电子课程设计2015

电子课程设计1、脉搏计原理2、频率计原理3、Multisim简介4、QuartusII简介5、GW48-CK实验开发系统6、设计报告要求7、时间安排分立元件可编程逻辑器件1、数字脉搏计

一、方案简介1.参考框图FPGA实现*FPGA实现*仿真实现注：*为附加内容2.脉搏信号测量放大电路（参考）集成测量放大器AD521，AD534，AD620

一、任务设计一个数字脉搏计。模拟部分仿真实现，数字部分FPGA实现。

1．

技术要求

（1）

用十进制数字显示被测人体的脉搏每分钟跳动的次数，测量范围为20~200次/分。（2）

（在15秒时间内）测量出每分钟的脉搏数。

（3）

锁定每分钟的脉搏数，分别要求：①显示计数过程，并保持计数结果。手动清零。②不显示计数过程，锁存为计数结果。自动清零，自启动计数。

脉搏信号放大器（仿真）输入：1mV、1.2Hz输出：能够驱动CMOS数字芯片性能指标：电压增益：大于1000倍

通频带：0.15Hz—30Hz仿真要完成的主要任务：功能分析、指标测量。2.模拟信号处理（设计并仿真）

对于脉搏信号的放大、滤波、整形部分采用MultiSim或PSPICE仿真实现。2、数字频率计

数字频率计是直接用十进制数字显示出被测信号频率的一种仪器，被测信号可以是正弦信号、方波信号、尖脉冲信号。除此之外，配以适当的传感器，还可以对许多物理量进行测量，如振动速度、转动速度等。因此，数字频率计是应用范围广泛的测量装置。2.1测量原理

数字频率计的基本原理就是测量单位时间内脉冲信号的个数，即，其中，f是被测信号的频率，N是计数器累加的脉冲个数，T是测量时间。2.2频率计结构图1.2频率计结构图（1）时基单元

包括振荡器和分频器，用来产生周期为1s的脉冲信号，称为时基信号。（2）控制电路

得到宽度为1s的方波，称为闸门信号；在每次取样后封锁主控门和时基信号的输入门（3）计数单元

把通过主控门的被测信号输入计数器、寄存器、译码器和显示器。（4）延时单元

数据显示一段时间，其时间的长短取决于延时电路，然后对计数器进行清零，重新进行测量。

（5）主控门

起控制被测信号通过的作用，在取样时间内主控门打开，清零和显示时间内主控门关闭。（1）时基单元

包括振荡器和分频器，用来产生周期为1s的脉冲信号，称为时基信号。

（2）控制电路

其一得到宽度为1s的方波，称为闸门信号，其二在每次取样后封锁主控门和时基信号的输入门

（3）计数单元

把通过主控门的被测信号输入计数器、寄存器、译码器和显示器。

（4）延时单元

数据显示一段时间，其时间的长短取决于延时电路，然后对计数器进行清零，重新进行测量。

（5）主控门

起控制被测信号通过的作用，在取样时间内主控门打开，清零和显示时间内主控门关闭。

（6）输入单元

将接受的各种信号放大、整形，变换为脉冲信号。频率计设计要求测量范围：1Hz-----999999Hz以六位十进制数字显示测量结果。频率显示2s，“0”状态显示1s。可以控制测量的启动、停止和复位。“消隐”功能根据技术指标，选择元件，设计出原理电路图。直流工作点分析交流分析暂态分析傅立叶分析噪声分析失真分析直流扫描灵敏度分析主要功能：参数扫描温度扫描零-极点分析传输函数分析最坏情况分析……3、Multisim仿真软件

Multisim界面介绍仿真电源开关菜单栏工具栏元器件栏仪器仪表栏电路工作区状态栏

波特图仪控制面板分为Magnitude（幅值）或Phase（相位）的选择、Horizontal（横轴）设置、Vertical（纵轴）设置、显示方式的其他控制信号，面板中的F指的是终值，I指的是初值。在波特图仪的面板上，可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。

例如：构造一阶RC滤波电路，输入端加入正弦波信号源，电路输出端与示波器相连，目的是为了观察不同频率的输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况。

调整纵轴幅值测试范围的初值I和终值F，调整相频特性纵轴相位范围的初值I和终值F。打开仿真开关，点击幅频特性在波特图观察窗口可以