便携式脉搏测试仪方案设计书报告.docVIP

五邑大学 电子系统设计报告 题 目：便携式脉搏 一、 题目的要求和意义 3 1、目的 3 2、意义 3 3、要求 3 二、方案论证 3 1、全部用模拟电路实现。 3 2、用数字电路实现。 3 3、用单片机实现。 3 三、设计 3 1、系统组成框图如下： 3 2、放大整形的总电路： 4 3、放大的单元电路： 4 1）、信号采集 4 2）、一级放大电路： 5 3）、二阶低通滤波： 6 4)、二级放大： 6 5)、后级放大： 7 4、整形电路： 8 5、单片机和液晶显示电路： 8 四、程序 9 五、噪声处理及注意事项 10 六、电路性能测试与结果分析 10 1、整个放大电路的传递函数为： 10 2、采集到的信号经过滤波放大后的波形图： 11 七、调试过程遇到的问题与解决的方法 11 八、课程设计体会 12 九、 参考文献 12 便携式脉搏 1）、通过对电子技术的综合运用，使和学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。 2）、初步掌握一般电子电路设计的方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。 3）、培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实验中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。 2、意义 通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息，为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号。 3、要求 1）、心率信号由传感器(例如光电传感器) 模块进行采集。 2）、采集后的信号经过放大和滤波（特别滤除50HZ信号的干扰），进行整形后，得到幅值在0~5v的脉冲信号。 3）、可选用单片机进行心率测定，在液晶上显示出被测者心率。 二、方案论证 1、全部用模拟电路实现。 对本次课程设计实现不了。 2、用数字电路实现。 用一个施密特触发器,一个定时器,再用计数器记数，然后用译码器译码，最后用数码管显示。中间还要用到与非门。这种方案可以实现，不过要用到大量的数字芯片，电路复杂，成本也很高。 3、用单片机实现。 一个红外接受二极管、一个红外发射二极管、一个LM324、一个555、一个单片机和一块液晶，再加上一些电阻、电容。这种方案电路简单成本也不是很高。 综合上述的方案论证，考虑的电路的复杂性和作品的成本，本次设计采用第三种方案。 三、设计 本次课程设计我们组有三个队员，我负责的是系统的设计、程序和整个系统的调试。 1、系统组成框图如下： 图 三-1 2、放大整形的总电路： 图 三-2 3、放大的单元电路： 1）、信号采集 图三-3-1 D1为红外发光二极管，D2为红外接收二极管。D1采用发射波长范围在700nm左右的红外线发光二极管,发光二极管的压降一般为1.5~2.0 V，其工作电流一般取10~20 mA为宜，所以选取R1=360欧姆。R2主要起分压限流作用，所以选取R2=100k欧姆。 2）、一级放大电路： 图 三-3-2 该级放大为反相比例放大。 放大倍数为：A1=……………………………………………..① A1==820K/75K=10.93； R6=R7//R8标称值取68K，C8为耦合电容大小为33uf。为了降低系统的噪声系数，R7不能太大，由于电阻在一定的温度下，内部的电子运动，当R7太大时，里面的电子产生一个脉冲电流，在经过后面的电路放大后会对输出有很大的干扰。为了提高系统的稳定度，LM324采用双电源供电。电压为正负5伏。 3）、二阶低通滤波： 图 三-3-3 为了提高系统的滤波的选择性，本次设计才用二阶压控电压源低通滤波。 截止频率为：f=……………………………………………..② f==7.07Hz 放大倍数为1，为了匹配和找元件的方便，R14、R15都取150K。该低通滤波电路保留了有用的脉搏低频信号，对50Hz工频等噪声进行了较大的衰减，能基本达到本次设计的要求。 4)、二级放大： 图 三-3-4 该级为一个同相比例放大器，放大倍数A2=+1…………………………③ A2==2～2.4 R7为平衡电阻，取150K。R11是可调电阻。 5)、后级放大： 图 三-3-5 该级为一个反相比例放大器，放大倍数A3=……………………④ A3==26.7～28 R14为平衡电阻，取68K。C9为