数显式脉搏测试仪课程设计与制作
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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。
摘要脉搏是一项重要生理参数。
目前,测试脉搏的设备已从传统的数字电路向以微控制器为核心的方向发展。
本文的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。
本题目主要设计一个由传感器、计数器、译码器和时基信号发生器等部分组成的数字脉搏测试电路。
能测量人在一分钟内的脉搏数,并以数字显示,能判断心率不齐且进行告警显示。
整个系统耗电低,体积小,具有便携性与精确性。
关键词:脉搏;计数器;译码器AbstractPulse is an important physiological parameter.At present, the test pulse equipment from the traditional digital circuit to the microcontroller as the core direction.The focus of this paper is that required to achieve a simple and accurate measurement.This topic mainly consists of sensor, counter, decoder and a time base signal generator and other components of the digital pulse testing circuit.Can be measured in one minute with the pulse number, and a digital display, can judge the heart rate and alarm display.The whole system of low power consumption, small volume, portable and precise.Key words: pulse; counter; decoder;目录摘要 (1)第一章引言 (4)第二章设计方案 (6)一设计要求及技术指标 (6)二原理方框图 (6)第三章单元电路的设计 (8)一信号检测放大与整形电路 (8)芯片CD4011 (8)二计数,译码,显示电路 (9)CD4511 (9)CD4553 (带扫描输出的三位十进制计数器) (10)三计时电路 (14)CD4060 (14)第四章总原理图及原理综述 (15)总体调试 (16)设计心得与体会 (17)参考文献: (19)致谢 (20)第一章引言在传统中医学的诊断中,“望、闻、问、切”是最基本的四个方面。
课程设计数显式脉搏测试仪设计班级学号学生姓名指导教师课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目数显式脉搏测试仪设计课程设计的内容及要求:一、设计说明与技术指标设计一个数显式脉搏测试电路,技术指标如下:①测试时间为1分钟。
②实时显示脉搏数,1分钟时停止,并提醒。
③利用脉冲或者正弦波模拟脉搏传感器输出。
④要求用数码管显示时间。
二、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)。
三、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,用multisim软件仿真。
2.进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1. 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社2. 孙梅生,李美莺,徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京:高等教育出版社3. 梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉:华中理工大学出版社4. 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:高等教育出版社,2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表:指导教师签字:年月日一、概述随着人们生活水平的提高,心脏疾病的发病率呈上升趋势,已成为威胁人类身体健康的杀手之一,因为心脏病的发作具有突发性和随机性,所以为患者进行实时的测量监控已成为必然的趋势。
随着电子科技的不断发展,生命科学和信息科学的结合越来越紧密,许多研究人员都投身于人类的健康事业中。
心率:用来描述心动周期的专业术语,是指心脏每分钟跳动次数,已第一声为准,心电信号是一种非常弱且频率较低的一种信号,一般幅值在0.05 到 5 毫伏之间,频率在0.05 到100HZ 之间,脉搏波:人体心室周期的收缩和舒张,导致主动脉的收缩和舒张,是血流压力---波的形式从主动脉根部开始沿着动脉系统传播,这种波称为脉搏波。
脉搏波所呈现的形态强度,速率和节律等方面的综合信息,反应出许多生理的血流特征,而心率的测量是一种评价人生理状况很好的方法。
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。
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 。
****大学电子课程设计———数显式脉搏测试仪学院:专业、班级:姓名:学号:指导老师:2014年12月电子实习目录一实习设计目得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3二设计引言以及设计概述…………………………………………………………31引言2概述3目得4意义5要求6内容7要解决得主要问题三设计方案得论证(理论依据与多种方案得分析比较) (4)四设计画出总得原理框图,简述工作原理 (7)五设计各单元模块,阐述工作原理 (8)(参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程)1 传感器…………………………………………………………………………82放大与整形……………………………………………………………………93 倍频电路………………………………………………………………………14 定时电路 (1)05 计数译码显示…………………………………………………………………12六调试各单元模块(调试原理与调试方法) (15)1放大电路测试 (1)52倍频电路测试 (16)3、定时电路测试…………………………………………………………………174、电路整体性能测试 (18)七绘制总原理图,详细阐述工作原理 (18)八心得体会…………………………………………………………………………22九参考文献 (22)一、实习设计目得实习就是对学生运用所学专业理论知识与实践操作技能得一次检验,使学生得到一次全面、系统得实践训练,以巩固所学得理论知识,加强实际操作、独立工作与解决实际问题得能力.同时,培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律得良好作风,通过设计实习可达到以下目得:(1)加深对所学理论知识得理解,更熟练掌握基本理论,且将理论与实际相结合。
数字脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字脉搏测试仪的工作原理,掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能够描述脉搏的基本概念,了解正常脉搏的数值范围。
3. 学生掌握通过数字脉搏测试仪进行简单健康监测的数据分析方法。
技能目标:1. 学生能够正确使用数字脉搏测试仪进行脉搏测量,并准确记录数据。
2. 学生通过实践操作,培养动手能力,提高观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生通过小组合作,提高沟通协调能力和团队合作精神。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学探究的兴趣,增强学习生物、物理等学科的热情。
2. 学生关注自身健康,养成良好的生活习惯,提高健康意识。
3. 学生在小组合作中,学会尊重他人,培养关爱他人的情感。
课程性质:本课程为跨学科综合实践课程,结合生物、物理等学科知识,以数字脉搏测试仪为载体,开展实践活动。
学生特点:学生为八年级学生,具备一定的科学知识基础,好奇心强,喜欢动手实践,但需引导培养团队合作意识。
教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生个体差异,激发学生学习兴趣,培养动手能力和解决问题的能力。
通过课程目标分解,使学生在实践中达成具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识:- 脉搏的基本概念与测量方法;- 数字脉搏测试仪的原理与结构;- 正常脉搏数值范围与健康分析。
教学大纲:对应教材《生物》第八章《人体生理》第二节“心血管系统的组成与功能”,《物理》第十二章“电子技术基础”相关内容。
2. 实践操作:- 数字脉搏测试仪的使用方法与操作步骤;- 实际操作中如何正确测量脉搏;- 数据记录与分析方法。
教学大纲:实践操作部分与教材《生物》实践活动“探索人体生理奥秘”相关内容相结合。
3. 应用拓展:- 脉搏监测在生活中的应用;- 健康生活与疾病预防;- 小组合作探讨数字脉搏测试仪的改进与创新。
教学大纲:结合教材《综合实践活动》中关于科技创新与应用的相关内容。
脉搏计数显示课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解脉搏的基本概念,掌握脉搏计数的重要性。
2. 学生能掌握测量脉搏的正确方法和步骤,了解正常脉搏的范围。
3. 学生能了解脉搏计数与人体健康的关系,认识到科学监测身体变化的重要性。
技能目标:1. 学生能够熟练运用手表或手指测量自己的脉搏,并进行准确计数。
2. 学生能够通过记录和分析脉搏数据,提高观察、分析和解决问题的能力。
3. 学生能够运用所学的知识,对生活中遇到的脉搏相关问题进行初步判断和解决。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到脉搏计数在生活中的实际应用,增强对科学探究的兴趣。
2. 学生通过小组合作完成脉搏计数任务,培养团队协作和分享成果的精神。
3. 学生能够关注自身和他人健康,养成定期监测脉搏的良好习惯,树立健康生活的观念。
课程性质:本课程为自然科学类课程,结合学生生活实际,注重实践操作和观察分析。
学生特点:四年级学生具备一定的观察、思考和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇心,善于合作与分享。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实践操作和观察分析,培养学生自主学习、合作探究的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估中落实。
二、教学内容1. 脉搏基本概念:介绍脉搏的定义、产生原理及其在血液循环中的作用。
教材章节:《人体生理学》第四章第三节2. 脉搏计数方法:讲解测量脉搏的手表法、手指法,并说明其优缺点。
教材章节:《健康与保健》第三章第二节3. 正常脉搏范围:阐述不同年龄段正常脉搏范围,以及影响脉搏变化的因素。
教材章节:《健康与保健》第三章第三节4. 测量脉搏实践操作:分组进行实践操作,教师指导并纠正错误。
教材章节:《健康与保健》第三章第四节5. 脉搏数据分析:指导学生如何记录、分析脉搏数据,了解自身健康状况。
教材章节:《数据处理》第二章第一节6. 脉搏与健康:讲解脉搏计数与人体健康的关系,引导学生关注健康生活。
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。
****年夜学之欧侯瑞魂创作电子课程设计———数显式脉搏测试仪学院:专业、班级:姓名:学号:指导老师:2014年12月电子实习目录一实习设计目的....................................................... .. (3)二设计引言以及设计概述 (3)1引言 2概述 3目的 4意义 5要求 6内容 7要解决的主要问题三设计方案的论证(理论依据和多种方案的分析比力) (4)四设计画出总的原理框图, 简述工作原理 (7)五设计各单位模块, 论述工作原理 (8)(参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程)1 传感器 (8)2 放年夜与整形 (9)3 倍频电路 (1)4 按时电路 (1)5 计数译码显示 (12)六调试各单位模块(调试原理和调试方法) (15)1放年夜电路测试 (15)2倍频电路测试 (16) (17)4.电路整体性能测试 (18)七绘制总原理图, 详细论述工作原理 (18)八心得体会 (22)九参考文献 (22)一、实习设计目的实习是对学生运用所学专业理论知识和实践把持技能的一次检验, 使学生获得一次全面、系统的实践训练, 以巩固所学的理论知识, 加强实际把持、自力工作和解决实际问题的能力.同时, 培养严谨求实、团结协作、享乐耐劳、遵守纪律的良好作风, 通过设计实习可到达以下目的:(1)加深对所学理论知识的理解, 更熟练掌握基本理论, 且将理论与实际相结合.(2)学会基本的设计方法, 能灵活运用所学理论知识进行设计, 为今后的结业设计打下良好的基础.(3)对所设计的电路进行实际电路验证, 学会基本的调试电路的方法,二设计引言以及设计概述(1)引言人体脉搏计的设计是基于传感器, 放年夜电路, 显示电路等基础电路的基础上, 实现对人体脉搏的精确丈量.其设计初志是适用于各年龄阶段的人群, 方便快捷的丈量脉搏次数, 并用十进制数显示出来.具体的各部份电路接下来将介绍.随着时代的发展, 人类进入了信息化电子时代, 传感器技术作为现代技术的主要内容将有较年夜的发展.信息技术包括技术、通信技术和传感器技术.现代人类社会已经进入信息时代, 因而信息技术对社会发展, 科学进步将起到决定性作用.现代信息技术的基础是信息收集、信息传输与信息处置, 他们就是传感器技术、通信技术和计算机技术.传统的脉搏丈量用手工丈量, 通常将指尖轻压动脉向较坚实的面, 以使脉搏的感觉传到指尖, 如果将动脉压上软的组织, 则脉动波会被吸收或抵消, 使指尖不容易触觉脉动;指尖压在动脉上的力量要适中, 用力太重将阻断血流, 反而无脉搏发生.这种手工方法虽然简单易行, 但容易发生误差, 特别是临床住院病人惯例的监测上, 这种手工测脉搏的方法不单影响工作效率, 而且不能连续监测, 无法实时观察.我们设计的数字脉搏计是一种自动丈量人体脉搏的仪器, 能直观地显示人体每分钟脉搏数, 可连续、静态监量, 价格廉价, 适于普及推广.本此课设设计了一款基于压电传感器的电子脉搏计, 实现在30s内丈量人的脉搏跳动次数, 而且将脉搏次数显示出来.该传感器可与电子电路相结合, 将脉搏信号转化为模拟电信号, 并利用滤波技术等信号处置方法准确的丈量人体微弱的脉搏信号, 而且可以进一步实现显示记录功能.(2)概述随着人们生活水平的提高, 心脏疾病的发病率呈上升趋势, 已成为威胁人类身体健康的杀手之一, 因为心脏病的发作具有突发性和随机性, 所以为患者进行实时的丈量监控已成为肯定的趋势.随着电子科技的不竭发展, 生命科学和信息科学的结合越来越紧密, 许多研究人员都投身于人类的健康事业中.心率:用来描述心动周期的专业术语, 是指心脏每分钟跳动次数, 已第一声为准, 心电信号是一种非常弱且频率较低的一种信号, 一般幅值在0.05到5毫伏之间, 频率在0.05到100HZ之间, 脉搏波:人体心室周期的收缩和舒张, 招致主动脉的收缩和舒张, 是血流压力---波的形式从主动脉根部开始沿着动脉系统传布, 这种波称为脉搏波.脉搏波所呈现的形态强度, 速率和节律等方面的综合信息, 反应出许多生理的血流特征, 而心率的丈量是一种评价人生理状况很好的方法.心率和脉搏在身体正常的时候是相等的.在房颤等心脏疾病的时候可呈现不等.因此心率丈量问题可以转化为脉搏的丈量, 而脉搏的丈量更容易实现特点.在实际应用中获得广泛应用.脉搏计在实际应用中非常广泛, 他是用来丈量一个人的心脏跳动次数的电子仪器, 也是心电图的主要组成部份, 用来丈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.通过使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求设计满足要求的各种电路图, 解决生活中的实际问题, 将所学的知识应用于实践.(3)实习目的加深对所学理论知识的理解, 更熟练掌握基本理论, 且将理论与实际相结合.学会基本的设计方法, 能灵活运用所学理论知识进行设计, 为今后的结业设计打下良好的基础.对所设计的电路进行实际电路验证, 学会基本的调试电路的方法和熟悉焊接技术.熟悉脉搏计电路的组成, 工作原理和设计方法.掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等工作的原理和使用方法等的特点、用途以及主要参数的计算方法.熟悉集成电路芯片74LS00、74LS160、晶闸管、有源滤波等电路的特点以及主要参数的选择方法.(4)意义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.培养学生的立异能力.(5)要求最终的电路要能够实现在15s内丈量人体1min的脉搏振动的次数, 而且将振动的次数通过显示器显示出来.一般来说, 正凡人的脉搏振动的次数为60~80次/min, 婴儿为90~100次/min, 老人为100~150次/min.(6)内容人体脉搏计的设计是基于传感器、放年夜电路、显示电路等基础电路的基础上实现对人体脉搏的精确丈量.其设计初志是适用于各年龄阶段的人群, 方便快捷的丈量脉搏次数, 并用十进制数显示出来.(7)要解决的主要问题主要解决传感器、放年夜与整形、倍频电路、按时电路、计数译码显示这五个单位模块的设计和连接, 最终实现要求设计的功能.三设计方案的论证(理论依据, 多种方案的分析比力)方案一:(1)传感器是将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号.(2)放年夜整形电路把传感器的微弱电流, 微弱电压放年夜, 整形出去杂散信号.(3)倍频器是将整形后所获得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, 即可获得对应一分钟的脉冲数, 从而缩短丈量时间.(4)控制电路用555保证基准时间控制, 4倍频后的脉冲信号送计数、显示电路中.(5)计数、译码、显示电路用来读出脉搏数, 以十进制数的形式由数码管显示出来.上述丈量过程中, 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1min的脉搏跳动次数.用这种方案丈量的误差为±4次/min, 丈量时间越短, 误差也就越年夜.电路原理框图如图1所示:图1 方案一脉搏计原理框图此方案采纳脉搏传感器, 74LS160计数器集成运放放年夜电路, 555构成的单稳态触发器, D触发器组成的4倍频电路等电路.脉搏传感器作用将脉搏信号转换为响应的电脉搏冲信号.放年夜电路多种多样, 本次试验采纳比力简单, 廉价的运放电路.由一个运放器和三个电阻就组成了.放年夜倍数可调.倍频电路对脉搏进行调频, 如将15S内传感器所获得信号频率4倍频即可获得对应一分钟的脉冲数, 从而缩短丈量时间.555按时器是为了实验在规按时间内完成.本设计采纳简单的74LS160作为计数器, 因为它是十进制计数器, 无需改装, 直接使用.因为脉搏丈量器所需的上百位的数字.因此将三片74LS160直接进行进位方式连接, 即得千进制计数器.结合以上各部份电路内容及设计要求分析, 以控制电路为枢纽, 将经传感器、放年夜整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制, 使其能够准确的显示脉搏数.根据此框图, 各部份电路有如下几种设计方案:放年夜电路可以在同相放年夜器和反相放年夜器之间选择, 二者几乎没有区别, 在此选择使用反相比力器, 整形电路可以用555构成的施密特触发器或者由运放组成的迟滞电压比力器, 考虑到运放的使用较555简双方便, 选择用运放构成迟滞比力器, 倍频电路的形式很多, 可以用锁相倍频器或者异或门倍频器等, 由于锁相倍频器电路比力复杂, 本钱比力高, 所以这里采纳了能满足设计要求的D触发器组成的4倍频电路.基准时间发生电路的设计方案也较多, 可以选择石英晶体振荡电路、555按时器构成的单稳态触发器, 因为石英晶体振荡电路还需要接入4060集成芯片, 使用比555复杂, 所以选择555发生基准时间, 计数译码显示电路的计数器设计有较多方案, 可以选择160、161、279等芯片均可以设置为10进制来满足要求, 在此选择使用普遍, 较熟悉的160作为计数器电路.方案二丈量脉搏跳动固定次数(比如5次, 10次)所需的时间, 然后转换为每分钟的脉搏数.电路原理图如图2所示.自动停止对脉搏的计数以获得准确的脉搏数.下次工作时通过按钮来清零, 重新显示脉搏数.其工作原理简介:电路连接好以后, 通过红外光照射人的手指的血脉流动情况, 将脉搏信号转换成电平信号, 由三极管接受之后经过放年夜电路将信号放年夜10倍, 流入整形电路成为规则的矩形波, 再由倍频电路对此信号进行二倍变频.与此同时, 基准时间电路由单稳态555发生一个周期为15秒的信号. 整个电路的核心部份控制电路的工作, 按下开关, 输出为低电平, 对计数器和D触发器进行清零, 输出高电平.计数器的脉冲信号由锁存器输出信号、时间基准电路的输出信号、倍频电路信号通过三输入与非门发生. 由三输入与非门的输出信号作为计数器的时钟信号, 驱动计数器计数.计数器是由16进制的74LS160的10进制计数器, 三个计数器从左至右分别为百位、十位、个位.十位的计数受各位的影响, 只有当个位计数到9后十位的使能端信号才有效.十位开始计数, 百位的计数原理同十位.74LS160计数器集成运放放年夜电路, 555构成的单稳态触发器, D触发器组成的4倍频电路等电路.脉搏传感器作用将脉搏信号转换为响应的电脉搏冲信号.放年夜电路多种多样, 本次试验采纳比力简单, 廉价的运放电路.由一个运放器和三个电阻就组成了.放年夜倍数可调.倍频电路对脉搏进行调频, 如将15S内传感器所获得信号频率4倍频即可获得对应一分钟的脉冲数, 从而缩短丈量时间.555按时器是为了实验在规按时间内完成.本设计采纳简单的74LS160作为计数器, 因为它是十进制计数器, 无需改装, 直接使用.因为脉搏丈量器所需的上百位的数字.因此将三片74LS160直接进行进位方式连接, 即得千进制计数器.结合以上各部份电路内容及设计要求分析, 以控制电路为枢纽, 将经传感器、放年夜整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制, 使其能够准确的显示脉搏数.(1)传感器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份, 其性能的好坏直接影响到后置电路的处置和结果的显示.目前典范的脉搏传感器有以下三种:光电类、压阻类和压电类.传感器采纳了红外光电转换器, 作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况, 评脉搏跳动转换为电信号.传感器信号调节, 该部份结构简单R1和R2的值分别选取510Ω和10KΩ, 电源采纳5V供电, 红外线发光管采纳TLN104接收三极管采纳TLP104.本次设计中是利用函数信号发生器, 使用正弦波模拟人体脉搏跳动.其原理电路如图3:图3 红外光电传感器(2)放年夜与整形由于传感器输出电阻比力高, 本次课程设计中的放年夜电路采纳了同相放年夜器, 如图所示, 运放采纳了OP07, 电源电压采纳正负5V, 放年夜电路放年夜倍数为20倍左右.整形电路在这里采纳了最为简单的与非门电路.电路如图4所示.图4 放年夜与整形电路NE5532AI的功能介绍:1、等效输入噪声电压5纳伏/Hz的典范值在1kHz2、单位增益带宽, 典范值为10MHz3、高直流电压增益, 典范值为100V/mV4、峰峰值输出电压摆幅为32V典范的电压CC+=+18V和R L=600Ω5、高转换率, 典范值为9V/us6、宽电源电压范围, +3V到+20VNE5532AI管脚接线图(3)倍频电路该电路的作用是对放年夜整形后的脉搏信号进行4倍频, 以便在15s内测出1min内的人体脉搏跳动次数, 从而缩短丈量时间, 以提高诊断效率.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力复杂, 本钱比力高, 所以这里采纳了能满足设计要求的D触发器组成的4倍频电路.电路如图5所示.图5 倍频电路(4)按时电路555按时器是为了试验在15s内完成任务, 使单稳态的时间长度为15s.所以按时时间为15s.本试验采纳555单稳态按时电路.工作原理年夜概如下:开关翻开, RST、VCC、1端都为高电平, 此时比力器1、2都输出高电平, 输出端输出为低电平. 触发时:开关翻开, RST、VCC、1端都为高电平, 此时比力器1、2都输出高电平, 输出端输出为低电平. 触发时:触发信号加在触发端, 比力器2输出低电平, 锁存器置1, 输出端输出高电平.电源通过电阻R6向电容C2充电, 暂稳态开始.经过一个小的延迟时间, 触发信号消失, 触发端为高电平. 暂稳态结束时:随着电容的充电, 那时间到达15s的时候, 电容两端电压为2/3VCC,THR和THI为1/3VCC, 此时输出酿成低电平.时间常数有t=1.1RC可以求得.取C5=10nF, C2=4.7uF, R6=MΩ.图6 按时电路图7 555内部原理图和逻辑图(5)计数译码显示这部份电路主要要完成对方波脉冲计数, 将计数结果译码显示出来的功能.对这部份电路, 有很多方案都可以实现这个功能, 而且电路都很相似, 对计数器, 选择曾在这个学期做过的电子技术实验中屡次用到的十进制计数器74LS160.电路如图8所示.图8 计数与显示芯片使用说明:74LS160逻辑功能测试74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器, 具有异步清零和同步预置数的功能.使用74LS160通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器.其引脚图见图9.先对74LS160的基本功能进行测试, 并将计数器的工作状态填入表9中.①异步清零:当DR =0时, Q 0=Q 1=Q 2=Q 3=0.②同步预置:当LD =0时, 在时钟脉冲CP 上升沿作用下, Q=D 0, Q 1=D 1, Q 2=D 2, Q 3=D 3.③锁存:当使能端0EP ET =时, 计数器禁止计数, 为锁存状态.④计数:当使能端EP =ET =1时, 为计数状态. 表9 74LS160的逻辑功能表时钟CP 异步清除DR 同步置数LDEP ET 工 作 状 态 × 0 × × × 清零 ↑ 1 0 × × 预置数 × 1 1 0 1 坚持× 1 1 × 0 坚持(但C=0)↑111 1送数五、性能的测试本次课程设计中是利用函数信号发生器, 使用正弦波模拟人体脉搏跳动.如图10所示.图10 函数信号发生器1.放年夜电路测试在本次课程设计中, 由于传感器电阻年夜, 所以需要放年夜电路, 放年夜电路的电路图为图11所示, 波形图如图12所示 图9 74LS160引脚图图11 放年夜电路图 12 放年夜前与放年夜后的波形比较(A通道为信号源波形,B通道为放年夜后波形)(2)倍频电路测试四倍频电路:原理图如图13所示, 其工作原理为:当a点为低电平稳按时, 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, 当电压到达异或门的阈值电压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点跳酿成低.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14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:T W×7K×=1.96ms.为使上升沿分布均匀, 二级倍频电路的高电平应小于1/2T W.且如果电容过年夜, 则波形可能呈现丢步现象.故我们只需要分布均匀的上升沿即可.所以:T W2×1K×.图13 倍频电路图144倍频波形(A通道为频率放年夜4倍后波形, B通道为信号源波形)(3)按时电路测试本次课题中, 要求用15秒测出1min的人体脉搏, 所以用555按时器使输出端在15秒以内为高电平, 15秒之后为低电平.电路如图15所示, 波形如图16所示.图15 555按时器部份电路图16 555按时输出波形(4)电路整体性能测试在本次课程设计中当加入一个1Hz, 10V的信号源时, 在15秒时脉搏计上的示数为60, 在题目要求的误差范围内图17 加入1hz信号源时15秒所测出的脉搏数其他丈量值如表一所示六、结论本次课程设计基本实现了课题的要求, 将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号, 放年夜整形后进行四倍频, 并在15s(基准时间)内对此信号计数, 便获得了1min脉搏数.七、性价比555集成芯片, 74LS160, NE5532AI, 7400,74LS86以及数码管都是在市场上的销售价格都比力廉价, 可以买到, 而且经常使用的芯片, 在一定条件上可以取代市场上销售昂贵的脉搏计.此脉搏计, 制作简单, 方便, 本钱昂贵, 性价比良好.八、实训心得体会经过为期两周的数字电子技术综合课程设计实习, 我学到了很多工具, 这一课程设计使我们对课堂上所学的理论知识有了进一步的认识, 并增强了我对数字电子技术这门课程的兴趣, 我对实验要求有新的提高, 增强我对焊接的严谨性, 入手能力也有一定的提高, 对电路板布线也知道了一些注意事项.经过实训进一步加深对逻辑电路和一些经常使用IC如74LS160、7400、555等应用的熟悉和掌握.另外, 我也发现自己对数电知识和电子设计软件掌握得不够, 其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用Multisim10这个仿真软件, 因此我也进一步熟悉了此软件的使用, 同时使用电脑对绘图把持上有了进一步提高.我首先应选出一个比力该兴趣的课题, 然后根据设计题目的技术指标或电路所实现的功能, 对各单位模块进行设计, 在设计过程中遇到了一些问题, 使得我查找各种相关资料, 在增长知识的同时增强解决问题和入手的能力, 熬炼我做事细心、用心、耐心的能力.这一课程设计, 使我向更高的精神和知识条理迈向一年夜步.在以后的学习生活中, 我会努力学习, 培养自己自力思考的能力, 积极介入多种设计活动, 培养自己的综合能力, 从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会.最后将各单位模块进行总体设计并画出原理框图.最后我们用仿真软件对我们所设计的电路进行了仿真, 经过我们不竭地调试才到达我们实际的要求.通过这次实践, 使我对笼统的理论有了具体的认识.也使对我专业知识和专业基础知识做了一次实际检验和巩固, 这次课程设计使我理解了理论与实际相结合是很重要的, 只有理论知识是远远不够的, 只有把所学的理论知识与实践相结合起来, 从理论中得出结论, 才华真正为社会服务, 从而提高自己的实际入手能力和自力思考的能力.通过实训明白数字电路的装置, 焊接过程是一个考验人耐心的过程, 对电路的装置、焊接、分析.调试要一步一步的来, 不能急躁, 在测试问题时对电路原理的理解显得尤为重要,只有明白原理才华很好的排除故障,固然, 完成此次电路制作与老师的辛勤指导也是有很年夜关系的, 很感谢老师每天指导我们完成这次实训, 总之这次的实训是一次很好的理论结合实际的熬炼, 从中受益匪浅.九、参考文献[1]夏路易基础.[M]北京:科学出书社, 2012年[2]毕满清主编.电力技术实验与课程设计.[M]北京:机械工业出书社, 2005年附录I 总电路图附录II 元器件清单。
数显式脉搏测试仪课程设计与制作专业:电子信息工程学号:200602004025 姓名:谢业辉一、课程设计的目的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二、设计要求及技术指标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(传感器输出电压一般为几个毫伏)。
要求:1、实现在30~60内秒测量1分钟的脉搏数,并且显示其数字。
正常人脉搏数为60~80次/min,小孩为90~100次/min,老人为100~150次/min.。
2、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。
3、测试误差不小于2次/min。
4、要求完成的任务: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、总体设计方案脉搏计的上述功能要求,可采用两个不同的方案来实现:1 把转换的为电信号的脉搏信号,在单位时间内进行记数,并用数字显示其记数值,从而直接得到每分钟的脉搏数。
2 测量脉搏跳动固定次数所需的时间,然后换算为每分钟的脉搏数。
这两种方案比较起来,第一种比较直观,所需要的电路结构更简单些;第二种方法的测量误差比较小,但实现起来电路要复杂些。
为了使脉搏计轻巧而便宜,通常采用第一种方案。
以下进行的设计就基于第一方案。
四、搏计组成方框图方框图中各部分的作用是:(1)传感器:将脉搏转换为相应的电脉冲信号;(2)放大电路:对微小电脉冲信号进行放大;(3)记时基产生电路:产生固定时间的控制信号,作为计数器的门控信号,使计数器只有在此期间才进行记数。
(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,并经显示译码器译码,再由数码管显示其数值。
(5)心率监测电路40110为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器,具有加减计数,计数器状态锁存,七段显示译码输出等功能。
图1555 无稳电路无稳电路有2 个暂稳态,它不需要外触发就能自动从一种暂稳态翻转到另一种暂稳态,它的输出是一串矩形脉冲,所以它又称为自激多谐振荡器或脉冲振荡器。
555 的无稳电路有多种,这里介绍常用的3 种。
(1 )直接反馈型555 无稳利用555 施密特触发器的回滞特性,在它的输入端接电容C ,再在输出V 0 与输入之间接一个反馈电阻R f ,就能组成直接反馈型多谐振荡器,见图7 ( a )。
用等效触发器替代555 电路后可画成图7 ( b )。
现在来看看它的振荡工作原理:图7在刚接通电源时,C 上电压为零,输出V 0 =1 。
通电后电源经内部电阻、V 0 端、R f 向C 充电,当 C 上电压升到>2 /3 V DD 时,触发器翻转V 0 =0 ,于是C 上电荷通过R f 和V 0 放电入地。
当C 上电压降到<1 /3 V DD 时,触发器又翻转成V 0 =1 。
电源又向C 充电,不断重复上述过程。
由于施密特触发器有 2 个不同的阀值电压,因此C 就在这 2 个阀值电压之间交替地充电和放电,输出得到的是一串连续的矩形脉冲,见图7 (c )。
脉冲频率约为f=0.722 /R f C 。
(2 )间接反馈型无稳另一路多谐振荡器是把反馈电阻接在放电端和电源上,如图8 ( a ),这样做使振荡电路和输出电路分开,可以使负载能力加大,频率更稳定。
这是目前使用最多的555 振荡电路。
这个电路在刚通电时,V 0 =1 ,DIS 端开路,C 的充电路径是:电源→R A →DIS→R B →C ,当C 上电压上升到>2 /3 V DD 时,V 0 =1 ,DIS 端接地,C 放电,C 放电的路径是:C→R B →DIS→ 地。
可以看到充电和放电时间常数不等,输出不是方波。
t 1 =0.693 (R A +B B )C 、t 2 =0.693R B C ,脉冲频率f=1.443 /(R A +2R )C(3 )555 方波振荡电路要想得到方波输出,可以用图9 的电路。
它是在图8 的电路基础上在R B 两端并联一个二极管VD 组成的。
当R A =R B 时,C 的充放电时间常数相等,输出就得到方波。
方波的频率为f=0.722 /R A C (R A =R B )在这个电路的基础上,在R A 和R B 回路内增加电位器以及采用串联或并联二极管的方法可以得到占空比可调的脉冲振荡电路。
555 脉冲振荡电路常被用作交流信号源,它的振荡频率范围大致在零点几赫到几兆赫之间。
因为电路简单可靠,所以使用极广。
只要按上述步骤细心分析核对,一定能很快地识别555 电路的类别和了解它的工作原理。
下面的问题就比较好办了,例如定时时间、振荡频率等都可以按给出的公式进行估算。
CD4011用门电路组成的多谐振荡器(包括由反相器、与非门和或非门)在各种电子电路中几乎都能见到,它们最主要的用途是用来作时钟脉冲发生器,用来驱动计数器或脉冲分配器,使电路的各组成部分能够按照所设定的工作程序有条不紊地工作。
用与非门和或非门组成的多谐振荡器如图所示。
CD4011是四-2输入与非门集成电路。
逻辑电路的输入端呈现高输入阻抗特性,门电路本身对于超过【阈值】的输入信号具有类似极大放大倍数的【限幅放大器】,输入端在【悬空】状态下很容易接收附近的电磁干扰,这个干扰被放大并造成输出端无规律地【翻转】。
CD4011管脚图及外形:六、硬件电路设计1数电路的选型及外围电路设计选用cd40110及对其介绍:CD40110能完成十进制的加法、减法、进位、借位等计数功能,并能直接驱动小型七段LED 数码管,其逻辑功能见表1,其引脚排列如图1(a)所示。
40110有2个计数时钟输入端CPU和CPD分别用作加计数时钟输入和减计数时钟输入。
由于电路内部有一个时钟信号预处理逻辑,因此当一个时钟输入端计数工作时,另一个时钟输入端可以是任意状态。
40110的进位输出CO和借位输出BO一般为高电平,当计数器从0~9时,BO输出负脉冲;从9~0时CO输出负脉冲。
在多片级联时,只需要将CO和BO分别接至下级40110的CPU和CPD端,就可组成多位计数器。
引出端符号:BO 借位输出端;CO 进位输出端;CPD 减计数器时钟输入端;CPU 加计数器时钟输入端;CR 清除端/;CT 计数允许端;/LE 锁存器预置端推荐工作条件:电源电压范围…………3V~18V ;输入电压范围…………0V~VDD工作温度范围:M类:-55℃~125℃;E类.-40℃~85℃极限值:电源电压.-0.5V~18V ;输入电压-0.5V~VDD+0.5V ;输入电流.±10mA;储存稳定-65℃~150℃R(5脚)为清零端,R=1时,计数器异步清零。
CP为时钟端,CPu(9脚)为加法计数时钟,CPD(7脚)为减法计数时钟。
Qco(10脚)加计数进位输出,QBO(11脚)减计数借位输出。
TB(4脚)为触发器使能端,TE=0时,计数器工作,TE=1时,计数器处于禁止状态,即不计数。
LE(6脚)为锁存控制端,LE=1,显示数据保持不变,但它的内部计数器仍正常工作。
a,b,c,d,e,f,g(1,15,14,13,12,3,2脚)为信号输出端,与七段显示器连接。
表1 CD4O110逻辑功能表2、LED八段数码显示管:数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管。
(实物参照图片)【数码管的分类】数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。
[数码管的驱动方式]数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。
①静态显示驱动:静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动,要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢:),实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。
②动态显示驱动:数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。
在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。
怎样测量数码管引脚,分共阴和共阳?找公共共阴和公共共阳首先,我们找个电源(3到5伏)和1个1K(几百的也欧的也行)的电阻,VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上,组合有很多,但总有一个LED 会发光的找到一个就够了,,然后用GND不动,VCC(串电阻)逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阴的了。
相反用VCC不动,GND逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阳的。
也可以直接用数字万用表,红表笔是电源的正极,黑表笔是电源的负极。
1)、内部结构:常见数码管的内部结构大体分为两类,一是共阴极,二是共阳极。
共阴就是将数码管内部SEL521,如图2a、b、c、d所示。
四例均为共阴极接法。
10脚的数码管管脚分为上下排列和左右排列两种,14脚为左右排列。