下载文档原格式
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。
天津大学电力电子课程设计报告课题名称：数字脉搏计实验人：自动化1班淦智权同组人：自动化1班李得铭2014年12月25日一、设计任务及要求：设计、组装一个数字脉搏计。
（1）用十进制数字显示被测人体的脉搏每分钟跳动的次数，测量范围为20~200次/分。
（2）在短时间（5秒、15秒）内测量出每分钟的脉搏数。
（3）测量误差±4次/分。
（4）锁定每分钟的脉搏数，分别要求：①显示计数过程，并保持计数结果。
手动清零。
②不显示计数过程，锁存为计数结果。
自动清零，自启动计数。
注：5S和15S由开关控制。
二、电路设计方案及原理(一)总方案原理图：对于方案选择，由提供的PPT上的方案的原理框图，我们决定按该框图进行分析，不过在每个框图部分实现会有多种方案并进行有计划的结合实际的改造。
1、模拟信号处理（设计并仿真）对于脉搏信号的放大、滤波、整形部分采用 MultiSim或PSPICE仿真实现。
脉搏信号放大器（仿真）输入：1mV、1.2Hz输出：能够驱动CMOS数字芯片性能指标：电压增益：大于1000倍通频带：0.15Hz —30Hz仿真要完成的主要任务：功能分析、指标测量。
2、给定条件实验箱一台：直流电源、面包板、连续脉冲信号等元器件：锁相环 CD4046计数器（可预置数的4位二进制计数器） CD4526计数器（二——十进制同步加计数器） CD4518计数器/分频器（14位二进制串行计数器/分频器） CD4060译码器 74LS48数码管 LG5011AH(实验箱上74LS48已与数码管连接好）缓冲器（反相器）电阻、电容若干数电实验中常用芯片三、各单元部分设计及电路实现(一)仿真阶段对于仿真部分的要求题目要求如下：输入：1mV、1.2Hz；电压增益：大于1000倍；通频带：0.15Hz—30Hz我们采用的multisim仿真，仿真阶段有三个部分，分别是：放大，滤波及整形。
放大是要将采集到的微小的脉搏信号放大成可读取的信号；滤波是为了滤去杂波；整形是为了将正弦信号转化为方波，方便计数1、放大部分对于放大，我们用的是最基础的放大器放大方法，由于电压增益大于1000，我们决定放大3000倍，采用三个LM324器件，进行10*10*30三级放大，具体参数见下图。
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。
数字脉搏计课程设计实验报告【设计任务与要求】1、要求用十进制数显示被测人体脉搏每分钟跳动的次数，测量范围30～160次/min；2、要求在短时间内（5s、15s）测出脉搏数/每分钟；3、测量范围要求在±4次/min以内；4、要求锁定每分钟脉搏数，将测量结果通过数码管出来，共分为显示计数过程，不显示技术过程两种方案；5、要求采用手动清零、自动清零（自启动）两种方式。
【课程方案原理框图】【课程方案】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，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，根据有源滤波原理将其滤除。
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定时器组成多谐振荡器，达到5s、15s的精确计时；6、通过计数、译码、显示读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。
数码管采用共阴数码管。
【单元电路设计与参数计算】1、信号发生与采集：通过陶瓷压电传感器对脉搏进行采样收集。
2、放大与滤波电路：将5mV的正弦信号放大为5V的正弦信号，即差模电压增益为1000。
图示为用LM324设计的同相放大器，其输出信号，Vi 为幅值为5mV 的输入信号。
则另：倍。
，即正弦信号放大了可得10001000,321,33≈=Ω==Ω=Vi VoAv K R R M RVi R R Vo )131(+=左图为二阶低通滤波器电压增益随频率变化曲线，在f=f o 之后随f 增加，增益急剧下降，从而达到低于f 频率通过的效果图示为二阶压控电压源低通滤波电路其实质是通带增益接近1的同相比例放大电路和滤波电路整合而成，通带增益A vP =451R R +≈1，截止频率为RCf π21=，令nF C C K R R 80021,176==Ω==，则f ≈200Hz 。
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。
Xx学院课程设计说明书课程名称: 数字电子技术课程设计题目: 电子脉搏计设计学生姓名：专业:班级:学号：指导教师：日期： 2009 年月日学院课程设计任务书一．设计题目：电子脉搏计设计二.主要内容及安排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。
(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。
(4)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。
三、安排进度６月12号:图书馆收集资料6月14号:互联网收集资料６月28号：资料的整理６月2０号：模拟电子电路初步完成6月21号:设计报告初步完成７月08号:论题答辩四、总评成绩指导教师学生签名电子脉搏计设计一、设计任务与要求为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
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电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
简述了在EDA平台上利用硬件描述语言VHDＬ结合CＰLD/FＰGA器件，设计了一种数显式脉搏测试仪。
通过测试和实际应用表明:其性能稳定、工作可靠、升级方便。
实现了对人体脉搏的电子测量,并且能通过外界扩音器实现听诊的功能。
文章给出了系统的功能特点，设计原理，硬件电路及软件设计等。
该系统利用脉冲干扰动平均值法滤波，在提高精度的同时也大大提高了系统的响应速度，该仪器成本低，可靠性高,操作方便。
电子脉搏计设计：由压电陶瓷片、三个2输入与或门CＤ40７0组成四倍频器、５55集成定时器、十进制集成块７４１６0N三片、七段数码管(ＤCH-HＥX）组成。
，74160N与它配套使用可直接驱动显示。
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。
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。
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。
数字电子技术课程设计报告题目:电子脉搏计设计班级:姓名:指导老师:组号: 2目录第一章设计设计任务及要求 (1)第二章方案设计与论证 (1)2.1方案一 (1)2.2方案二 (2)2.3总结方案 (2)2.4设计原理及方框图 (3)第三章各单元电路电路设计与分析 (3)3.1四倍频电路 (3)3.2脉搏计数电路 (4)3.3计时控制电路 (5)3.4时钟信号产生电路 (6)3.5译码显示电路 (7)第四章总体电路原理图及元件清单 (7)第五章电路仿真及仿真结果分析 (9)第六章作品照片图 (10)第七章心得体会 (11)第八章参考文献 (12)第九章附页 (13)电子脉搏计一、设计设计任务及要求用中小规模集成块模拟世贤电子脉搏计逻辑控制电路的具体要求如下：（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）正常人的脉搏数为60~80次/min,婴儿的为90~100次/min，老人为100~150次/min,可通过与上述正常脉搏数比较，给出测脉搏人的脉搏数高出或低出正常范围的数值。
二、方案设计与论证方案一1.传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2.放大整形电路把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大。
3.四倍频器将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。
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。
4.控制电路用555定时器以保证在基准时间控制下，使4倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。
5.计数、译码、显示电路用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出。
6.电源电路按电路要求提供符合要求的直流电源。
上述测量过程中，由于对脉冲进行了4倍频，计数时间也相应地缩短了4倍(15s)，而数码管显示的数字却是lmin的脉搏跳动次数。
用这种方案测量的误差为±4次／min，测量时间越短，误差也就越大。
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。
总结方案：综合上述方案，具体方案模块介绍如下：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。
5.清零信号主要是为下一次计数做准备。
当需要再一次测量时，只需按下清零信号键，使数据归零。
就可以重新计数。
6.电源主要是为各个模块提供电能，使其正常工作，本设计采用5V直流供电，电源直接从数电实验箱上获得。
设计原理及方框图脉搏计是用来测量心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，它的基本功能应该是：（1）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。
（2）在短时间内（15s）内测出每分钟的脉搏数。
简单脉搏计的框架如图7.11.所示。
脉搏模拟电路脉搏四倍频电路与门脉搏计数电路时钟信号产生电路电源电路使能信号锁存电路控制电路计时电路清零电路数码管显示电路图7.11.1 简单脉搏计的功能框图这里可用连续的时钟信号来模拟脉搏，以一个时钟信号模拟一次脉搏的输入，通过四倍频电路，可以实现15s内检测出1min的脉搏数。
三、各单元电路设计与分析1.四倍频电路在此电路中，输入脉冲由A点输入，由时钟CLK上升沿打入D触发器1，D触发器1输出信号B，B信号在下一个时钟的上升被打入下一级D触发器2，D触发器2输出信号C，再将B、C信号异或，即可得到脉冲宽度为一个时钟周期的倍频信号。
四倍频电路的逻辑电路图如图7.11。
2所示。
其工作原理为：当a点为低电平稳定时，b点为0。
a=b,c=0。
当a由低变高时，第一个异或输出为高。
给电容充电，b点电压逐渐升高，当电压达到异或门的阈值电压2V 时，c点为低。
高电平时间由R1，C1的值共同确定。
当a点由高到低时，b点电压不变，且电容开始放电，此时，a=!b, c点电位为高，直到电容放电致电压小于2V，c点跳变为低。
整个过程组成一个二倍频电路，两个二倍频电路构成一个四倍频电路。
输入与输出波形如图3－2所示。
输入脉搏信号用250HZ的矩形波，T=4ms。
前级二倍频电路的高电平应为2ms。
经计算得：TW=0.7RC=0.7×6K×0.47uF=1.974ms。
为使上升沿分布均匀，二级倍频电路的高电平应小于1/2TW。
且如果电容过大，则波形可能出现丢步现象。
故我们只需要分布均匀的上升沿即可。
所以：TW2=0.7RC=0.7×0.23K×0.47uF=0.075ms图7.11.2四倍频逻辑电路图2.脉搏计数电路脉搏计数电路主要用到两个十进制计数器74LS160，该元件功能为： ENT、ENP为芯片的使能端，当ENT、ENP接高电平时芯片处于工作状态，接低电平时处于休眠状态。
我们将这两端接高电平，使它一直工作。
CLR为清零端，CLR=0，QA～QD输出为0，CLR=1，芯片正常工作。
LOAD为同步置数端，低电平有效，当LOAD为低，且有下降沿来时，A、B、C、D四个数就并行置入，从QA、QB、QC、QD输出。
RCO为进位端。
即由9变为0时，该端出现一个高电平。
脉搏计数电路主要用到计数器74LS161.在两个芯片级联时，分同步级联与异步级联。
同步级联的方法不仅电路简单，而且功耗较低，因为十位数据显示端只在进位信号来的时候工作，其余时间不工作，而异步级联十位数据显示一直工作，经电流表测量，同步级联电流为0.888uA，异步级联电流为0.972uA，故采用同步级联的方法。
将个位数据计数器的进位端与十位数据的使能端连接起来，把两个芯片的LOAD与CLR都接高电平，两个CLK端连接起来模拟的脉冲信号输出端XFG1每来一个上升沿，数码管显示的数字就会加1。
其电路连接如图7.11.3所示。
图7.11.3 脉搏计数电路图3.计时控制电路计时控制电路如图7.11.4所示，74LS161是一个十六进制的计数器。
ENT、ENP 和A接高电平，使芯片工作，A、B、C、D接低电平，即当LOAD为低电平时，74LS161置1。
芯片的CLR接R3与开关，组成清零电路。
当开关闭合时，CLR=1，芯片正常计数。
当开关打开时，CL,R=0芯片清零。
RCO为进位信号短，当计数到15时，QA~QD输出高电平，下一个时钟来时，QA~QD输出为0、0、0、0.RCO来一个上升沿经过一个非门引到LOAD端，即进位时钟给LOAD一个低电平，使其置数。
这样计数器从1计到15然后返回1.这样组成了一个十五进制计数器。
RCO端输出为一个十五分频波形。
4个发光二极管指示计数器所记数值。
即1Q输出15s的高点平，然后输出15s的低电平。
即控制计数器工作15s，然后停15s。
进位信号端RCO每15秒产生一个上升沿，该上升沿给JK触发器，JK触发器的JK接1，则每来一个上升沿，1Q和～1Q翻转一次。
即1Q输出15s的高电平，然后输出15秒的低电平，时序如图3-7所示。
即控制计数器工作15秒，然后停15秒。
LED为控制状态指示灯。
LED亮表示计数器不工作。
LED不亮则脉搏计工作。
也就是说LED 是一个报警器，我们也可以用一个蜂鸣器代替。
而LED1-4，是为了表示74LS161输出端QA、QB、QC、QD的高低电平。
图 7.11.5 计时控制电路3.时钟信号产生电路时钟信号在电子脉搏计中的作用是产生一个基准时钟，并控制脉搏计数器的工作，作为参考时钟。
该电路是用NE555P做的一个多谐振荡器。
为了得到占空比为50%的矩形波，R1=R2=10k，当电容充电时，充电回路是VCC-R1-C-GND，电容放电时，放电回路是C-R2-GND。
振荡周期由R1，R2，C共同决定。
Vcc在接通电源后，电容C被充电，vc上升，当vc上升到大于2/3Vcc时，触发器被复位，放电管T导通，此时v0为低电平，电容C通过和R2、T放电，使Vc下降。
当vc下降到小于1/3Vcc时，触发器被置位，v0翻转为高电平。
电容C放电结束。
电容C 放电时间，充电时间及频率公式为：C R R tpL tpH f C R C R R VccVcc Vcc Vcc C R R tpH C R C R VccVcc C R tpL )21(43.1127.02ln )21(3/23/1ln )21(27.02ln 23/103/20ln2+≈+=≈+=--+=≈=--= 产生波形的周期：（理想状态下）T=0.7（R1+R2） =0.7×（6.8+6.8）×0.1 =1.008ms F=1/T=1KHZ电路图如图7.11.5所示。
图7.11.5 多谐振荡逻辑电路图4.译码显示电路本设计中采用74LS48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74LS直接按并行进位方式连接的百进制计数器。
555集成定时器与Cf、C、R1、R2构成的定时电路，其输出端（3脚）接非门后与R1、R2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）， C1经R1、R2充电，定时开始。
与此同时，R1、R2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。
C1、R1组成清零电路，用来保证在电源接通瞬间，R1、R2自动复位清零。
七段数码管与74LS48的连接方式如图7.11.6：图7.11.6 译码显示电路四、总体电路原理图及元件清单图7.11.7 总电路原理图由图可以看出:此电子脉搏计是由振荡器，四倍频电路，脉搏计数电路，时钟控制电路，译码显示电路构成。
它的工作原理是:先由振荡器产生一个高频脉冲信号来模拟脉搏跳动，再由四倍频电路进行放大，在经过时钟控制电路进行控制，后送入脉搏计数电路进行计数，最后通过译码显示电路，在数码管中显示出来。
