太原科技大学华科学院电子脉搏计设计与电路分析

科院电子脉搏计的设计旨在创建一个便携式的、精确测量人体脉搏的电子装置，满足以下关键要求： 1. 设计任务：该设备需在15秒内测量1分钟内的脉搏数，并以数码管显示结果，允许的测量误差限制在4次/分钟以内。设计目标的实现依赖于精简电路结构和高效组件的选择。 2. 总体框图： - 方案一：初始设计是通过信号发生器模拟人体脉搏，利用计数器记录上升沿次数，但这种方法涉及到复杂的六位二进制转BCD码转换，导致故障率高、延时长且不支持连续计数，因此被放弃。 - 方案二：最终选择的是在计数器和脉搏发生器之间添加四倍频电路，这使得15秒内的脉冲数等同于一分钟。同时，通过计时控制电路在15秒后停止计数，便于读取数据。这种方法具有连续计数的优势，电路结构简单，易于操作。 3. 功能模块： - 脉搏模拟电路：负责生成模拟人体脉搏的信号，作为后续处理的基础。 - 四倍频电路：对模拟信号进行频率放大，使得计数器读取的结果是实际脉搏数的四倍，从而实现快速计数。 - 时钟产生电路：采用555定时器作为基准时钟，帮助用户理解脉搏与时间的关系。 - 计时电路：接收时钟信号，控制计数过程，当达到15秒时，触发JK触发器停止计数。 4. 设计流程：从脉搏模拟电路开始，通过精确计算和电路设计，确保每个环节的精度，包括模拟信号的质量、四倍频电路的可靠性，以及计时电路的准确性。 5. 优势与改进：方案二的优点在于提高了效率和稳定性，避免了复杂转换电路带来的问题。然而，设计者可能还会考虑其他因素，如电源管理、用户界面的友好性以及抗干扰能力的增强。 总结起来，科院电子脉搏计项目着重于结合电子技术与生理学原理，构建一个实用且准确的脉搏监测工具，其电路设计的优化和模块化使得系统不仅性能优越，而且易于理解和维护。