A=BiA=B的级联输入端；A=BoA=B的输出端；
ABoA>B的输出端。
2.预设值的设定：
60-90每秒
3.比较电路如图所示：
图4-5-4由四片74S85组成的比较器
4.6数码管的显示
译码器的功能是把计数器输出的计数结果（BCD码）转换成七段字形码，以驱动数码管，实现数字式符号的显示。
CD4511是常用的BCD码七段显示译码器，它本身由译码器和输出缓冲器组成，具有锁存、译码和驱动等功能，其输出最大电流可达25mA,可直接驱动共阴极LED数码管。
译码显示采用扫描方式，显示3位数字只需一片CD4511译码器，这种显示方式可简化电路，节省元件和降低功耗。
扫描显示方式为3位LED显示，所有位的七段码线都并联在一起，而各位数码管的共阴极分别被计数器CD4553输出的扫描时序脉冲控制。
对于数码管最常用的是七段式和八段式LED数码管，八段比七段多了一个小数点，其他的基本相同。
所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管，通过控制不同的LED的亮灭来显示出不同的字形。
数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED的另一端高电平，它便能点亮。
而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起接高电平，其示意图如下：
图4-6-1数码管引脚
1.共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此共阴极接地。
当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段显示。
同样，共阳极LED的显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此共阳极接在正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段显示。
2.为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为LED显示器提供代码，因为这些代码可使LED相应的段发光，从而显示不同的字型，因此该代码称之为段码。
3.8段LED的段码如表3.6所示：
表4.6.2段LED的段码
显示字符
共阴极段码
共阳极段码
显示字符
共阴极段码
共阳极段码
0
3FH
C0H
C
39H
C6H
1
06H
F9H
D
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
99H
P
73H
8CH
5
6DH
92H
U
3EH
C1H
6
7DH
82H
T
31H
CEH
7
07H
F8H
Y
6EH
91H
8
7FH
80H
H
76H
89H
9
6FH
90H
L
38H
C7H
A
77FH
88H
“灭”
00H
FFH
B
7CH
83H
…
…
…
4.本设计的驱动及显示如下图所示：
图4-6-2显示电路图
4.7定时器电路
1.定时器在本次设计中有重要作用，555定时器应用广泛，接成不同的外围电路可实现不同的功能，在这个设计中主要实现定时功能，定时时间为60秒。
2.经计算T=1.1RC
3.考虑到电阻、电容的常用性取R8=1.01M,R9=16.8M。
4.接线图如下图3-7-1所示：
图3-7-1定时器电路
4.8报警电路
2脚的低电平时前面的比较器输出，通过异或门的处理来判断的，3脚输出高电平，超过上限就驱动二极管发光报警。
其电路图如图所示。
图4-8-1由555组成的报警装置图
5软件设计
本章节介绍本次设计中用到的软件，并总结本次设计学习软件的情况。
5.1PROTEUS仿真软件
ProteusISIS是由英国Labcenterelectronics公司开发的电路分析与实物仿真软件,是一种EDA工具软件。
Proteus安装以后，主要由两个程序组成：
ARES和ISIS。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件具有以下特点：
（1）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；还有有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等等。
（2）支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片，当元器件库没有所需要的芯片时，则可以通过加载相对应的元器件库，然后从库中就能够找到相应的元器件了。
（3）提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。
（4）具有强大的原理图绘制功能。
总体上分析知，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
下面将介绍ProteusISIS软件的工作环境和一些基本操作。
由于安装ProteusISIS软件较为简单，在这儿就不具体的介绍如何去安装该软件程序了，主要介绍在安装完成后如何更好的使用ProteusISIS。
安装好软件程序后桌面上会出现快捷图标，双击桌面上的ISIS7Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus7Professional”→“ISIS7Professional”，出现如图5-2所示屏幕，表明进入ProteusISIS集成环境。
图5-2ProteusISIS启动界面
当上面的启动界面完成后，进入到ProteusISIS的工作界面，ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图5-3所示。
其工作界面主要包括：
标题栏、主菜单、标准工具栏、模型选择工具栏、状态栏、挑选元件按钮、库元件按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口，在图上没有指明标题栏和菜单栏，因为我们平常所运用的软件窗口中都包含了这两项，想必大家都很熟悉，所以不需要标出
5.2PROTEL99SE的应用
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
Protel设计系统是一套建立在IBM兼容PC环境下的EDA电路集成设计系统，由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件。
Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
可生成30多种格式的电气连接网络表；强大的全局编辑功能；在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络。
既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）；支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；提供大量的工业化标准电路板作为设计模版；放置汉字功能；可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相
6系统调试及仿真
6.1电路调试
调试时以低频可调脉冲发生器的输出作为脉搏传感器的输出信号,接通电源开关,如显示器显示无规则数字,表明电路基本工作正常,而后按下复位键,对计数器和定时器清零,则显示的计数值应不断增加,进一步说明电路工作正常,否则需进行逐级检查
6.2仿真总图
仿真电路总图见附录2所示。
6.3系统部分仿真测试
6.3.1系统定时时间的测定
在测定系统定时时间时，在仿真电路中定时电路的输出信号端接计时时钟，并用反相后的信号作为该测量时钟的控制信号，做到了准确测量。
测量结果显示，定时器的定时为59.756S，比较准确，达到预定的指标，测试图如图3.2.1所示。
图6-3-1定时测试
6.3.2正弦波的计数测量
在该向指标的测量时，信号输入端接入频率为1Hz、幅度为1.5mv的正弦波信号，经过系统的仿真，测量结果是60次，准确无误，达到既定指标。
图6-3-2频率为1Hz的正弦波测定
6.3.3杂波信号的测定
该项指标的测量方法是，在信号的输入端接入杂乱无序的信号，但有一定的幅度偏差。
设置的波峰次数为7次，测量结果显示为7，准确无误。
图6-3-4杂波信号的测试
6.3.4滤波整流整形的测定
1.调试目的：
测试由传感器感应到的信号是否放大和施密特触发器是否工作。
且能否通过整形产生脉冲信号。
2.调试原理电路图如上面4.2所示：
3.调试结果如下：
图5-3放大整形电路仿真
7设计总结：
1.设计小结：
当9V电源接通之后，心脏跳动频率通过压电传感器转换成电信号，经放大整形电路进行放大整形，然后由计数器74LS161测出每分钟心脏跳动的次数，其输出的结果为BCD码，需再经七段显示译码器CD4511转换为七段字形码，送至数码显示器显示出一分钟的心跳次数。
计数器是否计数是由555芯片组成的时基信号产生电路所产生的定时脉冲控制的。
心率正常与否由74S85比较器进行比较后判断心率是否正常。
如果正常，则555定时器的输出端（3脚）电压Uo为高电平，这样RS触发器的输出端电压也为高电平，发光管LED不亮。
否则，，UO出现负脉冲，通过RS触发器使发光二极管LED阴极为低电平，于是LED被点亮，进行报警。
2.设计体会：
通过这次对心跳计数系统的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于电子设计的基本方法与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
此外，本实验也可通过EDA软件Multisim10实现。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
3.由于实践能力和时间有限以及本人水平有限，本次设计还有待完善之处。
本设计可以通过倍频器进行倍频可提高检查效率，使用了74S85进行比较，使得原理图有点复杂，要是可以找到其它更有用的方法来减少芯片的应用使得其更简单就好了。
8参考文献
[1]传感器与自动检测技术，余成波，高等教育出版社，2004.2
[2]电子产品开发设计与制作，王俊峰，人民邮电出版社，2005.1
[3]电子系统设计（第三版），何小艇，浙江大学出版社，2004.8
[3]电子线路设计实验测试（第二版），谢自美，华中科技大学出版社，2000.7
[4]电子技术课程设计实用教程（第三版），陈明义，中南大学出版社，2009
[5]电子线路实验-----数字电路实验，沈小丰，清华大学出版社，2007.10
[6]电子技术基础模拟部分（第五版），康光华，高等教育出版社，2005
[7]电子技术基础数字部分（第五版），康光华，高等教育出版社，2005
[8]谢自美.电子线路设计.武汉：
华中科技大学出版社.2000
[9]王力,张伟.Protel99SE典型实例.北京：
人发邮电出版社，2006
[10]章卫国，杨向忠．模糊控制理论与应用．西安：
西北工业大学出版社，1999
[11]金以慧．过程控制．北京：
清华大学出版社，199
附录1：
系统原理电路图
附录2：
系统仿真电路图
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