号的峰值,并计算峰值间隔时间。

4. 心率计算:根据峰值间隔时间,计算心率值。

可以使用公式或算法来计算心率值,常用的算法有峰值检测法和自相关法。

电类课程设计心率计

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。

心跳计数器课程设计

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。

st188心率课程设计

st188心率课程设计

st188心率课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解ST188心率监测设备的工作原理,掌握心率与身体健康的关系。

2. 学生能够运用所学的数学知识,准确解读ST188心率数据,并进行简单的数据分析。

3. 学生了解心率监测在体育锻炼、健康管理等方面的应用。

技能目标:1. 学生能够正确使用ST188心率监测设备,进行实时的数据采集。

2. 学生掌握利用心率数据进行运动强度评估的方法,提高运动效果。

3. 学生具备运用心率数据调整锻炼计划的能力,实现个性化运动。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣,认识到科技在生活中的重要性。

2. 学生养成积极锻炼身体的好习惯,树立健康生活的观念。

3. 学生在团队合作中,学会相互尊重、关心他人,形成良好的人际关系。

课程性质:本课程为实践活动课程,结合体育与健康、数学等学科,通过实际操作、数据分析,提高学生的综合运用能力。

学生特点:六年级学生具备一定的数学基础,对新事物充满好奇,具备一定的动手操作能力和团队协作能力。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过实际操作,掌握心率监测技术,提高学生的实践能力和创新能力。

同时,关注学生的个性化需求,培养其健康的生活习惯和价值观。

在教学过程中,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1. 心率基础知识:介绍心率的概念、正常范围、影响因素,以及心率与身体健康的关系。

教材章节:《健康与生活》第三章第二节2. ST188心率监测设备的使用:讲解设备的工作原理、操作方法、数据读取和记录。

教材章节:《科技与生活》第七章第三节3. 心率数据分析:教授如何利用所学的数学知识对心率数据进行简单的统计和分析。

教材章节:《数学》第五章第四节4. 心率与运动强度评估:介绍如何根据心率数据评估运动强度,制定合理的锻炼计划。

教材章节:《体育与健康》第二章第三节5. 个性化运动方案制定:指导学生根据心率数据调整运动计划,实现个性化锻炼。

心率计设计报告

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。

基于微控制器的心率监测器设计毕业设计

基于微控制器的心率监测器设计毕业设计

基于微控制器的心率监测器设计毕业设计
介绍
心率监测器是一种能够监测人的心率,并将这些数据处理并输
出的装置。

毕业设计旨在设计一款基于微控制器的心率监测器。

设计步骤
步骤一:选型
在设计心率监测器时,我们需要选用合适的器件进行设计。


这里,我们选用Cortex-M3作为主控芯片,MAX作为心率传感器,OLED显示器作为结果输出器。

步骤二:硬件电路设计
通过使用Cortex-M3作为主控芯片,MAX作为心率传感器,OLED显示器作为输出器,我们可以完成硬件电路设计。

步骤三:软件程序设计
在设计好硬件电路后,需要编写软件程序。

我们使用Keil C编译器进行程序设计。

程序的主要功能是读取心率传感器的数据,并将其处理后输出到OLED显示器上。

总结
通过本次毕业设计,我们成功地设计了一款基于微控制器的心率监测器。

这款设备使用Cortex-M3作为主控芯片,MAX30102作为心率传感器,OLED显示器作为结果输出器。

设计的主要目的是为了提高人们对于自身健康状况的关注度,并且可以在普及应用中使人们更好的了解自身健康状况。

心率计课程设计

心率计课程设计

心率计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解心率计的基本原理,掌握其操作方法和使用步骤。

2. 学生能够掌握心率计在体育锻炼和健康管理中的应用。

3. 学生了解心率与身体健康之间的关系,认识到心率监测的重要性。

技能目标:1. 学生能够正确使用心率计进行自我监测,并准确记录数据。

2. 学生能够根据监测数据,制定合适的运动计划和调整锻炼方法。

3. 学生能够运用心率监测结果,评估自己的运动效果和身体状况。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学探究的兴趣,激发对心率监测技术在体育和健康领域的探索热情。

2. 学生养成定期进行体育锻炼和健康管理的好习惯,树立健康生活的意识。

3. 学生在团队活动中,学会合作与分享,培养积极向上的体育精神。

课程性质:本课程以实践操作为主,结合理论讲解,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。

学生特点:六年级学生具备一定的探究能力和自主学习能力,对新事物充满好奇心,喜欢动手操作。

教学要求:教师需关注学生的个体差异,提供个性化的指导,鼓励学生积极参与实践,提高学生的综合素养。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 心率计基本原理:介绍心率计的工作原理,包括传感器、信号处理和显示输出等组成部分。

教材章节:《科学》六年级上册第四章第三节“传感器与自动控制”2. 心率计的使用方法:详细讲解心率计的操作步骤,包括佩戴、启动、数据读取和关机等。

教材章节:《科学》六年级上册第四章第四节“自动监测与健康”3. 心率与运动强度:介绍心率与运动强度之间的关系,引导学生根据心率监测结果调整运动计划。

教材章节:《体育与健康》六年级上册第二章第二节“运动与心率”4. 心率监测在健康管理中的应用:分析心率监测在预防疾病、提高运动效果等方面的作用。

教材章节:《健康》六年级上册第三章第二节“健康自我监测”5. 实践操作:组织学生进行心率监测实践,包括分组进行不同运动强度的锻炼,记录和分析数据。

心率计数器课程设计

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

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。

心率检测器课程设计

心率检测器课程设计

武汉纺织大学课程设计任务书课题名称:心跳速率检测器达成限期: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 1102指导教师职称学生姓名景小飞院系课程设计(论文)工作领导小组组长署名目录2纲要 ..............................................................第一章方案论证 (3)准时间测次数实现法 (3)第一章心率检测单元电路设计 (3)传感器 (3)放大整形电路设计 (4)时基信号发生器设计 (4)计数译码显示电路电路设计 (7)第三章总电路及原理剖析 (12)数字心率计总电路及其原理说明 (12)数字心率计电路工作原理 (12)元器件的参数设定 (12)3. 3电路仿真 (13)仿真软件介绍 (13)电路仿真 (13)设计心得领会 (15)附录:参照文件 (16)纲要脉搏是常有的生理现象,包含着丰富的人体生理病理信息。

脉搏波所体现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反应出人体心血管系统中的很多生理病的血流特色。

数字电子技术作为一门应用很宽泛的科学技术,发展极其快速。

要想学好这门技术,第一是基础理论的系统学习,而后要技术训练,从而培育我们对理论联系实质的能力,设计电路的能力,实质操作的能力,以及培育正确办理数据、剖析和综合实验结果、检查和清除故障的能力。

课程设计作为对本课程的学习状况的查验,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。

此次我们课程设计的题目是制作一个心跳速率检测器,二脉搏常常与心跳速率息息有关。

依据人体脉搏信号特色,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、电源电路四部分构成的新式心率计的设计方法。

采纳高集成度、高性能、低功耗、高频高速的集成芯片实现计数译码模块。

拥有时基信号频次稳固,设置合理,计数器清零实时,刹时心率周期内正确计数等长处。

电子心率测试仪课程设计

电子心率测试仪课程设计

电子心率测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解电子心率测试仪的工作原理,掌握相关电子元件的功能和使用方法。

2. 使学生掌握心率的概念,了解心率与身体健康的关系,掌握正常心率范围。

3. 培养学生运用电子技术进行数据采集、处理和分析的能力。

技能目标:1. 培养学生动手操作电子心率测试仪,进行实际心率测量的能力。

2. 培养学生利用电子技术解决实际问题的能力,提高创新意识和团队协作能力。

3. 培养学生运用所学知识,设计简单电子电路的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情,树立科学探究精神。

2. 培养学生关注身体健康,养成良好的生活习惯,增强自我保护意识。

3. 培养学生具备团队协作精神,尊重他人意见,善于沟通交流。

课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合电子技术与生活实际,注重培养学生的动手操作能力和创新意识。

学生特点:学生处于好奇心强、求知欲旺的年级,喜欢实践操作,对电子产品有一定了解,但需进一步提高电子技术知识和应用能力。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导他们主动参与课堂活动,培养实际操作和解决问题的能力。

通过课程学习,使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。

在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子元件基础知识:介绍常用的电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等,并讲解其在电子心率测试仪中的作用。

2. 心率测试原理:讲解心率的概念、测量方法,以及电子心率测试仪的工作原理。

3. 电子心率测试仪的组装与调试:指导学生动手组装电子心率测试仪,学会调试和检测设备,确保其正常工作。

4. 数据采集与分析:教授学生如何使用电子心率测试仪进行数据采集,并对数据进行分析,了解心率的正常范围和变化规律。

5. 实践操作与拓展:开展实践活动,让学生实际测量心率,并进行拓展实验,如心率与运动强度、情绪等因素的关系。

心率测试仪课程设计

心率测试仪课程设计

心率是指人体心脏每分钟搏动的次数,它是反映心脏是否正常工作的一个重要参数。

人类工作在高科技、高效率的环境中,其身体健康状况也显得日益重要并备受关注,而数显式心率测试仪就为社会的医疗保健提供了方便。

过去大多数医院测量心率主要采用手表计时切脉的方法。

由于受病人情绪变化以及测量人员主观因素影响,测量结果存在较大误差,而且费事费力。

随着电子技术发展,出现了心率仪,而且愈发智能。

但是由于价格昂贵等因素不适合大面积推广。

另一方面,人们对健康的追求越来越高,体育赛事要求越来越严格等,需要一种便携、灵活、准确的心率测试仪。

引言 (1)摘要 (3)1.总体设计方案 (4)1.1课题分析 (4)1.2总体方案 (4)2.模拟仿真软件介绍 (5)3.电路单元设计与仿真验证 (6)3.1传感器单元 (6)3.2 放大电路单元 (6)3.3滤波电路单元 (7)3.4整形电路单元 (9)3.5定时电路单元 (10)3.6计数电路 (11)3.7锁存、比较、显示单元 (13)3.8报警单元 (16)4.总体电路绘制及仿真 (17)4.1绘制的总体电路 (17)4.2电路工作原理 (17)4.3仿真结果 (17)4.4电子元件清单 (18)5.总结 (19)附录 (20)附录1 (20)附录2 (21)参考文献 (22)摘要本文主要设计一种便携式心率测试仪,该心率仪采用常见的电子元件实现,成本较低,能够实时采集并测量人体的平均心率,发现非正常心率信号并能及时报警。

由于传感器信号十分微弱,其幅度一般在毫伏的数量级范围,且夹杂着各种噪声和干扰,因此要求前置级放大电路具有高增益、高共模抑制比等技术指标。

实验结果表明,系统设计方案合理,实现了微小信号放大、显示及报警功能。

具有测量灵敏度高、实时性好、性价比高等优点。

关键词:心率测试,放大,计数,锁存,报警,显示1.总体设计方案1.1课题分析正常情况下,人的心率为每分钟60~150次。

我们要准确测量人的心率,应该使用传感器将心跳转化为电量进行测量。

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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1102 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目录摘要 (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。

脉搏波所呈现出来的形态、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。

关键词:脉搏,心跳速率,电路,设计第一章方案论证从医学常识我们可知心率略等于脉搏次数,所以本次课程设计我们将脉搏做为心率的采样处。

以脉搏次数作为心率。

在这里我使用定时计数法来测量心跳速率。

(1)传感器:将脉搏转换成相应的电脉冲信号(2)放大电路:对微小电脉冲信号进行放大;(3)时基信号发生电路:产生固定时间(1分钟活半分钟)的控制信号,作为计数器的门控,使计数器只有在此期间才进行计数;(4)计数、译码、显示电路:在门控信号作用期间,对电脉冲信号进行计数,并显示译码器译码,再由数码管显示数值;(5)电源电路:按电路要求提供符合要求的直流电源。

第二章心率检测器单元电路设计2.1 取样传感器为了把脉搏转换成电信号,应采用压电式传感器。

取样电路采用抗腐蚀的陶瓷压力传感器CPS182。

抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,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、与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。

2.2 放大整形电路放大整形电路如下图2-2-1所示,由晶体管9013与74LS00等组成,其中晶体管9013组成放大器将压电陶瓷传感器输出的信号进行放大。

与非门构成的施密特触发器,它对放大器的输出信号进行整形,使之成为中规中矩的矩形波。

图2-2-1 放大整形电路2. 3 时基信号发生器设计时基电路是为了产生一个方波定时脉冲,用来控制计数器CD4553的计数允许INT端,以便使计数器在定时脉冲宽度所固定的时间内进行对脉搏电脉冲计数,固定时间为四分之一分钟。

在此我们采用的是555的单稳态触发器加外围电路构成的时基信号发生器。

对于555定时器芯片,它由TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,这二者功能完全相同,不同之处是:TTL集成定时电路的驱动能力比CMOS集成定时电路大。

555定时电路是由三个5千欧电阻组成分压器、两个高精度电压比较器、一个基本R-S触发器、一个作为放电通路的管子及输出驱动电路组成。

它的逻辑电路图为:如图2-3-1所示。

图2-3-1 555定时器逻辑电路图及555定时器逻辑符号功能描述:功能表如表2-3-1表所示。

当输入端R为低电平时,不管别的输入端为何种情况,输出为低电平,CMOS管工作。

当引脚6的输入电平大于2/3UDD并且引脚2的输入电平大于1/3UDD,输出为低电平,CMOS管工作当引脚6的电平小于2/3UDD 并且引脚2的输入电平大于1/3UDD,输出为原状态.当引脚2的电平小于1/3UDD,电路输出为高电平,NMOS管关断.表2-3-1 555功能表555定时器构成单稳态触发器具有下列特点:第一,它有一个稳定状态和一个暂稳状态;第二,在外来触发脉冲作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态;第三,暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态。

暂稳态时间的长短,与触发脉冲无关,仅决定于电路本身的参数。

单稳态触发器在数字系统和装置中,一般用于定时(产生一定宽度的脉冲)、整形(把不规则的波形转换成等宽、等幅的脉冲)以及延时(将输入信号延迟一定的时间之后输出)等。

在没有加入触发脉冲前,电路处于稳态,输出端(555定时器引脚3)为低电平,U0=0.当输入端(5555定时器引脚7)的触发脉冲下降沿到达后,电路进入暂态,输出端为高电平,U0=1。

而后电源电压VCC通过电阻R开始向电容C充电,当充电到U0=2/3VCC时,电路又还回到稳态,输出端重新回到低电平,U0=0,这个稳态一直维持到下一个触发脉冲下降沿到达时为止。

暂稳态持续时间(输出脉冲宽度Tw)只取决于外接电阻R和电容C的大小,Tw=0.1RC。

单稳态电路的工作波形如下图2-3-2所示图2-3-2 单稳态电路的工作波形根据原理,时基信号发生电路图如图2-3-3所示图2-3-3 时基信号发生电路图此电路的核心是555定时器,其本质也就是一个单稳态触发器,按键接地并与电阻R4串联接高电平VCC,当没按下键时2脚输入为高电平,555定时器内部晶体管饱和导通,电容C2短路,7脚一直为低电平,则3脚输出为低电平经过非门输出高电平,当按下键时,2脚变为低电平,555定时器内部晶体管截止,经过电位器RV1对电容C2充电,当C2两端电压尚未达到VCC 2/3VCC时,3脚输出为高电平经过非门输出低电平,当C2两端电压达到2/3VCC时,3脚输出为低电平经过非门输出恢复高电平,输出低电平持续的时间由电位器RV1和电容C2来确定,计算公式为:t=1.1RC,其中电容C1为小电容,作用是为了滤除高频干扰,一般取100Pf。

2. 4计数译码显示电路电路设计本次课程设计为了电路的简单,我们采用CD4553作为计数器。

对于这块芯片有两个与一般的芯片的不同之处:(1) 有多功能:锁存控制、计数允许、计满溢出和清零等。

(2) 是三位10进制计数器,但只有一位输出端(输出BCD码),要完成三位输出,采用扫描方式,通过它的选通脉冲信号,依次控制三位十进制的输出,从而实现扫描显示方式。

图2-4-1 CD4553组成方框图图2-4-2 CD4553管脚图CD4553的组成方框图及管脚排列图2-4-1、图2-4-2所示。

功能表见下表2-4-1表.下面简要说明这些管脚的功能:(1)CL(引脚12)为计数器的脉冲输入端。

(2)INH(引脚11)计数允许控制端,当INH为“0”时计数脉冲有CL端进入计数器,而当INH为“1”时,禁止计数脉冲输入计数器,计数器保持禁止钱的最后计数状态。

(3)LE(引脚10)为锁存器允许端,当LE为“1”时,锁存器呈锁存状态而保持原有锁存器内信息。

(4)R(引脚13)为复零端,当R=1时,计数器输出Q0—Q3皆为0.(5)输出哪一位的计数值由选脉冲DS1—DS3控制(低电平有效)。

(6)溢出OF(引脚14),当CD4553每计满1000个脉冲时。

溢出端输出一个脉冲,而后有重新开始计数。

输入输出R CL INH LE0 上升沿0 0 不变0 下降沿0 0 计数0 ╳ 1 ╳不变0 1 上升沿0 计数0 1 下降沿0 不变0 0 ╳╳不变0 ╳╳下降沿锁存0 ╳╳ 1 锁存1 ╳╳0 Q1=Q2=Q3=Q4=0表2-4-1 CD4553功能表对于译码电路我们选用CD4511芯片作为电路的译码器。

译码器的功能就是把计数器CD4553输出的计数结果(BCD码)转换成七段字型码以驱动数码管,实现数字或符号的显示。

CD4511是常用的(BCD码)—七段显示译码器,它本身由译码器有输出缓冲器组成,具有锁存、译码、和驱动等功能,。

其输出的最大电流可达25mA,可直接驱动共阴极LED数码管。

鉴于此本课程设计我们采用CD4511作为译码器。

CD4511有四个输入端A,B,C,D和七个输出端a~g,它还具有输入BCD码锁存,灯测试和熄灭显示控制功能,它们分别由锁存端LE、灯测试端/LE、熄灭控制端/BI来控制。

CD4511的引脚排列图如图2-4-3所示,其真值表如下表2-4-2表所示。

由表2-4=2可见,当锁存允许端LE=“0”时,锁存器直通,译码器输出端a~g随输入端A~D端变化而变化,当LE=“1”时锁存器锁定,输出状态保持不变。

熄灭控制端/BI=“0”时,译码器输出全“0”,因此,正常工作时应是/BI为高电平。

另外灯测试端/LT=“0”时,译码器输出全“1”,数码管各端全亮,即显示8,用来检测数码管是否正常。

当输入BCD码大于1001时,七段显示输出全“0”,各段全不亮。

CD4511的引脚图如图2-4-3所示:图2-4-3 CD4511的引脚图表2-4-2 CD4511真值表译码显示采用扫描方式,使三位数字显示只需一片CD4511译码器,这种显示方式可简化电路,节省元件和降低功耗。

扫描显示方式的原理图如图2-4-4所示。

该图为三位LED显示,所有位的七段码线都并联在一起,而各位数码管的共阴极(对共阴极LED数码管)D1,D2,D3分别被计数器CD4553输出的扫描时序脉冲DS1,DS2,DS3控制(本设计电路中DS1—DS3经三极管BG1—BD3控制D1—D3),从而实现各位的分时选通显示。

但要注意为了显示稳定,应使扫描时序脉冲的频率合适,频率过低将会使显示产生闪烁,而频率过高将会使显示产生余辉。

扫描频率与显示数码管的位数有关,位数越多扫描的频率应越高,通常可取扫描频率为几百赫兹,可由CD4553接入电容Cs值调整来决定。

在这里我们选取1000pf。

对与数码管的限流电阻根据数码管的电流允许大小来设置。

将电路中的其中一位显示电路单独列出进行分析,如图2-4-4图所示:图2-4-4 一位数码管显示电路连接图限流电阻R1—R7可按下式进行估算:17OH D CE SU U U R I ---=(式 2-4-1)式2-4-1中式中OH U 为CD4511输出高电平(≈DD VV ), D U 为LED 正向工作电压(约为1.5—2V ),CE U 是三极管T 的管压降(约1V ),S I 为数码管的笔 端电流(约为5—10mA ),则可求得R1—7约为0.5K Ω。

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