設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)光電轉(zhuǎn)換的心律檢測(cè)儀，將檢測(cè)結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。

關(guān)鍵詞：光電脈搏檢測(cè)，單電源放大器，比較器，鎖相環(huán)，計(jì)數(shù)器，鎖存器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

題目點(diǎn)評(píng)：這個(gè)題目是個(gè)綜合性電路設(shè)計(jì)。涉及到傳感器，模擬電路，數(shù)字電路。也可以用FPGA或者單片機(jī)來代替數(shù)字電路。并且具有實(shí)用性和趣味性。難度中等。沒有學(xué)習(xí)單片機(jī)和FPGA知識(shí)的也可以用74芯片完成。

設(shè)計(jì)思路：光電傳感器將手指的脈搏信號(hào)檢測(cè)出來，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放放大再經(jīng)過比較器整形變?yōu)樾奶}沖。數(shù)字電路對(duì)這個(gè)心跳脈沖進(jìn)行處理后將心律顯示在數(shù)碼管上。設(shè)計(jì)文章分為四個(gè)章節(jié)，分別為方案分析，心跳脈沖產(chǎn)生，心跳倍頻，心律顯示。在這四個(gè)章節(jié)中詳細(xì)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行講解。

心律處理方案比較

方案1：心律定義為每分鐘的心跳次數(shù)。最簡(jiǎn)單的方法就是一分鐘里記錄心跳的次數(shù)。用數(shù)字電路產(chǎn)生一個(gè)1分鐘的計(jì)數(shù)脈寬。在這個(gè)計(jì)數(shù)脈寬里用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)心跳數(shù)量。1分鐘結(jié)束后，將結(jié)果顯示在數(shù)碼管上，并清零計(jì)數(shù)器。周而復(fù)始進(jìn)行這個(gè)過程。

方案2：測(cè)試兩個(gè)心跳脈沖之間的時(shí)間，得出心跳的周期T，用60秒除以T得到心律= 60 / T。計(jì)數(shù)器時(shí)鐘周期為t。第一個(gè)心跳脈沖上升沿開始計(jì)數(shù)，第二個(gè)心跳脈沖上升沿停止計(jì)數(shù)，得到計(jì)數(shù)N。則T = N * t。心律 = 60 /（N * t）。這個(gè)計(jì)算中用到了除法和乘法。

方案3：將心跳脈沖作為鎖相環(huán)的輸入，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻60倍。然后使用1秒的計(jì)數(shù)脈寬對(duì)倍頻后的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。1秒結(jié)束后，將技術(shù)結(jié)果顯示在數(shù)碼管上，并清零計(jì)數(shù)器。周而復(fù)始這個(gè)過程。

方案對(duì)比

????????對(duì)比后，為了沒有單片機(jī)和FPGA基礎(chǔ)也能設(shè)計(jì)，選擇方案3

????????設(shè)計(jì)框圖如下：

在進(jìn)行后續(xù)章節(jié)前，先展示一下最終實(shí)物圖。