数字电子技术课程设计汇本.doc

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1、数字电子技术课程设计报告指导老师：XXX班级：XXX学号：XXX：XXX理工大学本科课程设计任务书设计题目电子脉搏测试仪的设计设计要求1.通过基于红外线传感器的脉搏测试仪的实现，熟悉数字系统的一般设计、制作和调试方法，初步掌握大规模集成电路的应用方法和注意事项；2.掌握常用数字集成电路（555、计数器、译码器等）的应用；3.了解影响脉搏测试仪指标的基本因素。主要技术指标1.熟悉放大电路，经整形、滤波后得到方波信号；2.设计门控电路的暂稳态时间为30秒；3.设计译码、显示电路，记录被测心率。工作容1.用555芯片设计半分钟定时器，同时设计三位计数电路对方波信

2、号进行计数，并设计译码电路将BCD码翻译成数码管的七段码。2.设计驱动电路驱动三位数码管，显示半分钟心跳次数。3.装配硬件电路并进行硬件测试、记录结果。4.整理数据，撰写设计报告并上交。工作计划2019.1.8：介绍设计题目，工作原理，设计要求,下发课程设计任务书；2019.1.9：设计出电路原理图，选择合适的元器件并进行元器件测试；2019.1.10：根据所选元器件组装并焊接实际电路；2019.1.15：调试电路，排除故障，记录有关参数指标；2019.1.16：答辩，按要求整理数据，撰写设计报告。设计报告要求1.产品的技术指标、功能要求；2.电子脉搏测试

3、仪的原理（框图）；3.单元电路（门控、计数、译码）的工作原理，包括重要芯片的介绍等；4.电子脉搏测试仪的设计思路及原理图；调试的步骤和注意事项；5.测量数据记录（指导书P13）；6.设计过程问题总结与心得体会。指导教师签名年月日系主任签名：年月日1产品简介红外线心率计就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的，因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器，这是红外线心率计的设计关键所在。通过本产品的制作，可以使学生掌握常用模拟、数字集成电路（运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器

4、等）的应用。2红外线心率计工作原理2.1红外线心率计的原理框图整机电路由-10V电源变换电路、血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器电路、门控电路、译码驱动显示电路组成，如图1所示。译码、驱动、显示3位计数器放大、整形、滤波血液波动检测门控电路-10V+12V电源变换电路图1红外线心率计的原理框图2.2单元电路的工作原理⑴负电源变换电路为简化实验的步骤，实验中直接用+12V、和-10V的电源代替负电源变换电路。⑵血液波动检测电路实验中采用信号源发生器直接产生正弦波代替原来的血液波动检测电路。⑶放大、整形、滤波电路放大、整形、滤波电路是把传感起检测到

5、的微弱电信号进行放大、整形、滤波，最后输出反映心跳频率的方波，如图5所示。其中LM741为高精度单运放电路，它们的引脚功能如图3(b)所示。IC2、IC3、IC4都为LM741。图5　信号放大、整形电路因为传感器送来的信号幅度只有2～5毫伏，要放大到10V左右才能作为计数器的输入脉冲。因此放大倍数设计在4000倍左右。两级放大器都接成反相比例放大器的电路，经过两级放大、反相后的波形是跟输入波形同相、且放大了的波形。放大后的波形是一个交流信号。其中A1、A2的供电方式是正负电源供电，电源为+12V、-10V。A1、A2与周围元件组成二级放大电路，放大倍数Au

6、f为：由于放大后的波形是一个交流信号，而计数器需要的是单方向的直流脉冲信号。所以经过V3检波后变成单方向的直流脉冲信号，并把检波后的信号送到RC两阶滤波电路，滤波电路的作用是滤除放大后的干扰信号。R9、V4组成传感器工作指示电路，当传感器接收到心跳信号时，V4就会按心跳的强度而改变亮度，因此V4正常工作时是按心跳的频率闪烁。直流脉冲信号滤波后送入A3的同相输入端，反相输入端接一个固定的电平，A3是作为一个电压比较器来工作的，是单电源供电。当A3的3脚电压高于2脚电压的时候，6脚输出高电平；当A3的3脚电压低于2脚电压的时候，6脚输出低电平，所以A3输出一个

7、反应心跳频率的方波信号。⑷门控电路555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件，用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。555定时器部电路及其电路功能如图6(a)、(b)所示。555部电路由基本RS触发器FF、比较器COMP1、COMP2和场效应管V1组成（参见图6(a）)。当555部的COMP1反相输入端（-）的输入信号VR小于其同相输入端（+）的比较电压VCO（）时，COMP1输出高电位，置触发器FF为低电平，即Q=0；当COMP2同相输入端（+）的输入信号大

8、于其反相输入端（-）的比较电压VCO/2(1/3VDD)时，COM