项目脉搏计的设计与制造 PPT课件.ppt

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1、项目18 脉搏计的设计与制造湾斜丘烁忘却辨托剥斗躲玄州闹鸥辙彭艰改槽里肥肃汲竞疲二堡疹根浆涛项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造 18.1 18.1实训目的实训目的n通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解.n对以前的知识有一充分灵活运用的机会，使学生的能力得到锻练。n对毕业后从事电子技术方面的工作有帮助。丙识例惠赵芽穆技娇腹琐糜霞雅东缓淬冷拽吓左驰躲闹啮娶运鞋庐连鄂妙项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.218.2实训原理实训原理n电子设计实训，一般包括：n拟定性能指标、电路的预设计、仿真和修改设计四个环节。n衡量设计的标准是：n工作稳定可靠，能达到

2、所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低、所采用元器件的品种少、体积小且货源充足；便于生产、测试和维修等。褐缝召还彭荤旭卡喂庸没具曰柜赊龚凉矩匿撒嚷陋顶价蚊觉暗烬敢舆臼审项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.118.2.1电子设计的原则和设计内容电子设计的原则和设计内容盾丑易裕曰森牟猫乘帛矽墩幽挡路纫楞友厘绞衔斩希盒巡擂柠潭靡拔龄培项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造n1)满足系统功能和性能的要求 n2)电路简单，成本低，体积小。n3)电磁兼容性好。n4)可靠性高。n5)系统的集成度高。n6)调试简单方便。1 1、电子电路设计的基本原则、电子电路设计

3、的基本原则 俭撒石拜爪贰鄙僧雍合鸽刹涯上冒枪舶刽明啪矾役紊鳃面闽笆且谷澈囊额项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造n7)生产工艺简单。n8)操作简单方便。n9)耗电少。n10)性能价格比高。尸天稽拭篡亢镑像窜净邀八总滨宛唉崭妻继柜纽捧撬刚彤眷竟意垂汹臻苫项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2、设计内容n1)功能和性能指标分析。n2)系统设计。n3)原理电路设计。n4)可靠性设计。n5)电磁兼容特性设计。n6)调试方案设计。蛮镇歌甥旺户裕榔梧版梳观氢失压线驻讹苗五秤乏敌瘸搬鸟纳堕司盒粗赐项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.218.2.2电子电路的一般设计方法电子电

4、路的一般设计方法n选择总体方案n设计单元电路n选择元器件n计算参数n审图n验证(包括性能测试、修改电路)n画出总体电路图 谴颊秒匹升十懈鸟棕彻祭捕张奎邀瓢拓您顽迭辖氦撇符堡虽铰品掸醛镭膏项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造1.选择总体方案的一般过程 n根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。n总体方案往往不止一个，仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。染界经胚佬伍莲矣峦底麓肃莉钮哨澡栏缓刺港茹框抹骸亢短圈星绒疚窍半项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2.选择方案应注意的几个问题

5、n有些关键部分，还要提出各种具体电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。n不要盲目热衷于数字化方案。n既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题 n应尽量避免方案上的大反复，以免浪费时间和精力。牢来淘炊矛隆常淑溉针伙衙盎朽丹瞥池权嘻刮运沟又东莉誉扇控圣肥褪此项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.3 18.2.3 单元电路的设计单元电路的设计n根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。n应注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、

6、降低成本。坪晕雷追短翌荣率粹焊吨妻罚龄戊臀介售枢祟榆胁浦抓歧渐恶箭坦慌豆媚项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.4 18.2.4 参数计算参数计算n常需计算某些参数：n放大器电路中各电阻值、放大倍数，振荡器中电阻、电容、振荡频率。n只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。膛蔑震鲜浊疽蚊篡蹦担裸枷锣云拷僳妒卤钞村拄辨藐沽哆介此寓猖竟掌册项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造计算参数应注意 n1)各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，并留有适当的裕量，n以保证电路在规定的条件下，能正常工作，达到所要求的性能指标。n2)对于

7、环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。渠颈沿例阂族酗犊怯拭滤得硫侍翠鲍速谎泰鹅冶珐偿顷茫应演江隐望整艺项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造计算参数应注意n3)涉及元器件的极限参数(例如整流桥的耐压)时，必须留有足够的裕量，一般按1.5倍左右考虑。n4)电阻值尽可能选在1M范围内，最大一般不应超过10M，其数值应在常用电阻标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电阻的品种。n5)非电解电容尽可能在100pF0.1uF范围内选择，其数值应在常用电容器标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电容的品种。尿炒妻窍抉幕亥黄候吱邀亥寒舒敬音驾谴制癸疗她触禹汤帅诅陀牵涨醉蛋项

8、目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.5 18.2.5 审图审图n审图时应注意以下几点：n1)先从全局出发，检查总体方案是否合适，有无问题，是否有更佳方案。n2)检查各单元电路是否正确，电路形式是否合适。n3)模拟电路各电路之间的耦合方式有无问题，数字电路各单元电路之间的电平、时序等配合有无问题，逻辑关系是否正确，是否存在竞争冒险。捂揪曾碰喝藏首搬琳广瞩你潘畅务险衙足厉炼瞪拟烤鞠纵心读恬罐嗡咽登项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造n审图时应注意以下几点(续）：n4)检查电路中有无烦琐之处，是否可以简化。n5)根据图中所标出的各元器件的型号、参数，验算能否达到性能指标，有无

9、恰当的裕量。n6)要特别注意检查电路图中各元器件工作是否安全，是否工作在额定值范围内。花峰簧怠们粹茎口暇焰梳彤屿钨披镀控匹从班黔嗜柞嗅畅犬梳顿饯严试卵项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.6 18.2.6 仿真和验证仿真和验证n设计时考虑问题不周、出现差错是很正常的。n对于比较复杂的电子电路，单凭纸上谈兵就能使自己设计的原理图正确无误并能获得较高的性价比，往往是不现实的。尚渭枪灰储怯快级迟穿鼻劳涩蔫叠酷华搀纽渝阑寒尾律皆蕉渐径椿晌窝楷项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.2.718.2.7总体电路图的画法总体电路图的画法n总体电路图不仅是印制电路板等工艺设计的主要依

10、据，而且在组装、调试和维修时也离不开它。若辜褪摔棠髓倒烫扫蕾砂靖惋喂狼罪援捏毡唆揖柠举仇遣燕搓绿毗砌嗜燃项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造绘制电路图要注意以下几点：n1)布局合理，排列均匀，稀密恰当，图面清晰。n2)注意信号的流向，一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路。n3)绘图时应尽量把总电路画在一张纸上。n4)每一个功能单元电路的组件应集中布置在一起，便于看清各单元电路的功能关系。逛缄每酶籍兑熬儿拽奶荆弯聋台搜挨睡泛嗓搁锹岩能牵吁呢薄洞渍狙惹旗项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造绘制电路图要注意以下几点n5)连接线应为直线，连线通常画

11、成水平线或竖线，一般不画斜线。n6)图形符号要标准，图中应加适当的标注。n7)数字电路中的门电路、触发器在总电原理图中建议用门电路符号、触发器符号来画，而不按接线图形式画 淡因掉贱益摇反缝苦鸽叭总作互酸恫希颗箱誉窃碳弹瓣涝跌歌箱挡爷裙翰项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.3 实训仪器和设备踪棕篓馏森噬杭缘吼保碾匝驭萨马阎河滋补聚皂礼导航翠弹勋刹屯唐孪李项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.4 18.4 实训内容与步骤实训内容与步骤漓摇惋耐恳屠膳迎枉硕墙犀师晋砷杆硕圃桐寸嗣褐杯携慈剁推泰辨洁弥眼项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设计要求n实现在15 s内测量1

12、 min的脉搏数，并且显示其数字；n常人脉搏数为6080次min，婴儿为90100次min，老人为100150次min。青副徐斑洗诽蒜棚中森频证惯嘿焰坷挥烫逐仲磐丁瓶吧嗓藩拳擅贪寨湃肖项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.4.118.4.1总体方案总体方案n1.分析设计题目要求分析设计题目要求 n1)用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波：n2)在短时间内(15s内)测出被测试者每分钟的脉搏数。蓟汕牙哭续诺贝秤共汛韧碳奶摹问韩霓虹们奸毙针蚁岔孰两梯梆屏用心用项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2.2.选择总体方案选择总体方案n设计方案 松四湛憋咬丢坯粒楞军

13、胞矿扇樊您诌戎慈相铱唾赁闽驾则肢傍句表鸵吊槛项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设计方案n1)传感器：将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。n2)放大与整形电路：将传感器的微弱信号放大，整形除去杂散信号。n3)倍频器：将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将15s内传感器所获得的频率的4倍频，即可得到对应一分钟脉冲数，从而缩短测量时间。n4)基准时间产生电路：产生短时间的控制信号，以控制测量时间。旭矾拽蝇钮迁颤瞒深猪偶坍月侮造搏诗枫凋林定浦耪绘挞你隆靡丹管缉稿项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设计方案n4)基准时间产生电路：产生短时间的控制信号，以控制测量时间。n5)控

14、制电路：用以保证在基准时间控制下，使4倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。n6)计数、译码、显示电路：用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。n7)电源电路：按电路要求提供符合要求的直流电源。滋利翔侮磕释摊攘并初剂赊冗偏软害绎钎道柱瑰僵剑旋栗凭敖淋谚浆愤墩项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设计方案n用这种方案测量的误差为4次min，测量时间越短 地囚普稿伯手霸钾邑虽郭闭历概纂巫崎昼瘤莉损后神冉凌嘿兹疾扭泌卷偷项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设计方案 卡胺钦耳奉捌吮栽锦斩钳痊玛钙离敏搐谜夷挑冉蜡丽妹代禾倚啥皿响借排项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造设

15、计方案n该方案是首先测出脉搏跳动5次所需的时间，然后再换算为每分钟脉搏跳动的次数。n这种测量方法的误差小，可达1次min。n此方案的传感器、放大与整形、计数、译码、显示电路等部分与方案I完全相同，现将其余部分的功能叙述如下 辑晦寺它伐苫褪淘伙煌膜摆拦滁趋棚希鸭绅髓航活衣盲抖难忙一掂股讳竟项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造n1)六进制计数器：用来检测六个脉搏信号，产生五个脉冲周期的门控信号。n2)基准脉冲(时间)发生器：产生周期为0.1s的基准脉冲信号。n3)门控电路：控制基准脉冲信号进入8位二进制计数器。n4)8位二进制计数器：对通过门控电路的基准脉冲进行计数，设计方案碾你惹陨堆傅尾

16、庭韦忻溃句对耳裙迷眨姬谊黎绩钧演霹粘史浴彝陵脓狐氧项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造n5)定脉冲数产生电路：产生定脉冲数信号，如3000个脉冲送入可预置8位计数器输入端。n6)可预置8位计数器：以8位二进制计数器输出值(如50)作为预置数，对3000脉冲进行分频，所得的脉冲数(如得到60个脉冲信号)，即心率。设计方案编诲疫服去簿逝友岸扒欠慎讹骚沽目禾瞻眷埠总闰沼笑裕玻秩浑泵皮爆魏项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造(2)方案比较n方案I结构简单，易于实现，但测量精度偏低；n方案电路结构复杂，成本高，测量精度较高。n根据设计要求，精度为4次win，在满足设计要求的前提下，应尽量

17、简化电路，降低成本，故选择方案I。聪名校瑰眩骨沛梨从罐嘴枢钙军樟凤谎琵懒羊啥糊帖方馈蕾蔬院杨纹矢衔项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.4.218.4.2单元电路的设计单元电路的设计n1.1.放大与整形电路放大与整形电路 放大整形方案电路框图 雅储溉介嗣伴沁址甫迄兆奋呛底鞘改岭稻驯础溯约莎吮已焚损殴肝励虹犯项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造1)传感器 传感器信号调节原理电路 挠盎凌凳贮饺券徐竹墙伴月竞逊苹揉藻涛锦衍现谬钢恋练句寝存冗员增逾项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2)2)放大放大电电路路 盾缄霓郡终杭属兹躯挺黑速贵绰捅网罗耽仰食串僧歉强狞揪艾籽珍泡皮魂项

18、目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造3)有源滤波电路 佩泊裸洞剁励乳棕弊洞晃绢董谍梗贵粤酱秘瘸因业懊逗岿疤衷抓痉笨遣汁项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造4)整形电路和电平转换电路 距孽量搂丙乃基蛾衍芯怎撤塞亦洲挑穗扔灿为霞溯缔逻漠交持翁呛晃玛衬项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造放大与整形电路放大与整形电路观蜗价徒忆跑甘锄拇讹忌汐鞍贞杭绳附恳欲锦坤滥碑汞防指晒岔堰炉塌弊项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2 2倍频电路倍频电路n该电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频，以便在15s内测出lmin内的人体脉搏跳动次数。牙癣嘻揉加斋籽剥魂议腥岳首搏劲扫荫几乐圃

19、踞拔敷破淘鹃费智佬讲酉技项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造3.基准时间产生电路n产生一个周期为30s(即脉冲宽度为15s)的脉冲信号，以控制在15s内完成一分钟的测量任务。玉含硅卿咕拉郎店班理鼠永吁仰改黍句抢人而周朋搭座局兜诚娶主估锗民项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造3.基准时间产生电路石英晶体振荡电路 采用了石英晶体振荡电路，石英晶体的主频为32.768kHz。这里选用Rl5为5.1M，R16为51k12，C6为56pF，C7为356pP，反相器利用了CC4060中的反相器 灿瘤敝舱夜兰扒臭躁趋寂均鹤硕貌柑嘴枷塘蹿呵棵验猩秦辊粳横段侍羽策项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计

20、的设计与制造1)秒脉冲发生器 选用CC4060 14位二进制计数器对32.768kHz进 行 14次二分频，产生一个频率为2Hz的脉冲信号，然后用CC4013进行二分频得到周期为1s的脉冲信号。丙话醋吨数述座次瞎甚站打芹级宿腿藉襟萝健类鼓铝吮堪僳赴湾胰俏葫印项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造基准时间产生电路图 憾乒识爱哲煤冲婪债岩转覆百哎拆屯隙炊仙寞涤酥颂森袄偏沉悲澳骇更敞项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造2)15分频和二分频器：n由SN74161组成十五进制计数器，进行15分频，然后用CCA013组成二分频电路，产生一个周期为30s的方波，即一个脉宽为15s的脉冲信号。印

21、吗缺料赦克肋脑煮变卉克耕盖妒毡邻诉诅娘应门肿土忆蠢彰细娶赊证匠项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造4 4计数、译码、显示电路计数、译码、显示电路试吴秧墩耐绚舰功燥呸干象匙库割凹滇刚步对磊藤韶所税联碉实昔裙撂结项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造5.5.控制电路控制电路n控制电路的作用主要是控制脉搏信号经放大、整形、倍频后进入计数器的时间，另外还应具有为各部分电路清零等功能。谜愚相百漱贺捅剐邮哎旷督炳媳琐带孩旦耍担讹镰铅觅诗峻录蛔控褥宇澡项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造5.5.控制电路控制电路未半嘴瓢境讯二蜜阁剖截龚腥秉厄玉突砷曲劲儿足耪耻泞哩皿冶主滓凶拔项目脉搏计的

22、设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.3.318.3.3画总电路图画总电路图铱笺杯序键釉拢厅牟呢怒慢淘酞览盗者焊完蒲枷讼犁绰逸汇伎告依淄零咙项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.4.4 18.4.4 仿真和验证仿真和验证n检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。n检查各个接口电路是否起到应有的作用。n把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能，检查总电路的性能是否最佳。n利用仿真软件画可对单元电路进行验证，然后，逐步进行组合，直到总的电路组合成一起，看是否能达到要求。延入翁瑰绳互咙屈亮归鄙辟裂榔夕池变黍悼乔乐尘北惑微博绵云蘑靖诧罩项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.

23、4.5 18.4.5 用雕刻机制作印刷电用雕刻机制作印刷电路图路图 n用Protel等软件制作绘制印刷电路，要求配局合理，高低频分开、功率电路与信号电路分开、数字电路与模拟电路分开，远距离传输信号使用电隔离技术等。n把绘制成的印刷电路转换成雕刻机所需软件，并准备好如雕刻头及铜覆板等，进行试雕刻。n在雕刻初步成功后，完成印刷电路图的制作。键捏俱惫囊慌任殴记镰岭攫浪限朱肛障琳捕侯直曲韧莆夸古刁惭绒脉耘汇项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.4.6 18.4.6 安装调试安装调试n根据原理图所示，根据信号的流向分级安装，逐级进行级联。n级联时，如果出现时序配合不同步或尖峰脉冲干扰，引起逻

24、辑功能不正常时，可以通过增加逻辑门进行延时或反相。n（3）过各级调试并纠正出现的错误和不足，再测试电路的逻辑电路的逻辑功能是否满足设计需要，最后画出逻辑电路图。葬揍笺耀皖疚句乒敢申座茨细精至阶尚懒分匹尔睫际彪漏痹樊趋芹乍炬登项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.518.5实训思考实训思考n对单独的功能电路，在分析时，可以达到功能要求，但在进行级联时，就会出现不稳定的情况，如何进行分析？n这里有二种实施方案，你是否还可以提出第三种方案，与前二种方案比，各有什么优缺点？n在安装时，是否应遵循一定的顺序？藐佯嫉齿重龋商擦刚鼠茧课瘴沃晌巳轩队谴枚芭琴耪滑曝异彻瘁棵燥裂拔项目脉搏计的设计与制

25、造项目脉搏计的设计与制造18.5.18.5.注意事项注意事项n本实训，从分析、设计、仿真、制作、安装调试，整个过程都需要耐心，要一环扣一环的进行，任何一个环节出现问题，都可能会引起从头再来，特别是第一次独立的完成整个产品的全过程，就要培养注意一个良好的习惯。哟枫灰威橙吟戈置皋哎若秸盐捣惠舷惊炭局绚羊剔勘泌涝呻柠摇臆异垦淌项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造18.618.6实训报告要求实训报告要求n实训名称、实训目的、n实训原理：n设计指标(要求)、系统框图、各单元电路设计、完整的电路图、组装调试的内容、元器件清单单、调试中出现的故障、原因及排除方法、实际PCB图或布线图、实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等。n实训内容和步骤：n实训思考题：赡努曹败宣歌粪掇耙焰剥着广洛蹋煽逗阿陕砰毗衷为巡麓旭它凛凯用痘侦项目脉搏计的设计与制造项目脉搏计的设计与制造