基于multisim仿真的電子脈搏測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)（仿真圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明）

一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

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

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

3． 測(cè)量誤差小于±4次/min。

二、方案設(shè)計(jì)與論證

脈搏測(cè)試儀是用來(lái)測(cè)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(lái)測(cè)量頻率較低的小信號(hào)。通過(guò)對(duì)信號(hào)的放大，顯示，對(duì)身體脈搏進(jìn)行模擬測(cè)試。電子脈搏計(jì)分成以下6部分：

1 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器——將脈搏跳動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為與此相對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)，通過(guò)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(hào)的頻率提高。如將15s內(nèi)傳感器所獲得的信號(hào)頻率4倍頻，即可得到對(duì)應(yīng)一分鐘的脈沖數(shù)，從而縮短測(cè)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(hào)送到計(jì)數(shù)、顯示電路中。

5 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路——用來(lái)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(lái)。

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(shuō)明

擬脈搏信號(hào)從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出，經(jīng)過(guò)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(mén)的延時(shí)分頻。采用4070BD異或門(mén)芯片，通過(guò)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(mén)的延遲時(shí)間對(duì)第二個(gè)異或門(mén)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(kāi)定時(shí)器的開(kāi)關(guān)之后，定時(shí)的過(guò)程實(shí)際上就是電容不斷充電的過(guò)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(kāi)始，555定時(shí)器out端口為高電平，74160N開(kāi)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(hào)發(fā)生代替脈搏跳動(dòng)信號(hào)測(cè)出15 s的每分鐘脈搏數(shù)。

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