电子电路课程设计报告院、系：信息工程系专业：电子信息工程学号：姓名：同组人：指导教师：二0一一年一月七日目录一、课程设计实验目的 (3)二、课程实验设计方案 (3)三、设计要求及技术指标 (3)四、课程设计实验器材 (3)五、课程设计实验原理 (4)（1）集成运放放大电路 (4)（2）555定时器原理及应用介绍 (4)（3）计数器 (6)（4）译码器 (7)（5）七段数码管 (9)（6）压电陶瓷片 (10)六、仿真调试与分析 (11)七、元件安装与焊接 (11)八、课程设计实验心得 (12)电子电路课程设计报告脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。

它是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几个毫伏）。

我们组选择本课题设计项目，主要是感觉做一个难度相对比较高的课题既能锻炼自己设计和动手的能力，而且成品又具有现实运用的价值，一举两得。

一、课程设计实验目的：1．通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。

2．初步掌握一般电子电路设计的方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。

3．培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。

对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实验中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。

4．通过课程设计这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是的科学作用，树立生产观点，经济观点和全局观点。

为更好的运用所学的知识，加深对电子电路的掌握，达到创新的目的。

通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作电路二、课程实验设计方案：把转换的为电信号的脉搏信号，在单位时间内进行记数，并用数字显示其记数值，从而直接得到每分钟的脉搏数。

三、设计要求及技术指标它的基本功能是：用传感器将脉搏的跳动转换为电信号，并加以放大，整形和滤波。

在短时间内（15s)测出每分钟的脉搏数。

它的作用可以再15S内测量1min 的脉搏数，并且显示其数字。

正常人脉搏为60-80次每分钟，婴儿为90-100次每分钟，老人为100-150次每分钟。

要求：1、实现在30~60内秒测量1分钟的脉搏数，并且显示其数字。

正常人脉搏数为60~80次/min，小孩为90~100次/min,老人为100~150次/min.。

2、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。

3、测试误差不小于2次/min。

四、课程设计实验器材：电阻（共22个）：357 ohm 14个100 ohm 1个100 kohm 1个 6.2 Mohm 1个1 kohm 3个8.2 Mohm 1个10 Mohm 1个电容： 6.8 uF 1个 1 uF 1个按键开关：2个集成运放：LM324AJ 1个图0 同相比例放大电路 施密特触发器：7414N 1个定时器： LM555 1个计数器：74160 2个译码器：4511BD 2个共阴极七段数码管： 2个与门： 7408N/74LS08 1个发光二极管：红色，蓝色各一个压电陶瓷片： 1个电源盒：（4节5号电池） 1个附带：导线若干，烙铁，焊锡，尖头钳五、课程设计实验原理：（1）集成运放放大电路：从已学过的电路知识可知，单级放大电路的基本要求是：放大倍数要足够大，通频带要足够宽，波形失真要足够小，电路温度稳定性要好，所以设计电路时，主要以上述指标为依据。

同相比例放大器是一个电压串联负反馈放大电路，它具有高输入电阻，输出电压与输入电压同相等特点。

是应用较广泛的基本电路组态之一，如图0所示。

1) 集成运放的选择。

在设计同相比例放大器时，对集成运放的选择原则除考虑反相比例放大器设计中提出的各项要求外，还应特别注意此时存在共横输入信号的问题，除要求集成运放的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值外，还要求有很高的共模抑制比。

2） 反馈网络元件的参数计算。

最佳反馈电阻R foP 为R foP i o Uf R R A 2R 1为R 1=foP Uf R A -1（2）555定时器原理及应用介绍：555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。

555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA ，因而其输出可与 TTL 、CMOS 或者模拟电路电平兼容。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。

它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3图1 555定时器内部方框图<555定时器内部结构图>555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图1所示。

它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。

A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

Rd非是复位端，当其为0时，555输出低电平。

平时该端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

555定时器应用555定时器单稳态触发器图2 555构成单稳态触发器上图2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。

D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。

并使2端电位瞬时低于，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc 按指数规律增长。

当Vc充电到时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。

波形图见图3。

图3 单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC 通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。

当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。

此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。

（3）计数器：本实验我们用到的是74160·用于快速计数的内部超前进位·用于n 位级联的进位输出·同步可编程序·有置数控制线·二极管箝位输入·直接清零·同步计数本电路是由4 个主从触发器和用作除2计数器及计数周期长度为除5的3位2进制计数器所用的附加选通所组成。

有选通的零复位和置9输入。

为了利用本计数器的最大计数长度（十进制），可将B输入同QA 输出连接，输入计数脉冲可加到输入A上，此时输出就如相应的功能表上所要求的那样。

LS90可以获得对称的十分频计数，办法是将QD 输出接到A输入端，并把输入计数脉冲加到B输入端，在QA输出端处产生对称的十分频方波。

74160引脚图（4）译码器：本实验我们用到的是4511BDBCD七段显示器译码器/译码器CD4511引脚图及真值表IC CD4511 是一组用来作为BCD 对共阴极LED 七段显示器译码的包装。

其引脚图，图1与真值表图2所示，其各脚功能如下：LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出abcdefg=1111111，使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。

当LT=1，则正常*。

BI：空白输入控制，当BI=0 (LT 为1 时) 则不论DCBA 之输入为何，其输出abcdefg皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。

LE：数据栓锁致能控制；在CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据栓锁的记忆功能。

当LE=0 时(LT=1 且BI=1)，DCBA 数据会被送入IC 的缓存器中保存，以供译码器码；当LE=1 时，则IC 中的暂存器会关闭，仅保存原来在LE=0 时的DCBA数据供译码器译码。

换句话说当LE=1 时，不论DCBA 的输入数据为何，皆不影响其输出，其输出abcdefg 仍保留原来在LE 由0 转为1 以前的资料。

（图一）（图二）（5）七段显示器简单介绍十进制加减计数器/锁存/七段简要说明：为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，计数器状态锁存，七段显示译码输出等功能。

计数器有2个计数时钟输入端CPU和CPD分别用作加计数时钟输入和减计数时钟输入。

由于电路内部有一个时钟信号预处理逻辑，因此当一个时钟输入端计数工作时，另一个时钟输入端可以是任意状态。

计数器的进位输出CO 和借位输出BO一般为高电平，当计数器从0～9时，BO输出负脉冲；从9～0时CO输出负脉冲。

在多片级联时，只需要将CO和BO分别接至下级计数器的CPU和CPD端，就可组成多位计数器。

引出端符号：BO 借位输出端CO 进位输出端CPD 减计数器时钟输入端CPU 加计数器时钟输入端CR 清除端/CT 计数允许端/LE 锁存器预置端VDD正电源Vss 地Ya~6g 锁存译码输出端推荐工作条件：电源电压范围…………3V～18V输入电压范围…………0V～VDD极限值：电源电压…...－0.5V～18V 输入电压……－0.5V~VDD+0.5V输入电流…………….±10mA储存稳定…………－6（6）压电陶瓷片的原理及应用当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。