基于multisim仿真的電子脈搏測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)（仿真圖、設(shè)計(jì)說明）

一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1． 實(shí)現(xiàn)在15 s 內(nèi)測量1 min的脈搏數(shù)；

2． 用數(shù)碼管將測得的脈搏數(shù)用數(shù)字的形式顯示；

3． 測量誤差小于±4次/min。

二、方案設(shè)計(jì)與論證

脈搏測試儀是用來測量一個(gè)人心臟跳動(dòng)次數(shù)的電子儀器，也是心電圖的主要組成部分。它是用來測量頻率較低的小信號。通過對信號的放大，顯示，對身體脈搏進(jìn)行模擬測試。電子脈搏計(jì)分成以下6部分：

1 函數(shù)信號發(fā)生器——將脈搏跳動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為與此相對應(yīng)的電脈沖信號，通過正弦波模擬人體的脈搏跳動(dòng)。

2 放大整形電路——把傳感器的微弱電流，微弱電壓放大。

3 倍頻器——將整形后所得到的脈沖信號的頻率提高。如將15s內(nèi)傳感器所獲得的信號頻率4倍頻，即可得到對應(yīng)一分鐘的脈沖數(shù)，從而縮短測量時(shí)間。

4 控制電路——用555定時(shí)器以保證在基準(zhǔn)時(shí)間控制下，使4倍頻后的脈沖信號送到計(jì)數(shù)、顯示電路中。

5 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路——用來讀出脈搏數(shù)，并以十進(jìn)制數(shù)的形式由數(shù)碼管顯示出來。

6 電源電路——按電路要求提供符合要求的直流電源。

三、原理說明

擬脈搏信號從函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)出，經(jīng)過OP07運(yùn)放器運(yùn)放電路，放大10倍后，進(jìn)入一個(gè)延時(shí)電容、3個(gè)與或門的延時(shí)分頻。采用4070BD異或門芯片，通過UTHREEa和UTHREEb構(gòu)成二倍頻電路，UFOURa和UFOURb亦構(gòu)成二倍頻電路；兩個(gè)二倍頻串聯(lián)組成四倍頻電路。利用第一個(gè)異或門的延遲時(shí)間對第二個(gè)異或門產(chǎn)生作用，當(dāng)輸入由“0”變成“1”或由“1”變成“0”時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生脈沖輸出。，倍頻后的頻率直接送入到74160N解碼，解碼后就到達(dá)七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。

打開定時(shí)器的開關(guān)之后，定時(shí)的過程實(shí)際上就是電容不斷充電的過程。電容上的電壓從0到2/3Ｖｃｃ這段時(shí)間就是我們要定時(shí)的時(shí)間（15s）。開始，555定時(shí)器out端口為高電平，74160N開始工作,此后，電源經(jīng)外部電阻不斷向向 C 充電，當(dāng) C 上電壓升到＞ 2 /3 V DD 時(shí)，THR、TRI兩端為2/3Vcc，輸出V0 翻轉(zhuǎn)，變?yōu)?；74160N停止工作。故74160N工作的時(shí)間為：T=1.1RC=15s。

這樣就可以以電脈沖信號發(fā)生代替脈搏跳動(dòng)信號測出15 s的每分鐘脈搏數(shù)。

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