数电课程设计 电子脉搏计

一、概述随着时代的发展，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大的发展。

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采集、信息传输与信息处理，他们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。

传统的脉搏测量用手工测量，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，反而无脉搏产生。

这种手工方法虽然简单易行，但容易产生误差，特别是临床住院病人常规的监测上，这种手工测脉搏的方法不仅影响工作效率，并且不能连续监测，无法实时观察。

我们设计的数字脉搏计是一种自动测量人体脉搏的仪器，能直观地显示人体每分钟脉搏数，可连续、动态监量，价格便宜，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内测量人的脉搏跳动次数，并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理方法准确的测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。

二、方案论证设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。

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

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，微弱电压放大。

3倍频器将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。

如将30s内传感器所获得的信号频率2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2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来。

目录一已知参数和设计要求 (1)1.1 基本要求 (2)1.2 发挥部分 (2)1.3 课程设计工作计划 (2)1.4 学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课 (2)二设计方案 (2)2.1 设计原理： (2)2.2 系统原理框图： (3)2.3单元电路设计 (3)2.3.1放大电路 (3)2.3.2 滤波电路 (4)2.3.3整形电路 (4)2.3.4 LM234引脚图 (5)2.3.5数显电路 (6)2.3.6单片机和报警电路 (6)2.3.7单片机程序设计流程图： (7)2.4总电路图 (10)三心得体会 (11)四参考文献 (12)一、已知参数和设计要求设计一个脉搏跳动测量电路。

设计参数：脉搏跳动传感器为模拟信号:5--50mv,噪声信号小于20mv。

要求1、基本要求：（1）电压比较用施密特触发器；（2）显示每分钟跳动值；（3）循环显示，每隔10s刷新一次，显示前一分钟的心跳次数，显示最小位为1次。

（4）每分钟跳动小于60、大于130时进行声光报警；正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。

2、发挥部分：选定传感器；判断测量范围中的异常。

3、课程设计工作计划：第一周完成资料查询、总体方案设计及部分电路设计；第二周完成具体电路设计及设计报告4、学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课程设计报告。

二、设计方案1、设计原理：电路由传感器模拟信号、信号放大电路、滤波电路、整形电路、单片机电路、数码显示电路和报警电路等六部分组成。

传感器模拟信号经过信号放大电路进行放大，再由一个二阶压控有源低通滤波器滤掉信号中的噪声信号，然后信号经过有555定时器构成的施密特触发器对信号波形进行整形后输入到单片机中，单片机采用8051单片机，在单片机中对信号计数，然后输出到数显电路和报警电路。

数显电路显示每分钟跳动数，报警电路对于正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。

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。

题目：电子脉搏计设计一、设计任务与要求设计一个电子脉搏计，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。

二、方案设计与论证电子脉搏计是由脉搏计数器和控制时间的定时电路所组成，并且还要在15S 内测量出1min的脉搏数。

所以，我们先按要求，分开设计各个功能的电路图，然后再组合连接成一个完整的按要求的电子脉搏计。

方案一：图２－1 方案一整体框图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，再左移两位，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。

方案二：图２－２方案二整体框图在计数器与脉搏产生器之间串联一个四倍频电路。

这样我们在15秒内采集的脉冲个数就可以等效为一分钟的个数，另外再加一个计时控制电路，当计时为15秒时，让计数器停止计数，此时读出的数据就是一分钟的脉搏数。

如需重新记数，只要清零即可。

此种方法能够连续计数，且计数电路结构简单。

故选用第二种方案。

方案二，框图介绍：以下几个模块是构成电子脉搏计的主要功能模块，为使人们更了解该方案的原理，现将各个模块介绍如下。

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。

电子课程设计——电子脉搏记学院太原科技大学华科学院专业班级电082203H姓名王玉荣学号 ************指导老师康琳2010年12月课程设计要求务 (1)总体框图 (1)元器件清单………………………………………………各功能模块及其原理……………………………………总体设计电路……………………………………………总结………………………………………………………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：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1．图２－1方案一整体框图方案一：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。

图２－２方案二整体框图方案二：在计数器与脉搏产生器之间串联一个四倍频电路。

这样我们在15秒内采集的脉冲个数就可以等效为一分钟的个数，另外再加一个计时控制电路，当计时为15秒时，让计数器停止计数，此时读出的数据就是一分钟的脉搏数。

如需重新记数，只要清零即可。

此种方法能够连续计数，且计数电路结构简单。

故选用第二种方案。

2．框图介绍：以下几个模块是构成电子脉搏计的主要功能模块，为使人们更了解该方案的原理，现将各个模块介绍如下。

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。

电子脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解电子脉搏测试仪的基本工作原理和功能；2. 掌握电子脉搏测试仪的操作方法和使用步骤；3. 学习如何解读电子脉搏测试仪的数据，并了解其与人体生理活动的关联。

技能目标：1. 能够正确使用电子脉搏测试仪进行测量，并准确记录数据；2. 培养学生动手操作、观察和思考的能力，通过实际操作，提高解决问题的技巧；3. 学会分析电子脉搏测试仪数据，并能进行简单的数据处理和分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对现代医疗设备的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养共同解决问题的能力；3. 引导学生关注健康，认识到科技对人类生活的积极影响。

课程性质：本课程属于科学实践课，以实践操作和数据分析为主。

学生特点：学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实践，培养其独立思考和解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，确保每个学生都能达到课程目标。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，提高其综合素养。

二、教学内容1. 电子脉搏测试仪的基本原理：讲解电子脉搏测试仪的工作原理，包括传感器、信号处理、数据输出等部分。

相关教材章节：第三章“传感器及其应用”2. 电子脉搏测试仪的操作使用：详细介绍电子脉搏测试仪的操作步骤、注意事项及维护保养。

相关教材章节：第四章“医疗器械的使用与维护”3. 数据解读与分析：教授如何解读电子脉搏测试仪的数据，分析数据与人体生理活动的关联。

相关教材章节：第五章“数据采集与分析”4. 实践操作：分组进行电子脉搏测试仪的实践操作，让学生亲身体验，提高动手能力。

相关教材章节：第六章“实践操作与技能培养”5. 数据处理与分析：引导学生运用所学知识对测试数据进行处理和分析，提高问题解决能力。

相关教材章节：第七章“数据处理与分析方法”教学内容安排与进度：第一课时：电子脉搏测试仪的基本原理第二课时：电子脉搏测试仪的操作使用第三课时：数据解读与分析第四课时：实践操作（分组进行）第五课时：数据处理与分析及总结在教学过程中，教师需关注学生的掌握情况，适时调整教学进度，确保教学内容科学、系统、全面。