ECG型心电图机原理分析报告.docx

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1、ECG-6151型心电图机原理分析ECG-6151型心电图机是一种承受单片机掌握的小型心电图机，它具有自动选择导联、自动 调整基线位置并自动进展增益掌握、自动记录12导联心电图的功能。主机由三块电路板组成： 浮地前置放大电路板、自动键控电路板和掌握与主放大电路板。主机还配有专用的沟通供电 充电器。下面分别分析它们的电路原理。一、浮地前置放大电路(UT-20237)它包括输入电路、前置放大电路、光电耦合放大器、浮地电压产生电路、8V非浮地电压产生电路和电池电压检测电路。电路图如附图21。(一)输入电路输入电路包括缓冲放大器、威尔森网络、导联选择电子开关，此外还有屏蔽驱动器和右脚电极驱动器。1.

2、缓冲放大器由导联电极检测到的心电信号，经导联线送到输人电路的输入端。R585R593是输入平衡 电阻。IC30l和IC302是由电压跟随器组成的专用缓冲放大集成块。这种集成块的输入阻抗很 高，可达IOOM，而输出阻抗很低，以便于和后级放大器相匹配。D380 D397是输入保护二极管，它们跨接在缓冲放大器的输入输出端。在正常的状况下，心电信号只有几毫伏，二极管不导通，对心电信号没有影响。当干扰信号大于06V时，保护二级管开头导通，相当 于将缓冲放大器输入输出端短路，输入阻抗不再由缓冲放大集成块来打算，而取决于威尔森 网络的输入阻抗。由于威尔森网络的输入阻抗很低，干扰信号经过皮肤与电极的接触电阻和

3、 输入平衡电阻的分压衰减很大，从而起到对强干扰信号的抑制作用。2. 导联选择电子开关由缓冲放大器输出的心电信号，经过威尔森网络加到导联选联开关电路，本机导联选择开关电路承受了模拟电子开关集成电路。IC304IC307应用的MCl4052是一种 CMOS双路转换电子开关集成块。开关的转换由CPU送到A、B、1N三个掌握端的编码进展掌握。其中1N端子是禁令掌握端。当1N端子输人为规律高电寻常，制止开关的-选通，两路开关处于断路状态。当为规律低电寻常，两路开关允许选通。选择状态由 A、B端子的输入编码来打算。A、B、 lN 三端的输人编码的规律值与电子开关的转换状态如表l-3-l所示。规律真值开关选

4、通的状态表1-3-1lNBA00012 接 13 脚1 接 3 脚00l14 接 13 脚5 接 3 脚01015 接 13 脚2 接 3 脚01l11 接 13 脚4 接 3 脚1XX开路开 路注：表中x表示无论为何状态IC304选择定标和第1、导联；IC305选择aVR、aVL、aVF和V1；IC306选择V2V5， IC307选择V6。A、B、lN三端输入编码真值与导联选择的关系如表l-3-2。表I-3-2输人编码导联选择规律功能1NBAIC304IC305IC306IC30710000TESTaVRV2V6001IaVLV3闲置0l0aVFV4闲置011V1V5闲置1XX不工作不工作不

5、工作不工作3. 屏蔽驱动器和右脚电极驱动器IC303选用的AN6561是一种双运放集成块，其中的两个运算放大器分别接成屏蔽驱动器和右脚电极驱动器。屏蔽驱动器(图中IC303的上面l2)的作用是减小导联线至屏蔽线之间的漏电流，保障测试者的安全，提高电路的输入阻抗。工作原理简述如下：在导联线与屏蔽线之间存在着分布电容(长约2米的导联线其分布电容约为200PF)。在这种状况下对50Hz的信号呈现的容抗约为几个兆欧。假设屏蔽线直接接地，由于这个容抗与输入电路的输入阻抗处于并联状态，这将大大降低整机的输入阻抗，又由于导联线直接连接在人体上，这又会增加人体到地的漏电流，降低安全系数。接上屏蔽驱动器状况就不

6、同了。屏蔽驱动器实际上是一个电压跟随放大器。其电压放大增益为l，又具有很高的输入阻抗。它的同相输入端接威尔森的中心点，即信号地，输出端接屏蔽线。信号地的零电位经1倍放大后，自举输送到屏蔽线上，这就既保证了屏蔽线与信号地之间的等电位，又将屏蔽地与信号地奇异地隔离开来，从而保持了输入电路的高输入阻抗的特点。图中IC303的下12接成右脚驱动器。一般的心电图机通常把右脚电极作为心电信号的 零电位来处理。而本机把右脚电极作为抑制共模干扰的参考点，在右脚电极与威尔森网络的 三个顶点之间设置了一个驱动电路，它实际上是一个反相输入式求和运算放大器。三个肢体 电极(除右脚电极之外)上的信号通过缓冲放大器之后分

7、别加到威尔森网络的三个顶点上，三 个顶点又分别通过10kQ的电阻接到驱动器IC303的反相输人端第7脚上。同相输入端第6脚接 浮地，输出端接到右脚电极上。当右脚电极由于感应干扰信号电位发生变化时，其他三个肢 体电极上也会感应到同相位的共模干扰信号。这三支共模干扰信号经过右脚电极驱动器的放 大后与的干扰信号相位正好相反，送到右脚电极上，恰好抵消了右脚电极上的共模干扰信号， 使右脚电位维持在一恒定的电平上。由于人体本身是一个导体，从而也抵消了其他肢体电极 上的共模干扰信号，提高了共模抑制比。当三个肢体电极上的共模干扰信号消逝之后，IC303同相输入端与反相输入端的电位趋于全都，即是说，三个肢体电极

8、的电位与浮地零电位趋于 全都，最终使右脚驱动器输出也与浮地电位趋于全都，从而使右脚电位与浮地电位保持动态 平衡。(二)前置放大电路前置放大电路包括：多功能放大集成块IC308，封闭电路，时间常数电路，中问放大器和增益与基线自动调控电路等。1. 多功能放大集成块1C308 KT-5是一种多功能集成块。内部除具有共模抑制比很高的差分放大器之外，还有定标信号发生器，起搏脉冲补偿电路和光电耦合驱动器。内电路原理见图1-1-9。1C308的第14、16脚是差分放大器的输入端。第12脚是差分放大器的输出端，差分放大器的电压增益为20倍。其共模抑制比很高，可达100db。整机的共模抑制比主要取决于差分放大器

9、。1C308的第19脚是定标信号发生器的掌握端。定标时，由掌握与主放大电路板送来一个规律零电平，使定标信号产生器产生一个lmV的定标电压，由差分放大器放大后输出。图中的RX是外接标压幅度调整电位器。一般在100Q200Q之间。当IC308型号为KT-5A时，需在RX 处接一500Q电位器，对lmV标压的幅度进展校正。IC308内还设有起搏脉冲补偿电路。它的作用及电路原理与ECG-515l型心电图机的起搏脉冲抑制电路根本一样。IC308的后半部是光电耦合驱动器。第8脚为信号输入端，第10脚为基线调整掌握端。当调整基线钮时，第10脚的输入电压可在6V之间变化，以转变基线的位移。心电信号在本级放大2

10、5倍。最终再由光电耦合驱动晶体管把心电信号电压变为驱动电流，供给应光电耦合器PC-02的发光二极管，从而把信号耦合到非浮地的高增益放大器进展放大。 2. 时间常数电路与封闭电路C30l、R335和R336组成时间常数电路。时问常数T为： T=RC=(R335+R336)C30132秒封闭电路(INST或RESET)由Q301、Q302和Q303等组成。当转换导联选择时，由CPU送来一个负脉冲(由高电平到低电平的跃变)，使Q303导通，+8V的电压通过Q303为Q30l和Q302的基 极供给正偏置电压，Q30l和Q302也瞬时导通。在导通期间一方面将后级放大器的输入端对地短路，另一方面使C301

11、通过Q301和Q302对地快速放电，使基线回复原来的零位状态，为记录 下一导联的心电信号作好预备。当按下封闭(RESET)键控开关时，由CPU送来一个常低电平， 使封闭电路始终工作，直至再次按一下RESET键，才解除封闭状态。3. 中间放大器IC309接成增益为40倍的中间放大器。VR301是置零调整电位器，调整VR309可使IC309 在输入信号为零时，输出为零电平。假设IC309的输出在无信号输入时不为零电平，那么在灵敏度选择电路的电阻分压网络R347R349上就会安排肯定的电压，这会使基线在转换灵敏度时产生位移。因此VR309肯定要调整在最正确状态。， 4增益与基线自动调控电路IC311

12、、IC312和IC313等组成增益与基线自动调控电路。IC3ll(KT-4)也是一-种多功能的集成电路，它的内部电路如图l 3-1所示。其内部的放大器和C305、C306组成峰值保持电路。峰值电压储存在电容C305和C306上。IC3ll的后半部是峰值运算电路。在峰值保持和峰值运算电路之间还设置了一级缓冲放大器IC312。电路的工作原理如下：图1-3-1 KT-4内部电路示意图由IC309输出的心电信号电压，经过R375和R376的分压，减半后送到IC311的第 l脚输入端。由峰值保持电路进展正负峰值分别和正负峰值保持。而后正负峰值信号通过两个缓冲放大器放大后，分别再送到IC3l l的峰值运算

13、电路的输入端(第15、16脚)，进展峰值运算：正负峰值之差的一半取负值由第18脚输出，作为基线移位自动调整电压，而正负峰值之和(确定值之和)的一半由第16脚输出，作为自动增益掌握电压。例如留神电信号的R波幅度上升时，由第18脚输出的负电压也随之增大。这样由 IC309 输出的心电信号经过电阻R346后又叠加上一个直流负电平，从而使基线位置自动下移，使心电信号始终记录在记录纸的中部，到达基线移位自动调整的目的。同样，R波幅越高，由IC31l第16脚输出的电压也越高。这个电压加在比较器 IC313的反相输入端第3脚上，而比较器的另一个同相输入端第4脚上还通过电阻分压加着一个约07V 的电压。留神电

14、波幅不太大时，比较器输出为高电平(约+8V)，留神电信号幅度(主要指R波) 大到肯定值(约为40ram)时，IC31l第16脚输出的电压将大于07V，这时比较器输出电压将会反转，由高电平变为低电平(为-SV)。这个负脉冲送到掌握与主放大电路板上的规律掌握电路。经CPU处理后再发出自动减小灵敏度的掌握指令，一方面使液晶显示器上的灵敏度显示标压波形幅度减半，另一方面又给灵敏度选择电子开关送来的编码，使灵敏度降低为原 来的l2。IC3 l l第4脚是停顿峰值保持掌握端。高电寻常允许峰值保持电路正常工作，低电寻常停顿峰值保持。第5脚是峰值去除掌握端，低电寻常将峰值清零。在自动转换导联期间或在手开工作方

15、式时，这两个端子均为低电平掌握。5灵敏度和滤波选择电路IC310兼作灵敏度选择和滤波选择电子开关。R347、R348、R349和R350组成分压衰减式灵敏度选择电路，它是靠转变分压比来转变灵敏度的。灵敏度的转换和滤波的选择是靠转变 A、B、c三端(即IC310第1 l、10、9脚)的输入编码来完成的。输入编码的规律真值与转换功能的关系如表1-3 3所示。表1-3-3编辑规律值B、A功能灵敏度编码规律值C功能滤波1 0120OFFl 11lON0 12ECG-6151型心电图机只具有RC网络组成的高通滤波器，即肌电滤波器。当滤波开关合上 时，C326被接在电路中，它与C327和R342组成高通滤

16、波器。R342为3912k 、C326为0.1 F， C327为001 ，此高通滤波器的起始频率为：将电阻电容值代入上式得：f35Hz这样就滤除了35Hz肌电平干扰，同时也滤除了35Hz以上的高频信号。 ECG-6151A型心电图机使用了50Hz陷波器作为沟通干扰滤波器，用来滤除50Hz的沟通干扰信号。50Hz陷波-器如图1 3-2所示。这也是有源带阻滤波器，其滤波中心频率为 f =12p RC其中R=R30MR30N一634KC=C346=C347=00047 F代入上式得：f50Hz目前生产厂家已将50Hz滤波电路制成小电路板，只要将它安装在前置放大电路板上，即可弥补ECG-6151型机的

17、缺点，获得满足的滤波效果。(三)光电耦合放大器1光电耦合器PC-02是一种光电池型有源信号传输器件，由于它的传输线性良好、隔离性能强，所以现在较多地应用于信号传输、隔离电路中。由IC308中的耦合驱动器为PC-02中的发光二极管供给驱动电流，随心电信号强弱的变化 而产生明暗变化的光线。从电路图上看与IC308第l、3脚相接的二极管符号表示发光二极管， 而另外的两个二极管符号实际上代表光电池型的光敏传感器。它们可把光线的变化转换为电 压信号。一路送后级高增益放大器进展放大，另一路则反响到IC308的第7脚引入负反响。关 于光电耦合器的工作原理本章第一节已有具体说明，这里不再重复。本机所用的光电耦

18、合器 的构造和原理与ECG-6511型心电图机所用的光电耦合器完全一样。R357和ZD30l组成稳压电路，在ZD301上得到一5.6V的稳压，通过R306为光电耦合器中的光敏传感器供给一个稳定的起始偏压。由于在无信号时发光二极管发出肯定强度的光，因此光敏传感器在无信号时便产生了一个直流电压。这个起始偏压正好抵消了这个直流电压，使放大器在零信号时输出为零。2高增益放大器IC314(12)接成反相输入的高增益放大器。R353是负反响电阻，由于光敏传感器的内阻很小，所以放大器增益很高，约为500倍。R354和C302是高频负反响电路。由于光的频谱很宽，放大后的心电信号中含有丰富的高频重量。这些高频成

19、份通过负反响而被滤除，心电信号由IC314第8脚送到后级主放大器。(四)浮地与非浮地电压产生电路同ECG-5151型心电图机一样，本机前置放大电路和输入电路承受了浮地电路方式。因此供电也承受浮地电压。浮地电压是由直流直流转换而产生的，即把+12V的直流电压通过振荡电路转变为沟通，经隔离变压器耦合，再经过整流滤波后得到浮地的直流电压，为浮地电路供给工作电源。Q304、Q305、Q3 1 2、IC3 14(12)和隔离变压器初级绕组组成电感耦合式振荡电路， 其电路构造和工作原理与ECG-5151型心电图机9V非浮地电压产生电路的振荡电路根本相 同，详见本章第一节。不同之处是回授到IC314同相输入

20、端第4脚打算振荡幅度的反响电压是 由变压器初级绕组(67)上引出，再经过D306和C322的整流滤波以及VR302与R359分压之后 取得的。这样作是为了保证隔离变压器次级输出电压浮地性良好。Q304集电极输出的振荡电 压频率为70kHz，幅度约为23V。次级绕组89端和10ll端输出的交变电压经整流滤波后得到8V的浮地电压，为前置放大电路供给工作电压。由1213绕组上得到的交变电压整流滤波后得到+5V直流电压，作为自动键控电路和掌握电路的工作电源；由1014绕组输出经整流滤波后得到+3V的电压， 作为IC308中耦合驱动器的工作电压；另外+8V与+5V的输出端接在一-起，组成一组非对称性的正

21、负电源(+5V，8V)，作为导联选择电子开关集成电路的工作电压。这样作是为了使导联选择集成块的规律低电平与掌握电路中的规律低电平全都起来。Q3ll是整个浮地电压产生电路的掌握开关。当它导通时，浮地电压转换电路便停顿工作。Q3 11的工作状态由电池电压检测电路和定时掌握电路来掌握。Q307、Q308、Q309、ZD303、IC320(12)变压器T302以及D319、D320和气18、IC319等组成8V非浮地电压产生电路。Q308集电极输出的振荡电压频率为 30kHz?幅度约为16V。所产生的8V直流电压为掌握与主放大电路板上的接地电路供给工作电压。Q310与Q311的作用一样，它也是由电池电

22、压检测电路和自动定时电路进展掌握。(五)电池电压检测电路IC320、ZD316、R30A、R30B、R30C和R30D等组成电池电压检测电路。IC320(12)接成一个电压比较器。由稳压管ZD316上取得的+5V稳压通过R30E加到比较器IC320的同相输入端第6脚上，作为比较器的基准参考电压。电池电压在R30B、 R30C和R30D上进展分压。由R30C 上端取得的分压经R30加到比较器的反相输入端第7脚上。当电池电压比较充分时，R30C上端的分压高于基准参考电压，这时IC320输出为低电平。(为零伏)。此时Q310和Q311因基极反偏而截止，直流直流转换器正常工作。当电池电压降低后，电阻R

23、30C上端的分压也随之降低，当低于基准参考电压(+5V)时， 比较器翻转，IC320(12)的输出由低电平变为高电平(约为+12V)。这个高电平经过二极管D322和降压电阻后送到Q310和Q3ll的基极使它们导通，使两个直流直流转换器停顿振荡， 切断主供电电源，降低耗电量为原来的15，防止电池过放电。使用蓄电池和使用干电池时自动保护的电压值是不一样的。当使用蓄电池供电时，蓄电 池电池盒的负极将分压电阻R30D对地短路，使R30C上端的起始分压较低。当蓄电池电压降为10V时，保护电路就起作用。而使用干电池供电时R30D不被短路，使 R30C上端的起始分压较高，因此干电池电压降得很低(约为65V)

24、时，R30C上端的分压才低于基准参考电压，保护 电路才被启动。由于干电池是一次性电源，所以保护电压设计得较低，R30F是正反响电阻， 加速保护作用。当电池电压检测电路被启动，即比较器 IC320(12)输出由低变高电平之后， 这个高电平通过电阻R30F反响到IC320的同相输入端第6脚，使IC320(12)到达并维持饱和 输出状态。D398的作用是在接通电源的瞬间使比较器的反相输入端快速建立起工作电压，防 止电路的误保护。二、自动键控电路(UT-20781)、自动键控电路是整机的操作系统，它包括操作按键开关、键控编码器和显示译码电路。电路图如附图2-2。(一)键控编码电路SW701SW71 l

25、是操作功能按键开关。除毫伏标压开关SW711外，全部其他操作功能开关选通之后都通过IC701进展键控编码。IC701是一种静态四位编码器，共有16种编码输出状态。第1013脚为编码输出端，第14脚为选通脉冲输出端，每按一个开关，其输出端就输出一组相应的编码，同时第14脚还输出一个选通脉冲。它们被送到掌握电路的单片微机Icl01，以产生相应的操作指令。第15脚为时钟脉冲输入端，由掌握电路送来4096Hz的脉冲信号作为IC701的时钟信号。各功能开关的选通状态与IC701输出编码的对应关系如表l-3-4所示。管脚编号输入端规律值输出端规律值开关功能43 2 19 7 6 5 13 12 11 10

26、14开关名称oN 时功能R4 R3 R2 RlC4 C3 C2 C1 D4 D3 D2 DlST表134SW70lSTARTSToPO1111101000O兀SW702INSTRESET1ll01l100O01兀SW703ADV +l11011010010兀SW704REV -l11O1O1lO011兀SW70512l101l11O0100兀SW7061110lllO10101兀SW70721l0110l10110兀SW708AUTO1011l11O01l1兀SW709HUM101l110l1000兀SW7102550101l101l1OOl兀(二)译码和显示电路1译码器lC702和IC703

27、(MCl4028)是二进制变十进制的数据译码器。它们对单片机送来的导联转 换编码进展译码。其输入输出编码的规律真值与导联选择状态的对应关系如表卜35所示。IC 编号输入编码输出编码导联选表1一35DCBAQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Qo择状态lC70200000000001TEST00O0000lOI0000000010010000l0O0001000l00OOaVR000l00000aVL00lO100O00OaVF1l00000O0V，0l00O10lOl1IC70300000000001V2000000O1OV300000O00l00V4l0O0OlOOOV500l00010000V60

28、001101000 1ll02. 异或门驱动器IC705Ic709(Mcl4070)组成异或门驱动器。每一个集成块中有四个异或门。这是一种正规律的异或门。、当两个输人端的输入电平相异时，输出为高电平，两个输入端的电平一样时输出为低 邑平。本机的异或门实际上是一个脉冲相位掌握门。其中一个输入端加着一个32Hz的脉扣波， 另一个输入端分别接在译码器输出端。当译码输出为高电寻常，相应异或门的输出衣冲与输 入脉冲相位反相。否则其输出脉冲与输入脉冲相位一样。3. 液晶显示器。液晶显示器是一种低电压低功耗的显示器件，本机所用的液晶显示器工作原理是：在。CD的公共掌握端(第l、2、36、39、40脚)上施加

29、32Hz的脉冲波。在每一个显示环声的掌握端，通过IC705IC709的20个异或门也同时施加着一样频率的脉冲。当显示不节掌握端的脉冲波与公共掌握端的脉冲波同相位时，LCD便无显示(由于同相位时加芏显示环节的电压为零)。而当相位相反时便有显示。这等于在显示环节加上了脉冲电矗承受脉冲供电方式不仅为了降低LCD的功耗，同时也为了延长LCD的使用寿命。此外，Q702和发光二极管LED701是记录指示电路，Q703和LDE702是封闭指示电路，它们都由单片机来掌握。三、掌握与主放大电路(UT-20233) 掌握与主放大电路如附图2-2。(一)掌握电路掌握电路包括：单片机掌握电路、音响电路、检纸电路、马达

30、调速掌握电路和自动定时电路。1. 单片机掌握电路ECG-615l型心电图机承受了单片微型计算机，并配以程序监控EPROM及外计数器(分频器)等外围电路来掌握整机的工作程序。(1)单片机ICl01IC101(MSM5840RS)是一种四位的单片微型计算机。芯片包含CPU、RAM(容量为1284位)， 可编程定时器计数器，时钟脉冲发生器，4位算术规律运算单元，30根IO线(其中输入 输出双向四位接口两个：PA和PB，四位输入接口PK一个，二位输人接口PH一个，四个输出口(PD、PE、PF、PG)。承受CMOS工艺，功耗很小，约8mV。内有存放器四个，堆栈存放器四级， 数据字宽是四位，指令字长是八位

31、。有96条指令程序，由外接ROM中读出执行，平均执行时 间7.6S，时钟脉冲频率为4.2MHz。四位输入接口PK接收来自键控电路的编码数据，这些数据标志着各种功能键的选通状态， 如导联选择、走纸速度、灵敏度选择、滤波功能、自动手动功能等。输入编码的规律真值与键控功能的关系参考表l3-4。PE口输出导联选择编码数据，一方面送到键控电路板上，译码后通过液晶显示器显示导联的选择状态；另一方面，第23、24脚输出的低位数据(A、B)送到前置放大电路饭上掌握模拟电子开关的转换，而第25、26脚输出的高位数据(C、D)则通过数据筛选接口ICl07后分别掌握四个电子开关集成电路的禁令掌握端(IN端子)，与A

32、、B编码组合起来对12个导联的心电信号进展选择。输出口PF送出四种掌握指令：第27脚输出自动手动方式转换指令(自动时为低电平， 手动时为高电平)主要掌握液晶显示器上显示状态的转换。第28脚输出信号封闭指令(低电平有效)，它一方面掌握液晶显示状态的转变，另一方面送到前置放大电路板上掌握封闭电路(INST)的工作。第29脚输出滤波功能ONOFF指令(ON为“l” OFF为“0”)，它一路送键控电路，掌握液晶显示状态，另一路送前置放大电路(至1C310第9脚)掌握滤波开关的转换。第30脚输出记录指令(START为低电平有效)，它只送键控电路板掌握发光二极管的点灭，标明记录选通状态，而驱动走纸掌握电路

33、的指令则是由PD口输出。PG口也是四位输出口。其第3l、32脚输出灵敏度转换编码数据(B、A编码真值：12 为“0，O”，l为“l，l”，2为“l，0”)，一方面经数据选择器ICl07(12)送键控电路的液晶显示器掌握灵敏度显示状态的转换，另一方面还送到前置放大电路，掌握灵敏度选 择电子开关的转换。第33脚输出记录与停顿记录的掌握指令(记录时为低电平，停顿时为高 电平)。它掌握走纸电路的工作。第34脚输出自动定标掌握指令，在自开工作方式，每完成 一导心电信号的记录后输出一个负脉冲，送前置放大电路，启动IC308内的毫伏标压产生器， 完成自动定标的程序。PH口的第36脚输入由检纸电路送来的检纸脉

34、冲。第37脚接收由前置放大电路自动增益比较器IC313送来的自动增益掌握脉冲。PD口是四位输出口，第1719脚为ROM输送高位的地址数据，同时通过数据触发器ICll0产生走纸速度转换指令和掌握前放电路蜂值保持(IC3 11)工作的指令。PA与PB四位双向传送口。通过数据总线，一方面承受由功能设定开关和数据传送接口(ICl06)送来的预置设定程序，另一方面通过锁存器Icl03、Icl04，既可向ROM传送地址数据， 又可承受由ROM读出的数据。除了上述八组接口，还有几个IO掌握端说明如下：IC101的第5脚是同步时序脉冲输出端，它输出131kHz的同步脉冲，分别作为锁存器(ICl03、ICl04

35、)、D通道锁存器(IC110)和分频器(ICl05)的时钟脉冲。第12脚是读指令输出 端，低电平有效。通过程序传送接口(ICl06)读出功能设定开关的预置状态。第22脚输出ROM 的片选信号，低电平有效。第35脚是时钟脉冲输人端，接收ICl05分频后的256Hz的脉冲作为 单片机内可编程定时器，计数器的时钟脉冲、第7脚置零端与第8脚方式掌握端接在一起，由 初始化电路(D105、Cll7等)通过D通道锁存器ICllO来掌握开机后的电路初始状态。工作过程 是开机瞬间c117上的电压不能突变，为零电平。ICll0第15脚输出也为O电平送到UPU的置零 和方式掌握端，将CPU置零并处于等待状态。随着C

36、ll7上充电完毕，C117上电压变为高电平。这个高电平通过ICll0送到CPU第7、8脚，解除初始置零状态，使CPU处于预备工作状态。ICl01第9、10两脚之间接着一个4.2MHz的晶振器，它产生的脉冲作为单片机的时基脉冲。(2)只读存储器(EPROM)本机的只读存储器IC102承受了可抹擦编程的只读存储器，即EPROM。其内部记忆着整机 的自动记录操作程序。本机所用EPROM(MB8516)的容量为l6K，具有+5V单一电源。写入方式 简洁，一字写入方式，写入时间短，程序功耗小，输入输出全部与TTL兼容，可用紫外线擦 去(当用紫外光照耀片子上面的石英玻璃窗口时，全部电路中浮空晶栅上的电荷会

37、形成光电 流泄漏掉，使内电路恢复起始状态，从而把写入的信号擦去，擦去可实现重写，所以称为可抹擦编程)等特点。其电路功能方框图如图1-3-3。图中，A0A10是地址数据输入端，OE是读出允许掌握端，低电平有效，本机此端接地，处于常允许读出状态。CS端为片选信号输入端，低电平有效。就是说当CS端输入低电平，OE 端也为低电寻常，依据A0A10输入的地址数据，EPROM便将相应存储区的信息读出到数据线上。D0D7为8位数据读出线。3)地址锁存器ICl03和ICl04(MCl4042)是一种四态锁存器。其第6脚为极性掌握端，当第六脚为负极性(零电平)掌握时，假设时钟输入端第5脚为低电平，数据由D传送到

38、Q端，而当第5脚为高电寻常，从上升沿开头信号被锁存。当 图1-3-3 MB8516功能方框图-第6脚为正极性(高电平)掌握时，时钟输入端第5脚为高电寻常，数据由D传送到Q端。当5脚为低电寻常，从下降沿开头数据被锁存。其规律真值与锁存功能的对应关系如表1 3 6。本机利用了它的正极性掌握。表1-3-6时钟端第 5 脚0极性端 6 脚0Q 端传送数据l0锁存11传送数据01锁 存(4) 程序设定掌握接口ICl06(MCl4503)和功能设定开关SWl0l组成了程序设定掌握接口。通过设定 SWl01的六个开关，可以对记录长度、增益掌握和基线调整等自动功能进展预置。ICl06实际上是一种三 态门。其内

39、部有六个缓冲门，第1脚和第15脚是六个门的掌握端。当两个掌握端为低电寻常， 缓冲门被开启，数据由输入传送至输出端，当掌握端为高电寻常，缓冲门封闭，呈高阻状态。在自开工作方式，当启动记录开关后，单片机给ICl06的掌握端第l和第15脚送来一个低电平 的读出指令，ICl06将功能设定开关SWl01的状态传送给数据总线，送给单片机，从而产生增 益与基线自动调控功能及确定记录长度的自动程序。(5) 分频器(计数器)ICl05(MCl4040)是一种12阶的分频器，它将CPU送出的l 31kHz的脉冲进展分频。其中5阶分频(2-5分频)产生4096Hz的脉冲信号，由第5脚输出，一路供自动键控电路，作为编

40、码器的时钟脉冲，另一路送到音响电路，作为音响驱动信号。经2叫分频得到256Hz的脉冲信号，由第12脚输出，经2峭分频得到512Hz的脉冲，由第3脚输出，分别作为25mms和50mms两种走纸速度的马达转速驱动脉冲，第l脚输出32Hz的脉冲(经21。分频)作为液晶显示器的工作电压。(6) D通道锁存器ICll0(MCl4174)是由六组D触发器组成的数据锁存器。其第l脚加了一个高电平。这种状况 下，当第9脚的时钟脉冲上升沿到来时，由上升沿开头数据由D0D5端分别传送到Q0Q5端。当时钟脉冲下降沿到来时，Q0Q5数据被锁存。、ICll0第5脚输出走纸速度转换指令，高电寻常为25mms，低电寻常为5

41、0mms。第2脚输出去除峰值保持的指令，低电平有效。第7脚输出停顿峰值保持的指令，低电平有效。(7) 数据筛选掌握门lcl07(MCl4556)是一种数据筛选掌握门。它将双端输入的二进制数据变为四选一的负规律输出信号。Icl07具有两组掌握筛选门，每一组的输出端Q。Q，的输出编码与输入编码的规律真值关系如表1-3-7表1-3-7ICl07(上12)的一组输出端Q0Q3分别接到输入电路的导联选择电子开关集成块IC304IC307的1N端子上。前面讲过，导联选择集成块的IN端子高电平掌握时，开关被封闭在断路状态，只有为低电寻常，电子开关集成块才可以被选通。Icl07的输出状态，刚好使得当一个导联电

42、子开关集成块工作时，其它集成块处于封闭状态，从而保证了导联选择的准确性。lcl07的其次组输出端(下l2)Q。Q，输出灵敏度显示转换掌握信号，它被送到键控电路板掌握灵敏度的显示状态。2. 音响电路和检纸电路音响电路由IC018、Icl09和蜂鸣器BZ-101组成。lCl08的两个正规律门(第8、9、10脚和第1 1、12、13脚)接成单稳态触发器。单稳时间为0.07秒。当按下任一操作按键时，都由键控电路板送来一个脉冲，使lcl09的负规律或非门(第8、9、10脚)输出一个正脉冲，鲍稳电路被触发，输出一个007秒的正脉冲。这个正脉冲使4096Hz的脉冲通过Icl09的另一个规律门 (第11、12

43、、1=脚)驱动蜂鸣器发出短暂的音晌，以证明键控开关的选通。检纸电路由检纸光敏传感器PHCl02和脉冲放大整形电路Icll3等组成。光敏传感器把记 录纸上的黑色方块标记变为脉冲信号，送到Icll3中进展放大整形，由7脚输出矩形脉冲信号。这个脉冲信号被送到CPU的PH口(第36脚)，经CPU处理后再由PG口第33脚送出自动确定走纸长度的掌握指令。应当说明，当程度设定开关的第6位开关置于OFF时，检纸脉冲对CPU是没有 意义的。3. 电机调速稳速掌握电路它包括光电耦合掌握电路、锁相稳速掌握电路和走纸速度切换电路。(1) 光电耦合掌握电路Q102、Q103和PHCl0l组成光电耦合掌握电路，其作用是把

44、走纸(START)指令和马达驱动脉冲耦合到接地电路的相锁稳速掌握电路中去。在“STOP“状态，即在不记录的状况下，单片机通过Icl08的一个规律门给Q102基级送来 一个规律低电平，使Q102截止。光电耦合器第8脚输出为高电平。这个高电平加到Q105的基 极使Q105导通，Q10l和Q104截止，马达得不到驱动电流而停顿工作。当启动记录开关后，单片机送出低电平记录指令，通过Icl08之后变为高电平，使Q102导通，驱动光电耦合器工作， PHCl01第8脚输出变为低电平(为零伏)。使Q105截止， Q10l和Q104在Icll2第13脚输出电压的掌握下而导通工作，为马达供给驱动电流，开头记录心电信号。当PHCl01第8脚变低电平 后，ICl 11第12脚也输出一个高电平。这个高电平一方面停顿自动定时掌握电路的工作(下面还会讲到)，另一方面送到主放大电路中的，热笔温度掌握集成块Icll6的第4脚，提高热 笔的温度。与此同时，256Hz(纸速为25mms)或512Hz(纸速为50rams)的脉冲信号通过Q103，驱动光电耦合器PHClol(