发布时间 : 星期五 文章脉搏计课程设计(DOC)更新完毕开始阅读
因为仿真软件的记时单位是ms，若以s为单位，则要等很长时间，故我采用1KHZ代替1HZ的时钟信号。计算过程如上所示。
4、计时控制电路：
计时控制电路如图4-6所示，74LS163是一个十六进制的计数器。ENT、ENP和A接高电平，使芯片工作，B、C、D接低电平，即当LOAD为低电平时，74LS163置1。芯片的CLR接R3与开关，组成清零电路。当开关闭合时，CLR=1，芯片正常计数。当开关打开，CLR=0芯片清零。R3为下拉电阻，R3=10K。
RCO为进位信号端，当计数到15时，QA～QD输出高电平，下一个脉冲来时，QA～QD输出为0、0、0、0。RCO来一个上升沿。使该上升沿经过一个非门引到LOAD端，即进位时给LOAD一个低电平，使其置数。这样计数器从1计到15然后返回1。这样组成一个15进制计数器。RCO端输出为一个15分频波形。四个
发光二极管指示计数器所记数值。R6、R7、R8、R9为四个限流电阻。根据经验值取300欧姆。
进位信号端RCO每15秒产生一个上升沿，该上升沿给JK触发器，JK触发 器的JK接1，则每来一个上升沿，1Q和～1Q翻转一次。即1Q输出15s的高电平，然后输出15秒的低电平，时序如图3-7所示。即控制计数器工作15秒，然后停15秒。LED5为控制状态指示灯。LED5亮表示计数器不工作。LED5不亮则脉搏计工作。也就是说LED5是一个报警器，我们也可以用一个蜂鸣器代替。而LED1-4，是为了表示74LS163输出端QA、QB、QC、QD的高低电平。
图4-6 计时控制电路原理图
7
根据设计要求，本设计的系统硬件框图：
图4-7总原理图
电路完整工作过程描述（总体工作原理）总体框图如图4-7所示，一路由555产生电钟信号，
从3端口输出进入74LS163的CLK端，让163开始计数。163的进位端RCO接JK触发器的CLK。让1Q的高低电平每15秒变一次。清零系统由电源、按键、下拉电阻和地组成。74LS163的CLR、74LS160的CLR和74LS73的CLR端连在一起并接下拉电阻旁。当开关闭合，CLR输入一个高电平；当开关断开，CLR端输入一个低电平，系统清零。 另一路为信号处理电路，由波形发生器和四倍频电路组成。这两路信号通过一个与门电路合并在一起输入计数电路的CLK端。当1Q处于高电平时，脉搏信号通过与门直接输入计数电路的CLK端。当1Q为低电平时，与门输出为0，相当于脉搏与计数断开。脉搏计停止工作。
操作方法：开机后先使开关断开再闭合，让系统清零。此时74LS73的1Q端输出为零，计数器不工作，这样做的目的是为了解决倍频电路的丢步问题。让系统等待15秒，计数器开始工作。记录15秒后计数停止，数码管显示不变，此时我们就可以读出人体1分钟
8
的脉搏数。如需重新开始，只要将开关再打开一次然后关闭即可。 3．元件清单 元件序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 型号 74LS160N 74LS163N 74LS73D 74LS86N 74LS09D 74LS04N LED_red DCD_HEX 二极管 电阻 电容 LM555CN 主要参数 300*5 230*1 6k*1 10k*1 6.8k*2 100nf*2 0.47uf*2 数量 2 1 1 1 1 1 5 3 1 10 4 1 表4-1元件清单
备注 十进制计数器 十六进制计数器 双JK触发器 异或门 与门 非门 发光二极管 数码管 555定时器 4仿真调试与分析
电路设计好以后，用软件Multisim进行仿真。在这软件中，由于仿真软件的记时单位是ms，若以s为单位，则要等很长时间，故我采用1KHZ代替1HZ的时钟信号，时间用1ms代替1s。
当仿真开始，右下角的数码管开始显示时间从1至15（秒）循环，用函数发生器输入一个频率为500HZ的矩形波，待一段时间后，关闭开关。过一会，当显示时间的数码管重新从1开始时，显示脉搏数的数码管也开始从1开始计数。最后，当显示时间的数码管达到15且重置为1时，脉搏计数器显示30且停止，待过15s后，脉搏计数器继续工作，显示从30开始，直到15秒后，达到60停止。当开关A打开时，脉搏计数器清零。故仿真结果正常，没误差，达到实验的要求（在15s内测量1min的脉搏数，且误差小于±4次/min）。
接着停止电路工作，改变函数发生器的参数，输入一个频率为1000HZ的矩形波，重复上面的步骤，可测量出在15s内测量1min的脉搏数为60个。此时，测量结果68个/s和理论值60个/s有误差，不过误差小于±8次//min.
故故整个电子脉搏计已设计成功。
9
5结论与体会
在本次实验完成中，这个过程中使我受益匪浅。在确定各模块电路的过程中，不但训练了我们查找资料的能力，更是一次很好考验我们用所学的模拟电子技术基础和数字电子技术基础等相关知识来判断电路正确与否的机会。通过此次课程设计的锻炼，自己的动手能力有了很大的提高，查找问题、解决问题的能力也有了相应的进步。
当然，这次试验也让我看到了我们的很多缺陷。首先对元器件不是特别的熟悉，尤其是在此次电路中，有多种芯片的使用，所以字焊板时费时长。所以经验告诉我们，必须掌握好专业基础知识。
总的来说，本次设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半，因此我们应该在设计前做好充分的准备。同时熟练地掌握课本上的知识，这对试验中出现的问题进行分析解决也是相当重要的。这次设计留给我的印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，更要有坚持的毅力。
参考文献
[1]康华光主编.《数字电子技术基础（第五版）》.高等教育出版社 2006 [2]崔瑞雪、张增良编著.《电子技术动手实践》.北京航空航天大学出版社 2007 [3]康华光编著.《电子技术基础模拟部分（第四版）》.北京：高等教育出版社 1998 [4]钱如竹《实用医疗保健电子装置制作220例》人民邮电出版社 1998 [5]彭介华 电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社 [6]梁宗善.电子技术基础课程设计[M].武汉：华中理工大学出版社 [7]张玉璞，李庆常.电子技术课程设计[M].北京：北京理工大学出版社 [8]阎石，数字电子技术基础教程.北京：清华大学出版社
附录
附录A 系统实物图
10