心率测试仪课程设计

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1、小强：心率测试仪引言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。22小强：心率测试仪目录引言1摘要31.总体设计

2、方案41.1课题分析41.2总体方案42.模拟仿真软件介绍53.电路单元设计与仿真验证63.1传感器单元63.2放大电路单元63.3滤波电路单元73.4整形电路单元93.5定时电路单元103.6计数电路113.7锁存、比较、显示单元133.8报警单元164.总体电路绘制及仿真174.1绘制的总体电路174.2电路工作原理174.3仿真结果174.4电子元件清单185.总结19附录20附录120附录221参考文献2222小强：心率测试仪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

3、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22小强：心率测试仪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。根据设计要求，我们了解到，测心率跳动的传感器输出信号为0.2V，干扰信号幅值为0.01V。且干扰信号的频率f≥1KHZ。因此

4、我们需要以下几个基本单元：1.放大电路将传感器输出信号放大2.低通滤波器将干扰信号滤除。3.定时电路。要测定一分钟内的心跳次数，必须要有准确的定时电路。为了便于实现，减少电路单元，本次设计我们设定时间隔60s。4.计数单元。计数单元是记录心跳次数所必需的。要求此计数单元具有清零重新计数的功能。5.显示单元。正确显示心率。为了便于读数，应选择十进制显示器。6.比较报警单元。根据设计要求，当心率N>150或者N<60时报警。因此要有比较单元，以便与参考心率对比。当心率不正常时，由报警器报警。1.2总体方案经过分析，方案如下：传感器输出的信号放大滤波后，经过整形电路得到方波。然后

5、接入计数器计数，一定时间后显示心率，并判断是否报警。本次设计的大致框图如图1所示。图1方案原理框图这些单元是设计心率测试仪所必需的。在一定的控制信号下，这些单元协调完成心率测量。22小强：心率测试仪2.模拟仿真软件介绍本次课程设计，为了保证顺利实现整体功能，要对所设计的各个单元进行实时模拟仿真，以检测是否达到预期要求。我们选择用Proteus软件。　Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，

6、真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus所自带的仿真功能（Prospice）具有以下特点：1.Prospice混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真。2.超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件。3.多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入。　4

7、..丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等。　　5.生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动。6.高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分