数字心律计电子课程设计报告.docVIP

信息科学与技术学院 课 程 设 计 课题题目: 数字心律计 指导老师：吴新春 指导单位：电子技术实验室 组 员：左济舟 刘舜碧 目录 1.摘要···························3 2.方案设计 2.1 方案论证与设计 2.2 系统原理框图 2.3 主要电路设计与参数计算 总体电路图 3.测试步骤···················5 4.测试数据及实验结果 5.结论 5.1 本方案特点及存在的问题 5.2 功能拓展方案 6.本作品使用说明 7.附录 摘要 安静状态下健康成人心率大约平均75次/分钟，正常成年人心率的波动范围为60-10/分钟A．基本要求： 实时数字显示心率值 在心率过快或者过慢时有报警信号显示 B．提高要求： 可显示心率 可显示平均心率 传感器获得电信号 放大 电压跟随器 滤波通滤波） 整形 得到几赫兹的方波信号，需用到运放，使用LM3 数电部分： ?分频得到基准时钟（） 波形变换 心率计算 告警计算：心跳过快(10)，过慢（60），正常（60~10） 译码显示(两位半，高位灭零)，指示灯显示 (数电部分 2.3 主要电路设计与参数计算 2.4 总体电路图 测试步骤 先确定实验方案，了解实验原理后就开始用Verilog HDL变成实现分频，计数，报警，平均值，译码的编程工作，生成相应模块，最后连接原理图，编程结束，锁定引脚，下载到EP2CT144，在实验箱上由PUSE时钟信号间断模拟一个信号进行输入，改变输入的脉冲频率，看数码管和LED灯的变化，结果正常显示，实现功能。 对模电部分实验，先是在multisim 9中连接原理图测试是否通过，在实际操作中，先用示波器调出大约2HZ频率正弦运动的点，然后一步一步连接电路实现放大，滤波，整形功能。制作PCB板，先用Altium Designer软件建立原理图，修改元件封装后，布局、布线，开始孔径，线宽都太小了，修改后进行热转印，之后就是腐蚀、钻孔，最后按照原理图焊元器件。这些做完后，就开始测试各项功能，先是用波形发生器输入脉搏模拟信号，测试基本功能可以实现，就是数码管显示和发光二极管的显示不同步，寻找原因发现碰接线柱示数明显变化，重新连接电源后，显示同步也正确。当用传感器，并对其输出信号放大、滤波、整形后输入，发现不能测脉搏信号，只有用手指敲打才会有示数，增大放大倍数效果还是不明显；并且在测试平均值功能时，按下控制开关示数随输入信号的变化而变化，检查发现开关接法错误，更正之后仍存在上面的问题。整个电路基本功能可以实现，提高部分的功能还存在一些问题。 测试数据及实验结果 结论 5.1 本方案特点及存在的问题 5.2 功能拓展方案 附录 4.总体方案介绍 4.1 模电部分 (放大电路：输入为0.23-0.32HZ，峰值为30mv的正弦波，用同向比例放大电路，放大一万倍左右，又电压跟随器的输入电阻很大，输出电阻很小，后面跟一个电压跟随器可以增大电路的带负载能力，增加电路的稳定性。 在输入端接1KΩ电阻，取R2=1KΩ，R3=100KΩ (分频电路：由于有工频50HZ的影响，二阶滤波效果比一阶滤波好得多，故选择二阶低通滤波器滤掉干扰信号。 由，取f=0.1uF,R=100KΩ，得截止频率f=15.9HZ，为防止自激震荡，取R6=R7=1KΩ (整形电路：输入电压加在运放的反向输入端，电阻R8，R9接反向输入端，Vcc为0V，输出端通过R10引回同向输入端，输出为0V或5V（实际为-0.7V,6.6V），门限宽度取为0.5V，那么R9+R8=11KΩ,R10约为100KΩ 电路分析及输出： ④分压电路：因为输出的电压约为6.6V，而输入EPM570芯片的电压不能超过3.3V,，在输出端还要接分压电阻，三个100KΩ的电阻串联接地，取其中1/3的电压到芯片里面。 4.2数电部分 大体思路：就是将模拟电路已经采集整形好后的脉冲信号作为外界输入，并测试一个脉冲周期内使用了多少时间。而测试时间时就需要一个标准周期的时钟信号来进行计数，然后再反过来计算出一分钟内有多少脉冲信号，并且实现译码在七段数码管上显示，同时超出或是低于设计的正常范围时实现报警，并且有过高过低的提示。 EP2C8T144自带晶振，其P17引脚频率为50MHZ，作为分频器的输入频率，经分频处理得到约为1KHZ的基准信号，并以此为基准计算两脉冲信号间的基准信号脉冲数，利用除法得到相应的心率值，报警显示有