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

一、設(shè)計任務(wù)與要求

1． 實現(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)計與論證

脈搏測試儀是用來測量一個人心臟跳動次數(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，對身體脈搏進行模擬測試。電子脈搏計分成以下6部分：

1 函數(shù)信號發(fā)生器——將脈搏跳動信號轉(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。

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)，從而縮短測量時間。

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

5 計數(shù)、譯碼、顯示電路——用來讀出脈搏數(shù)，并以十進制數(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運放器運放電路，放大10倍后，進入一個延時電容、3個與或門的延時分頻。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；兩個二倍頻串聯(lián)組成四倍頻電路。利用第一個異或門的延遲時間對第二個異或門產(chǎn)生作用，當輸入由“0”變成“1”或由“1”變成“0”時，都會產(chǎn)生脈沖輸出。，倍頻后的頻率直接送入到74160N解碼，解碼后就到達七段數(shù)碼管進行顯示。

打開定時器的開關(guān)之后，定時的過程實際上就是電容不斷充電的過程。電容上的電壓從0到2/3Ｖｃｃ這段時間就是我們要定時的時間（15s）。開始，555定時器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 C 上電壓升到＞ 2 /3 V DD 時，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)生代替脈搏跳動信號測出15 s的每分鐘脈搏數(shù)。

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