心律检测仪——方案分析

Posted on 2021-06-30 In 电路调试案例 Views:

设计任务

设计一个光电转换的心律检测仪，将检测结果显示在数码管上。

关键词：光电脉搏检测，单电源放大器，比较器，锁相环，计数器，锁存器，单稳态触发器

题目点评：这个题目是个综合性电路设计。涉及到传感器，模拟电路，数字电路。也可以用FPGA或者单片机来代替数字电路。并且具有实用性和趣味性。难度中等。没有学习单片机和FPGA知识的也可以用74芯片完成。

光电传感器将手指的脉搏信号检测出来，这个信号经过运放放大再经过比较器整形变为心跳脉冲。数字电路对这个心跳脉冲进行处理后将心律显示在数码管上。设计文章分为四个章节，分别为方案分析，心跳脉冲产生，心跳倍频，心律显示。在这四个章节中详细对设计进行讲解。

方案1：心律定义为每分钟的心跳次数。最简单的方法就是一分钟里记录心跳的次数。用数字电路产生一个1分钟的计数脉宽。在这个计数脉宽里用计数器计数心跳数量。1分钟结束后，将结果显示在数码管上，并清零计数器。周而复始进行这个过程。

方案2：测试两个心跳脉冲之间的时间，得出心跳的周期T，用60秒除以T得到心律= 60 / T。计数器时钟周期为t。第一个心跳脉冲上升沿开始计数，第二个心跳脉冲上升沿停止计数，得到计数N。则T = N * t。心律 = 60 /（N * t）。这个计算中用到了除法和乘法。

方案3：将心跳脉冲作为锁相环的输入，经过锁相环倍频60倍。然后使用1秒的计数脉宽对倍频后的脉冲信号进行计数。1秒结束后，将技术结果显示在数码管上，并清零计数器。周而复始这个过程。