心律檢測儀——4 心律顯示
上節(jié)回顧:通過鎖相環(huán)倍頻,得到了心跳速率60倍的脈沖信號。鎖相環(huán)鎖定后就可以用這個(gè)倍頻后的脈沖信號進(jìn)行心律測試。1秒鐘的計(jì)數(shù)脈寬,可以得到等價(jià)1分鐘內(nèi)的心跳次數(shù),也就是心律。
心律顯示設(shè)計(jì)框圖

設(shè)計(jì)分解:這部分是一個(gè)純數(shù)字電路。用74ls161加組合邏輯實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器。用74ls194作為鎖存器。秒脈沖和帶譯碼的數(shù)碼管由硬木課堂的數(shù)電實(shí)驗(yàn)板提供。秒脈沖的一個(gè)周期是1秒,高電平0.5s,低電平0.5s,用74ls74進(jìn)行異步兩分頻后,高電平1s,低電平1s。高電平1s用于計(jì)數(shù),低電平的下降沿將數(shù)據(jù)鎖存在74ls194里,并且低電平清零計(jì)數(shù)器為下次計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備。

????使用PWM1發(fā)出68Hz的測試信號,作為倍頻后的心跳脈沖


????使用硬木課堂儀器的邏輯分析儀來測試。????

????????邏輯分析儀的DIN8到11測試U1的輸出,邏輯分析儀的DIN12到15測試U2的輸出。DIN0測試倍頻的心跳脈沖。DIN1測試U14兩分頻后的秒脈沖。左側(cè)信號名稱可以修改為自己需要的名稱,方便識別。

????????可以觀察到,1 SEC信號高電平期間,計(jì)數(shù)器開始工作。Data0到3是十進(jìn)制的個(gè)位,D0到4是十進(jìn)制的十位。Data0到3以模10循環(huán)計(jì)數(shù),每當(dāng)計(jì)數(shù)到9時(shí)就進(jìn)位給十位的計(jì)數(shù)器,從而實(shí)現(xiàn)級聯(lián)。
????????1 SEC的低電平,下降沿處,計(jì)數(shù)結(jié)果為0110,1000. 也就是十進(jìn)制的68. 這跟PWM1發(fā)出的頻率一致。
????????改變PWM1的頻率為74Hz,再次測試。可以看到1 SEC下降沿處計(jì)數(shù)結(jié)果為0111,0100. 也就是十進(jìn)制的 74,跟PWM1的頻率一致。

PWM給定頻率68和74的實(shí)物電路測試結(jié)果


????數(shù)碼管顯示68和74,測試結(jié)果正確。
最后進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試
????????將模擬電路和555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生的心跳脈沖接入鎖相環(huán)。然后將鎖相環(huán)的倍頻輸出接入心律顯示。將手指尖放在傳感器上測試心律。數(shù)碼管顯示72.
????????用手機(jī)秒表,然后摸脈搏進(jìn)行1分鐘計(jì)數(shù),結(jié)果為70. 誤差2次。
