数字式正脉搏计设计与制作

格式：doc
大小：401.44 KB
文档页数：14

下载文档原格式

/ 14

脉搏测试仪的设计制作与测试

脉搏测试仪的设计制作与测试（朱开明.电子技术实训指导.清华大学出版社.2005.11 p169～171）1．设计要求检测人体脉搏，并用数字显示。

可用于医用或运动中检查每分钟脉搏跳动次数。

2．设计分析①脉搏探测器，将脉搏跳动信号转换为电信号。

②对检测的脉搏跳动信号进行放大和整形。

③对脉搏信号进行计数和显示。

框图如图1所示。

图1 脉搏测试仪框图3．电路设计①为了使用方便，选用压电陶瓷片作脉搏探测器。

压电陶瓷也是一种人工合成的压电材料。

当受到外界压力时，两面会产生电荷，电荷量与压力成正比，这种现象称为压电效应。

选用直径约为20～30mm的圆片形压电陶瓷片，如HTD-27。

②脉冲整形放大电路，主要是用来放大由压电片转换而来的电信号，并将其整形为脉冲信号。

电路直接用CC4011实现。

③为使设计电路简单，这里选用CC4553作计数器，外形和引脚如图2所示。

CC4553是三位BCD码计数器，Q3、Q2、Q1、Q0为BCD码输出端，在内部分时电路控制下，三位BCD码分时从Q3、Q2、Q1、Q0端输出。

当百位BCD码输出时，＝0；当十位BCD码输出时，=0；个位输出时，=0。

所以常用、、作显示器控制端，分别实现三位数字显示。

DIS端为门脉冲控制端，这里用60s延时门脉冲输人，检测一分钟的心跳次数。

MR为清零端，MR＝1时清零。

图2 CC4553引脚图选用CC4511作译码显示CC4511集七段锁存／译码／驱动为一体。

配合CC4553使整个电路所用元件少。

60s门脉冲电路可用前面介绍过的秒脉冲发生器，计数60s得到门脉冲。

这里为使电路简单，将振荡频率降低，振荡器振荡周期约为T＝60/ (2.2RC213）=0.00333s。

f≈1/T=300Hz，C选0. 33μF，R约为l0kΩ，由CC4060计数分频电路直接得到计数60s关闭脉冲。

为使、、的输出驱动显示器，用三个输出信号推动晶体管，再驱动数码显示器。

晶体管可选用能驱数码管七段发光电流即可，这里选用9015，I CM＝100mA，P CM＝450mW。

脉搏计的设计毕业设计

四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计（论文）题目: 脉搏计的设计专业: 通信技术班级: 通技06-2学号:姓名:指导教师:四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书备注：任务书由指导教师填写，一式二份。

其中学生一份，指导教师一份。

目录摘要 (1)第1章绪论 (2)目的与意义 (2)思想与方式 (2)第２章方案设计 (3)方案比较与论证 (3)方案选择 (5)第３章单元电路设计 (6)放大与整形电路 (6)传感器 (6)放大电路 (6)有源滤波电路 (7)整形电路 (7)电平转换电路 (7)倍频电路 (8)基准时刻产生电路 (8)秒脉冲发生器 (9)十五分频和二分频器 (9)基准时刻产生电路 (9)计数、译码、显示电路 (10)操纵电路 (13)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录总电路原理图 (17)摘要本设计要紧由传感器、计数器、译码器和时基信号发生器等部份组成的数字脉搏。

要求能测量人在一分钟内的脉搏数，并以数字显示，测量的脉搏数范围40~200次／分钟，适用于各个年龄及性别的人，能判定心率不齐且进行告警显示。

关键词数字脉搏测试；时基信号；发生器计数器；译码器第1章绪论目的与意义从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和医治的依据，从来都受到中外医学界的重视。

几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手腕。

脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速度(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在专门大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特点，因此对脉搏波搜集和处置具有很高的医学价值和应用前景。

但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必需通过放大和后级滤波以知足搜集的要求。

思想与方式目前的指端脉搏检测系统都是采纳模拟技术来完成滤波，放整型等处置，再通过模数转换和进一步处置。

这种方式不仅增加了硬件的复杂程度，增大了功耗和体积，更要紧的是增加了系统不靠得住和不稳固因素。

基于单片机的数字式脉搏计设计

1 概述本文主要介绍了数字式脉搏计的具体实现方法，利用红外对管间接检测出人体脉搏信号，此信号非常微弱，要经过放大滤波，再整形成规则的脉冲信号，送入单片机内进行相应的控制，并在显示器上显示出测量的脉搏数据。

通过此脉搏计可以方便快捷的观测到脉搏信号，从而对人的身体情况进行分析。

本系统采用STC89C51单片机作为控制核心部分，LCD1602实时显示测量的信息[1]。

2 系统总体设计本文设计的基于单片机的数字式脉搏计系统，主要包括单片机最小系统、信号采集电路、信号放大电路、整形电路、显示电路。

其中选择STC89C51作为本设计的主控芯片，采用ST188光电对管对脉搏信号的采集再由LM358将信号进行放大后由74HC14将方波信号整形后通过单片机的计数器进行采集，单片机通过定时器和计数器的配合使用[2]，准确的计算出脉搏数后通过LCD1602进行实时显示脉搏测量信息。

当没有在测量时候系统检测到会自动的停止测量，在下次检测到脉搏信号后又自动打开。

3 系统硬件设计3.1 主控芯片STC89C51STC89C51是一款8位单片机处理芯片，兼容8051的指令代码和引脚结构，可以在线编程，即具有ISP 功能，该芯片内含Flash 只读程序存储器。

在本设计中采用直插式的DIP40的封装。

设计STC89C51的最小系统，包括电源电路、晶振电路、复位电路。

由于STC89C 系列单片机有较宽的工作电压,本设计单片机是5V 型号其可工作于3.4V ~6.0V，故采用USB 电源线连接手机充电器插头作为系统的供电装置。

晶振电路采用的是内时钟模式，即采用利用芯片内部的振荡电路[3]，在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容，这样就构成内部振荡器，能产生自激振荡。

复位电路采用上电自动复位和开关复位两种复位方式，以确保单片机的复位电路可靠。

3.2 信号采集电路设计本设计中对脉搏信号的获取主要由红外传感器完成采集，并转换成相应的电信号，但传感器所转换的电信号往往非常微弱，对非电量的微小变化体现在电信号的变化上，几乎毫伏级的数值关系，为了有效准确识别出非电类信号的变化，需要先对微弱信号进行放大，然后再进行运算处理。

数字脉搏计课程设计报告

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。

ARM数字式人体脉搏仪设计方案

封面作者：PanHongliang仅供个人学习嵌入式系统设计题目：基于ARM的数字式人体脉搏仪的设计专业：电气工程及其自动化学号：K030941441姓名：张雄2011年11月14日-数字式人体脉搏器测量系统总体方案设计1.1系统硬件电路设计方案数字式人体脉搏器是通过脉搏传感器采集脉搏信息输出电压信号,经信号放大电路对英进行放大。

然后，将放大后的脉搏信号通过A/D转换模块转换为单片机易于处理的脉冲信号。

通过对单片机进行编程来实现对脉搏波动频率的测量和计算，最终在显示电路中直观的显示出来。

硬件原理框图如图1.1所示：图1. 1数字式人体脉搏仪测疑系统駛件原理框图由图可知，本系统硬件部分主要由以下部分构成：脉搏传感器部分、信号放大电路部分、A/D 转换电路部分、单片机处理电路部分及显示电路部分。

其中各部分实现功能如下：（1）脉搏传感器部分。

选用合适的脉搏传感器，将脉搏信号转换成电信号输出。

脉搏传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度，因此其选型对整个设计具有决圧性的作用。

（2）信号放大电路部分。

脉搏传感器出来的电压信号较弱，一般在亳伏级，需要进行放大。

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。

（3）A/D转换电路部分。

单片机是数字信号处理工具，输入单片机的信号必须是离散的数字信号或者是脉冲信号，经A/D转化，便于单片机处理。

（4）单片机处理电路部分。

本设计作为一个简单脉搏测量仪，最后需给出脉搏波动频率，以单片机作为信息处理中心，通过对单片机进行编程，完成信号输入检测、信息分析处理及信息显示。

（5）显示电路部分。

单片机处理得到的脉搏波动频率信息，最后在显示电路中直观地显示出来。

所以，需要选用合适的显示设备及显示电路，来实现对脉搏波动频率信息的显示。

1. 1. 1脉搏传感器的选择传感器又称为换能器、变换器等。

脉搏传感器是脉搏检测系统中重要的组成部分，其基本功能是将切脉压力和挠动脉搏动压力这样一些物理量（非电量）转换成为便于测量的电量。

数字脉搏测试仪的设计

A．多谐振荡器的工作原理。
当T1、T2和T3均处于放大状态时，电路存在着很强的正反馈。例如，当T3管电流iC3稍有增加时，会引起电阻R2上的压降增大，则T2管基极电位uB2提高，从而使T1管射极电位uE1下降，经C6耦合到T3的基极，使uB3下降，进而iC3更加增大，这个正反馈过程很快使T3管进入饱和状态。T3饱和后，管压降uCE3很低（只有0.3V左右），它直接加在T2的发射极上，于是使T1和T2都将成为截止状态。
Keywords：pulse；sensor；alarm
目录
前言
脉诊是中医传统诊断中最主要的一个诊断方法，已有近千年的历史，它是一种无创伤的检测方法，简便易行。但是，传统的诊断方法属于主观诊断，其结果容易受到生理、心理等变化的影响，使临床处理的有效性降低。如果采用电子测量技术就能够精确测量，还可以借助现代化的工具进行更高效、合理的判断和分析。随着集成电路的发展，脉搏测量计必然向微型化、大众化、智能化发展。脉搏测试系统可以从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号,脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
4)、时基信号产生电路的设计。
5)、心律监测电路的设计。
6)、译码与显示电路的设计。
7)、计数电路的设计。
8)、声光报警电路的设计。
2．电路设计分项说明
2.1电源电路的设计
要使电路能够正常进行工作，就需要有直流电源提供电能。目前常用的稳压电源主要有串联型稳压电源和开关型稳压电源。串联型稳压电源电路结构简单，稳压性能好，制作比较容易，所以是目前应用最为广泛的稳压电源。开关型稳压电源的显著特点是电路中的稳压调整管工作在开关状态（饱和或截止），当晶体管饱和导通时，虽有较大电流流过，但管压降很小；而当晶体管截止时，管压降较大，但流过的电流接近于零。所以调整管的功耗很小，电路的效率可大大提高（可达80%以上）。另外，开关型稳压电源还具有稳压范围宽（-50%～+20%），可以省去电源变压器（高压开关型稳压电源）等优点。本设计使用串联型开关稳压电源为电路供电。

数字脉搏计设计课程设计报告

课程设计报告课题名称：数字脉搏计学院：电气与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化班级： 07级电气1班作者姓名：李振生学号： 3007203186 完成时间： 2010年1月5日一、设计任务及要求（1）设计一个数字脉搏计，要求用十进制数字显示被测人体脉搏每分钟跳动次数，测量范围30~160次/min。

（2）短时间内（5~15s）测出每分钟的脉搏跳动次数，误差为±4次/min。

（3）锁定每分钟的脉搏数，可以有两种方式，一种为显示计数过程，最后锁定；还有一种是不显示计数过程，直接显示结果。

（4）能够清零，两种方法，一种是手动清零，还有一种是自动清零。

（5）所有部分电路均要有仿真结果，仿真中用5p-p的正弦波来模拟人的脉搏信号，实际接线时直接用信号发生器发出的5V的方波脉冲作为测试信号，故放大整形滤波电路部分只作仿真即可。

（6）对于放大部分电路，要求差模放大倍数至少1000倍，输入电阻要求大于107欧，通频带为0.05Hz~200Hz，测试时还要测出输入输出电压的波形（即整形前后的电压波形）。

二、各单元电路设计方案比较及参数确定（1）总方案原理框图（2）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。

方案一：采用运算放大器lm324构成的反相放大电路电路图如图2-2-1所示，在理想条件下有V o=－R2/R1*Vi 。

运放的闭环电压增益为Avf=－R2/R1，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。

电路如图2-1所示，输入信号由反相端输入，实际电路中拟采用三级放大，总电路图如下图所示：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。

脉搏计设计

课程设计任务书
一、设计题目
脉搏计的设计
二、设计任务
实现在15秒内测量1分钟的脉搏数，并且显示其数字。
测量范围符合事实情况正常人脉搏数为60～80次/分钟，婴儿为90～100次/分钟，老人为100～150次/分钟。
三、设计计划
电子技术课程设计共1周。
第1天：选题，查资料；
第2天：方案分析比较，确定设计方案；
第3天：电路原理设计；第4 Nhomakorabea：修改设计；
第5天：编写整理设计说明书。
四、设计要求
1.画出整体电路图。
2.分析实验结果，写出设计说明书。
指导教师：
教研室主任：
时间：年月日
课程设计名称：电子技术课程设计
题目：脉搏计的设计
专业：
班级：
姓名：
学号：

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。

【精品】数字脉搏计的设计毕业论文

沈阳航空航天大学课程设计（说明书）数字脉搏计的设计沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子技术综合课程设计院（系）自动化学院专业自动化专业课程设计题目数字脉搏计的设计课程设计时间: 2012 年12 月24 日至2013 年01 月06 日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个数字脉搏计。

二、技术指标1、测量一分钟的脉搏数。

2、测量的脉搏数范围40-200次min。

3、用数码管显示脉搏数。

4、脉搏数的正常范围60-100，超出这个范围发出报警信号。

5、设计本电路所用的直流电源。

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. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。

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。

五、推荐参考资料1．沙占友、李学芝著. 中外数字万用表电路原理与维修技术[M]. 北京：人民邮电出版社，1993年2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2006年3．戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践[M] . 北京：国防工业出版社，2002年4．谭博学主编. 集成电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2003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沈阳航空航天大学课程设计（说明书）可预置定时报警电路的设计学生姓名刘晓瑜指导教师葛雯沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子技术综合课程设计院（系）自动化学院专业自动化专业课程设计题目可预置定时报警电路的设计课程设计时间: 2012 年12 月24 日至2013 年01 月06 日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个可预置定时显示报警的系统。

二、技术指标1、可预置时间，设置的时间范围为0-99秒。

2、具有时间显示功能。

3、定时时间到了，显示器显示为00，同时进行报警。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

《数字电子技术》课程设计报告课题：数字式正脉搏计设计与制作班级电气3091 学号 3092110132学生姓名朱彤专业电气工程及其自动化系别电子与电气工程学院指导教师电子技术课程设计指导小组淮阴工学院电子与电气工程学院2011年12月1、设计目的：a) 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b) 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c) 进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d) 培养学生的创新能力。

2、设计要求：1主要单元电路和元器件参数计算、选择；2画出总体电路图；3安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。

焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。

4调试电路5电路性能指标测试要求：实现在15S内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。

正常人脉搏数为60~80次/min,婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。

3、总体设计：4、3·1数字脉搏测试仪原理方框图上图即为数字式脉搏计的总体设计框图。

该数字式脉搏计由以下几部分组成：1）脉冲产生电路 2）放大整形电路 3）计数电路4）定时电路 5）译码显示电路3·2电路组成及工作原理数字式脉搏计设计的思路是：先由压电陶瓷片YD将拾取的脉搏跳动信号转换成电信号，经LM324放大整形后，送到由CD4553和CD4511组成的计数显示电路。

CD4553内部输入端设置了脉冲整形电路，所以对脉冲无甚特殊要求。

它只有一组BCD 码输出，但通过内部分时控制可形成三位十进制数字显示。

CD4511是译码器，其输出驱动三位LED共阴数码管。

BG1、BG2、BG3分别由CD4553的15、1、2脚控制实现三位数码管的分时显示。

CD4060组成计数闸门设定电路，R5、R6、C6与其内部电路组成振荡器，振荡器信号经内部213次分频后，由2脚输出延时 60 秒的正脉冲加到CD4553的11脚关闭闸门。

使用时，用手表带或松紧带将压电陶瓷片压在手腕的挠动脉处，注意一定要压紧。

在合上开关 K1 后即按一下复位开关 K2，使CD4060和CD4553清零，这时计数闸门打开，脉搏信号由CD4553进行计数。

1分钟后，CD4060输出一高电平，使计数闸门关闭。

这时数码管显示的数字即为每分钟的脉搏数。

3.3各框图的功能和可选电路及特点1）脉冲产生电路：2）放大整形电路：可选LM3243）计数电路：可选CD4553 4）定时电路：可选CD40605）译码显示电路：可选CD4511驱动共阴极数码管。

3·4电路制作所需的工具工具名称工具数量电烙铁1万用表1剪刀1松香 1镊子13·5元器件列表元件名称元件数量三位数码管 1 1M 电阻 1 510K 电阻 1 1.6K 电阻 2 100K 电阻 2 10K 电阻 4 470电阻 7 100u 电容 1 0.1u 电容 2 4700p 电容 1 10p 电容 1 集成块LM324 1 集成块CD4511 2 集成块CD4533 2 集成块CD40601 压电片 1 1M 电位器2 20K 电位器 2 16针插座3 14针插座 2 按钮 1 三极管9012 3 通用板 1 焊锡丝若干导线若干四、单元电路设计：4.1采样输入单元电路设计输入单元借助压电陶瓷将脉搏信号转换为电信号，通过电容C1耦合输入到集成运放LM324组成的同相放大器进行放大，23(1)o i V R v v R =+，放大倍数约为10倍。

放大后的信号输入到后面的积分电路进行整形。

当有信号输入时，电容器以近似恒流方式进行充电，输出电压o v 与时间t 成近似线性关系，io v v t RC≈。

当t ＞RC 时，o v 增大，直到o om v V =，即运放进入饱和状态，o v 保持不变，而停止积分。

此时的o v可以近似看成是一个方波，能够符合计数器的触发要求。

单元电路如下图所示。

YD321411U4:1LM324567U4:2LM324C1100μFC20.1μF C3 0.1μFR1 910KR31.6KR41.6KR2100KR59.1KRV310KRV415KVcc图1 输入采样单元电路4.1.1 LM324集成运算放大器特性LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图4所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

其特点如下：1）具有宽的单电源或双电源工作电压范围；单电源3V~30V，双电源±1.5V~±15V ；2）内含相位校正回路, 外围元件少；3）消耗电流小:Icc=0.6mA (典型值, RL=∞) ；4）输入失调电压低:±2mV (典型值) ；5）电压输出范围宽：0V ~ Vcc—1.5V ；6）共模输入电压范围宽：0V ~ Vcc—1.5V。

图2 运算放大器4.1.2 LM324集成运算放大器引脚说明1脚 OUTPUT1 6脚 INPUT2- 11脚 GND2脚 INPUT1- 7脚 OUTPUT2 12脚 INPUT4+3脚 INPUT1+ 8脚 OUTPUT3 13脚 INPUT4-4脚 V+ 9脚 INPUT3- 14脚 OUTPUT4 OUTPUT 5脚 INPUT2+ 10脚 INPUT3+14脚是运算放大器的输出端，也是这个芯片的输出；INPUT-是运算放大器的反向输入端，输出端输出的信号总与这个引脚的输入信号极性相反。

INPUT+是运算放大器的正向输入端，信号的输入与输出同向。

（LM324的引脚排列见图2）4.2计数器单元电路设计本电路计数器部分采用一片CD4553作为计数核心。

CD4553是具有选通脉冲输出控制的3位十进制计数器。

脉冲信号由CK 端输入，当计数锁定端LE 和显示允许段DIS 为低电平时，对脉冲信号进行计数。

计数结果为三位BCD 码，由Q0--Q3输出。

而三个输出选择端1DS 、2DS 、3DS 为低电平有效，通过3扫描输出的方法分别控制三个数码管。

当时基控制电路到达计时时间后，向DIS 端输出高电平，使计数器停止计数，并锁存，显示当前计数值。

MR 端用于清零，按下复位按钮后计数器清零，准备工作。

单元电路如下所示。

C L K12L E 10D I S11M R 13C 1A4C 1B3Q 09Q 17Q 26Q 35O V F14D S 12D S 21D S 315U24553R610K Q19012Q29012Q39012R710K R810KVd d VssC410P接译码显示电路脉冲信号接数码管图3 计数器单元电路4.2.1 三位BCD 计数器CD4553特性CD4553由三个BCD 计数器级联而成，因而可以用个位、十位、百位进行计数，计数值从0—999。

由于它的计数输出端只有一个，而要完成三个计数器的输出，故采用3扫描输出的方法，逐个输出3个计数器的计数值，扫描频率由3、4脚的分时扫描振荡器外接电容的容量确定。

由于扫描频率较高故不影响计数输出的准确性。

与3个计数器输出相对应，还有3个相应的计数器输出选择端1DS 、2DS 、3DS ，低电平有效。

如当第一个计数器输出时，1DS 为低电平，2DS 、3DS 均为高电平；当第二个计数器输出时，2DS 为低电平，其余为高电平；第三个计数器输出时，3DS 为低电平。

这样可以通过1DS 、2DS 、3DS 与数码管配合，实现分时显示。

4.2.1 三位BCD 计数器CD4553真值表CD4553真值表输入输出 MR CLK DIS LE 0 0 0 不变 0 0 0 计数 0 1 不变 0 1 0 计数 0 1 0 不变 0 0 不变 0锁定 0 1 锁定 1清零由真值表可以看出，当复位端MR 为高电平时，计数器清零。

当LE 为高电平时，计数值被锁定，无法继续计数。

当显示允许端DIS 为低电平时，时钟脉冲CLK 下降沿计数；当时钟端CLK为高电平时，显示允许端输入上升沿脉冲计数；其余情况计数值不变。

当3个BCD 计数器计数值均为9时，进位端OVF 送出高电平脉冲。

4.2.1 三位BCD 计数器CD4553引脚说明如右图所示，芯片 CD4553 的功能：1脚：数据选择输出端； 9脚：BCD 码输出端； 2脚：数据选择输出端； 10脚：锁存控制器； 3脚：外接电容管脚1； 11脚：时钟输入控制端； 4脚：外接电容管脚2； 12脚：时钟输入端； 5脚：BCD 码输出端； 13脚：复位端； 6脚：BCD 码输出端； 14脚：数据溢出端； 7脚：BCD 码输出端； 15脚：数据选择输出端； 8脚：接地； 16脚：电源。

图4 CD4553引脚排列4.3基准时间产生单元电路设计时基电路用来产生一个方波定时脉冲，用来控制计数器CD4553的计数允许端INH,以便使计数器在定时脉冲宽度固定的时间内对脉搏电脉冲计数，固定时间为1min 或30s 。

为得到精确的定时信号，采用振荡，分频的方法，在设计中选用CD4060 14级二进制串行计数/分频器来完成这种功能。

COUT 和COUT 端外接定时R 、C 元件构成振荡器。

调节RV1、RV2能使其震荡频率为273Hz ，↑↓⨯⨯⨯⨯↑↓⨯⨯⨯⨯⨯⨯↑那么其周期为1s 273。

如果从Q14输出，那么从定时开始到Q14输出高电平所需时间为141s 260s 273⨯=。

如果从Q13输出，那么从定时开始到Q13输出高电平所需时间为131s 230s 273⨯=。

一旦Q14或Q13为高电平，那么CD4553的INH 也为高电平，计数器停止计数。

计数值不变送译码器后由数码管显示出这个稳定的计数值，即为1分钟的脉搏次数。

这个值能稳定一段时间后继续计数，但这段时间足够记录数值了。

若要重新计数，则按下复位按钮，CD4060和CD4553同时清零。