脉搏测量仪的设计与制作.docVIP

2011年天津职业院校技能大赛 “电子技术应用设计”项目竞赛试题 题目: 脉搏测量仪的设计与制作 一、任务 按所提供的线路板、元件、仪器盒等材料完成脉搏测量仪的焊接、调试、安装，并编写程序完成脉搏测量仪的全部功能。 1．根据原理图和线路板图的电子稿完成线路板的焊接。 2．根据原理图，分析仪器的测量原理，调试焊接后的线路板。 3．完成CPU部分的程序设计，使其达到规定的功能要求。 4．编写设计文件、生产工艺文件、产品说明书。 二、功能要求与技术指标 1．原理说明 脉搏测量仪由CPU控制和脉搏检测两部分组成。CPU控制部分主要有数码管显示，LED指示，键盘输入等，脉搏检测部分主要有传感器检测和信号处理电路等。首先人的脉搏通过DS100A光电式脉搏传感器的检测得到脉搏跳动波形，再由信号处理电路的滤波、放大和比较电路得到幅值一定脉冲波形，接着由单片机的中断口去检测处理，计算得到人的脉搏每分钟跳动多少次，并在数码管上显示。 组委会提供传感器、空线路板、元件、仪器盒及电源适配器等硬件设备，参赛队需完成线路板的焊接与调试，整机的安装。 仪器外观如下图。 2．功能要求 当检测到脉搏跳动时，脉搏发光管跟随其跳动，三位数码管显示---，此时并未开始测量，当按下开始按键，仪器工作在测量状态，要求实现如下功能： ⑴ 一分钟测量： 开机数码管显示---界面，红色LED电源指示灯亮，脉搏指示灯不亮，当手指夹到传感器中，检测到脉搏信号时，脉搏指示灯跟随其跳动（注意：指夹式传感器夹稳手指几秒后波形才会稳定）。当按下开始按键后，仪器开始测量，数码管从000开始累加显示，到一分钟时停止显示，蜂鸣器响一声，此时显示的数值即是一分钟脉搏跳动次数。中间若脉搏小于40次/分钟或大于200次/分钟，即不在正常范围内时，停止计数，数码管回到000显示，再按下开始键才可重新测量。 ⑵ 快速测量： 设备默认为一分钟测量模式，按下模式按键，可切换到快速测量模式。此时当脉搏稳定后按下开始按键，数码管显示000。当脉搏的间隔时间，有连续3次相近时，即认为有效测量，此时计算得到脉搏每分钟跳动次数，显示在数码管上，蜂鸣器响一声。 3．人机交互要求 ⑴ 要求LED发光二极管根据要求进行常亮或闪烁显示。 ⑵ 要求前面板数码管显示清晰，稳定；根据功能要求显示不同的数值。 ⑶ 要求按键去抖，避免按键错误判断。 4．功能的分步实现： 脉搏测量仪电路包括传感检测电路和单片机处理两个部分，参赛队在设计和制作时可以分开实现各部分。 ⑴ 可先调试键盘显示部分，实现部分软件功能； ⑵ 可先用信号源来代替脉搏信号，接到单片机检测端口，进行编程，完成主要软件功能； ⑶ 当脉搏信号调试到稳定输出时，配合写好的程序调试，进一步编程； ⑷ 最后进行装盒，粘面贴，完成实物。 三、技术文件要求 1．设计文件 包括：原理说明、程序流程图、程序清单等。 2．生产工艺文件（执行《中华人民共和国电子行业标准SJ/T10320-92》） 包括：主要的生产工艺流程、元器件清单、连线图（表）、调试工作单卡等。 3．产品说明书 包括：产品概述、技术参数、操作说明、使用注意事项等。 四、赛题说明 1.关于电路元件的说明 ⑴ 空线路板和全部元件比赛开始时发放给参赛者。 ⑵ 调试所需其他电阻电容元件由参赛者向组委会申请。 2.关于电路的说明 ⑴ 限定使用AT89S52或STC89C52微控制器，AT89S52下载器请参赛者自备，或使用大赛组委会提供的STC89C52支持的串口下载方式，USB转串口线参赛者自备。 ⑵ 键盘、数码管、发光二极管部分要求安装美观（其PCB板由组委会提供）。三位数码管采用0.5’共阳，其实现采用串转并方式，用三片CD4094级联实现。 ⑶ 传感器采用DS100A光电指夹式脉搏传感器。 ⑷ 信号处理电路运放采用LM324。 3.关于程序编写的说明 ⑴ 开发环境请参赛者自备。 ⑵ 软件编写规范整洁，有一定注释说明。 五、评分标准 一级指标比例二级指标比例 总计 100%