数电脉搏计数器电路课程设计word精品.docx

1、数电脉搏计数器电路课程设计word精品烟台南山学院数字电子技术课程设计题目 脉搏计数电路设计 姓 名： _ XXXXXX _所在学院： 工学院电气与电子工程系所学专业：_ 自动化 班 级： 电气工程 XXXX 学 号： XXXXXXXXXXXXXX指导教师： XXXXXXXX完成时间： _ XXXXXXXXXXXXX数电课程设计任务书一、基本情况学时： 40 学时 学分： 1 学分 适应班级： 12 电气工程二、进度安排本设计共安排 1 周，合计 40 学时，具体分配如下： 实习动员及准备工作： 2 学时 总体方案设计： 4 学时查阅资料，讨论设计： 24 学时撰写设计报告： 8 学时总结：

2、2 学时教师辅导： 随时三、基本要求1、课程设计的基本要求 数字电子技术课程设计是在学习完数字电子课程之后，按照课程教学要求，对学生进行 综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解 决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。初步掌握数字电子线路的安装、布 线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能 力；掌握组装调试方法。其中理论设计包括总体方案选择，具体电路设计，选择元器件及计 算参数等，课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实 践条件，把实践内容上升到理论高度。2、课程设计的教学

3、要求 数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设 计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到 6 节以上，或者 迟到、早退累计达到 8 次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找 资料，必须在指定的时间内方可外出。课程设计的任务相对分散，每 3 名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员 既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设 计报告，设计报告雷同率超过 50%的课程设计考核按不及格处理。四、

4、设计题目及控制要求设计题目：脉搏计要求： 1 、实现 15s 内测 1min 的脉搏数并显示其数字2、正常人脉搏数一般为 60150 次五、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。 设计报告必须独立完成， 格式符合要求， 文字(不 含图形、程序)不少于 2000 字，图形绘制规范。设计报告的格式如下： 1、封面 2、内容提要3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 方案选择及论证；(2) 设计步骤及原理图；(3) 元器件的选择；(4) 设计过程中出现问题的解决方法；5、心得体会6、参考文献六、考核方法数电课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中

5、等、及格和不及格五等， 分数在 90-100 之间为优秀， 80-89 分之间为良好， 70-79 分之间为中等， 60-69 分之间为及 格，60 分以下为不及格。考核分三个方面进行：平时表现 20%；设计过程 25%；设计报告 40%；设计答辩 15%。 有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：1、设计期间累计迟到、早退达 8 次；2、设计期间累计旷课达 6 节；3、设计报告雷同率超过 50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。序言数字电子时钟电路设计系统，以 AT89C51 单片机为控制核心，由键盘显示、 LED 共阴极数码管和 LED 灯显示等功能模块组成。 基于题

6、目基本要求， 本系统对时间显示进 行了重点设计。本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功 能通.过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本文首先对基础电路进行介绍，通过对按键输入电路、时钟电路、复位电路、蜂鸣 器驱动电路、显示电路、 LED 段码驱动电路等知识的学习，加深了对电子时钟的认识。 让后利用汇编语言进行编程，控制时钟的正常运行，最终完成了课题的设计。本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的 51 系列单片机，配置了外围结构，构成了一个可编程的及时定时系统，具有体积小，可靠性能高，功能多 等特点，不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展

7、，有着广泛的应用领域。第 1 章 系统方案设计 - 1 -1.1 设计任务及要求 - 1 -第 2 章 电路方案设定 - 1 -2.1数字脉搏计电路原理框图 - 1 -2.2信号放大电路 - 1 -2.3滤波电路 - 2 -2.4整形电路 - 3 -2.5倍频电路 - 3 -2.6计数电路 - 3 -2.7选用芯片 - 3 -2.8 数码管显示电路 - 4 -总 结 - 6 -第1章系统方案设计1.1设计任务及要求1.1.1实现15s测出1min的脉搏数，并显示其数字 。1.2.1正常人脉搏数在60150之间。第2章电路方案设定2.1数字脉搏计电路原理框图图2.12.2信号放大电路将5mv正弦

8、信号放大1000倍，以驱动CMOS芯片因为直接放大1000倍难以做到，故采用三级放大，此为用运放 LM324的反相放大电路。15*0图2.22.3滤波电路本电路要求的通频带是0.5Hz50Hz,因此需设计一个电路将频率高于 200Hz的 高频信号和频率低于0.05Hz的低频信号滤掉。 本部分电路用的是带通滤波器，由一 个高通滤波器及一个低通滤波器串联而成，原理图如下：参数为： 低通部分：R1=223欧，R2=455欧，R01=Rf仁678欧，C3=C4=10uF 高通部分：R3=45.5k 欧，R4=22.3k 欧，R01=Rf2=67.8k 欧，3= C2=10uF2.4整形电路放大滤波之后

9、的信号仍需从模拟量转化为数字量，此功能使用整形电路完成。方案一：滞环电压比较器 整形电路由滞环电压比较器构成，如图，由于 LM339 属于集电极开路输出，使用时输出端应加 2k欧的上拉电阻R3。二极管VD的作用是 电平转换，将比较器输出的正负脉冲信号变换成正脉冲输出。方案二：施密特触发器 可以很好的完成整形功能，触发器可用 555定时器或 CMOS构成，又或集成施密特触发器，为方便起见，此处使用集成施密特触发器74LS142.5倍频电路为提高脉冲信号的频率，从而缩短测量时间，使用锁相环倍频电路达到此效果。 CD4046是目前常见的集成锁相环，用 CD4046实现的一种N倍频电路如下图所示。 C

10、D4046是可预置数的4位二进制计数器，用来实现 N分频。改变置数值，可以改变 N。若要在5s在完成测量，需将信号频率加大12倍，倍频部分应采用12倍频电路 （N=1011），若要在15s内完成测量，需将信号频率加大 4倍，倍频部分应采用4倍 频电路（N=0011）。2.6计数电路选用芯片CD4518。引脚图如下:CD4518BM5. CD4520BMSTOP VI E W图2.4引脚功能说明： CD4518为16脚2/10进制同步加计数器，其功能引脚分别为1-7,9-15.该计数器是单路系统脉冲输入1脚或2脚；9脚或10脚）4路BCD码信号 输出，（3-6,11-14脚）CD4518有两个时

11、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 端为低吨平（0）,同时复位端Cr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。2.7译码电路选用芯片CD4511，弓I脚图如下:A 7 13aB 1121 bC 211D 610LE 5CD4511 g毛LT :t5f函一4T488I Vss图2.5引脚功能说明： BI: 4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，数码管不显示任何东西。 LE :锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出，LE=1时译码器处于锁定 保持状 态。 LT : 3脚是测试信号的输入

12、端，当BI=1时，LT=0时，数码管将全 部显示，这主 要用于测试7段数码管有没有物理损坏。 A3,A2,A1,A0为8421BCD码输入端，高位到低位依次为 A3A0。 A，b，c，d，e，f，g为译码输出端，输出 高电平有效。 因此将CD4518的3-6引脚或11-14引脚接到CD4511的A，B，C，D四个引脚，再将CD4511的ag引脚接在数码管的8个引脚处，便可实现译码，计数， 显示过程。2.8数码管显示电路直接用数码管即可，需要注意在连线过程中要将数码管 com端与地相连。 故计 数过程这部分的总原理图如下: AAA-AAA i Im冥5 Svso462图总结经过两个星期的努力，课

13、程设计终于大告成功了。通过这次的设计使我认识到我 对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多 我们需要掌握的知识在等着我去学习， 我会在以后的学习生活中弥补我所缺少的知识。 本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎 样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。此次最大的困难是如何利用软、硬件 配合的方式产生中断，对中断的初始化、具体设置、中断返回还不是很清楚，程序设 计一度陷入停滞状态，最后在同学的帮助下，我才完成了该实验，实现了数字电子时 钟的基本功能。经过这次课程设计，也总结了很多问题：1. 在设计程序之前 , 务必要对所用单

14、片机的内部结构有一个系统的了解 , 知道该单 片机片内有哪些资源。2. 设计程序采用什么编程语言并不是非常重要 ,关键要有一个清晰的思路和一个 完整的软件流程图。3. 在设计程序时 ,不能妄想一次就将整个程序设计好 ,“反复修改,不断改进”是程 序设计的必经之路。4. 在设计程序过程中遇到问题是很正常的 , 但我们应该将每次遇到的问题记录下 来, 并分析清楚 , 以免下次再碰到同样的问题。我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系 到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。在大学的课堂的学习只是在给我们 灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给 我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的 竞争。参考文献1. 王萍 . 电子技术实验 M . 天津大学出版社2. 周跃庆 . 数字电子技术基础教程 M. 天津大学出版社3. 周跃庆 . 模拟电子技术基础教程 M. 天津大学出版社4. 网络上的各个论坛和资料