光电式脉搏检测仪答辩PPT.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012/5/30,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光电式脉搏检测仪设计方案,Photoelectric pulse detector design,scheme,XXX,XXXXXXXXXXX,XXXXXX,指导老师：,XXX,一、题目的意义及背景,二、题目的设计要求,三、设计方案总体概述,四、电路详细解析（个人部分）,目录,题目的意义及背景,社会的需求,从单纯的治疗疾病到预防疾病,光电式技术的应用及优点：,结构简单、无损伤、可重复性好,脉搏波,：,人体,心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,使血流压力以,波的,形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统,传播,。,三、采用什么样的方法？,一、为设计这个课题？,二、什么,是,脉搏波？,光电,容积法：,光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的,脉搏传感器,通过对手指末端透光度的监测,间接检测出脉搏信号,。,脉搏波检测传感器原理,下图为手指的血液流动情况与光吸收量的系：,朗伯比尔,(Lamber Beer),定律,：,1,、,物质,在一定波长处的吸光度和他的,浓度,成正比。当,恒定波长,的光照射到人体,组织上,时,通过人体组织吸收、反射,衰减,后测量到的光强将在,一定程度,上反映了被,照射部位,组织的结构特征。,脉搏波检测传感器原理,光电传感器,结构剖析,：,2,、,脉搏,主要由人体动脉舒张和收缩产生的,在人体指尖,组织中的动脉成分,含量,高,而且,指尖,厚度相对其他人体组织而言比较薄,透过手指后检测到的光强相对较大,因此,光电式,脉搏,传感器的测量部位通常在人体指尖,。,因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的,那么在恒定波长的光源的照射下,通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏,信号,主要任务,：,精度,技术,指标：,题目的设计要求和指标,a.,设计,完成发光电路，接收信号放大电路，滤波整形电路，,计数,显示,电路,。,b.,用,两位数码管显示脉搏频率。,频率范围：,0.1-9.9Hz,3%,题目的设计要求和指标,1.4.1,预期目标,以十秒钟为一个计数周期，自动连续计数并在每个周期末显示最终心跳,频率（显示范围,0.1-9.9,）,可以随时开始,/,停止计数，并锁存当前结果,可以控制是否显示心跳的计数累加过程（即数码管跳变过程）,题目的设计要求和指标,译码管,4098,清零信号,555,定时器,光电传感器,放大电路,整形,与非门,计数器,部分电路详细解析,与非运算电路,脉搏,信号经整形后，输入一个与非门进行运算，以实现对信号,计数,和输入,的控制。通过以下的波形图来详细阐释这一部分的原理。,部分电路详细解析,与非运算电路,信号,1,是整形过的脉搏信号，与,555,产生的连续十秒脉冲,2,和输入控制信号,3,相与非，得到最终的输出信号,4,，,4,输入到计数器的使能端进行计数,。输入,控制信号,3,是一个可以由开关控制的高,/,低电平，当输入高电平时,，脉搏,信号可以在时钟周期内进入计数器；当输入低电平时，与非门,输出信号,4,恒为高电平，脉搏信号不能送进计数器。通过人为改变,3,，,可以控制在,某一,时段是否进行计数，并锁存当前结果。,与非门的输入信号,部分电路详细解析,555,时钟信号,简要,说明,：,555,是一种应用特别广泛作用很大的集成电路，属于,小规模集成电路,，在很多电子产品中都有应用。,555,的作用,是用,内部的定时器来构成时基电路，给其它的电路提供时序脉冲。,输入,输出,阀值输入,6,触发输入,2,复位,4,输出,3,放电管,T7,X,X,0,0,导通,2/3Ucc,1/3Ucc,1,1,截止,1/3Ucc,1,0,导通,1/3Ucc,1,不变,不变,部分电路详细解析,555,时钟信号,设计中的电路中使用,555,产生一个周期,10,秒，占空略小于,1,（,0.99,）的,时钟信号,。,整个,数字电路中共有三处要用到这个时钟信号：,1.,与整形后的脉搏信号相与（见与非运算电路）；,2.,输入锁存,7,段译码驱动器,4511,的,EL,端，进行数据更新（见显示电路部分）；,3.,输入,双,稳态,触发器,4098,的输入端，触发清零信号，送入,4518,的清零端,R1R2,。,部分电路详细解析,计数电路,管,脚,说明：,4518,是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二,/,十进制计数器，其功能引脚分别为,1,7,和,9,15.,该,CD4518,计数器是单路系列脉冲输入（,1,脚或,2,脚；,9,脚或,10,脚），,4,路,BCD,码信号输出（,3,脚,6,脚；,11,脚,14,脚）。,4518,控制功能：,CD4518,有两个时钟输入端,CP,和,EN,若用时钟上升沿,触发信号,由,CP,输入,此时,EN,端为高电平（,1,）,若用时钟下降沿触发,信号由,EN,输入,此时,CP,端为低电平（,0,）,同时复位端,Reset,也保持低电平（,0,）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态,.,否则没办法工作。,将,数片,CD4518,串行级联时，尽管每片,CD4518,属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。需要指出，,CD4518,未设置进位端，可利用,Q4,做输出端。正确接法应是将低位的,Q4,端接高位的,EN,端，高位计数器的,CP,端接,USS,。,部分电路详细解析,计数电路,经,与非运算的脉搏信号进入到计数器,4518,的使能端,EN,中进行计数。计数器的两个清零信号,R1,、,R2,，,都与,4098,产生的清零信号（高电平有效）相连，每十秒清零一次，开始重新计数。,部分电路详细解析,稳态触发器产生清零信号,在,不显示示数跳变，只在周期末更新结果的情况下，如果没有,单稳态触发器,4098,，只是把时钟取反接入计数器清零端，那么数码管将会一直,显示,“,00,”，因为计数器的清零和译码器刷新发生在同一时间，计数结果,来不及显示,就被清零了。为了解决这一问题，我想到了利用单稳态触发器的工作,原理,，将时钟信号的上升沿转化成一个短暂的高电平，在译码器刷新后给,计数器,清零。,部分电路详细解析,稳态触发器产生清零信号,引脚功能：,VSS,接地,VDD,接电源,电源,5-20V,都可，脉宽等于,R,X,C,X,/2,。,真值表里,0,代表接地，,1,代表接电源。,CX,取大于或等于,0.01F,谢谢观赏！,感谢四年来老师的教导,XXX,2012/05/12,