人體脈搏測(cè)量儀的設(shè)計(jì)論文

1、摘 要本課題是人體脈搏測(cè)量儀的設(shè)計(jì)。由于脈搏信號(hào)的特殊性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意實(shí)現(xiàn)測(cè)量的準(zhǔn)確。該系統(tǒng)的重點(diǎn)就在于要求實(shí)現(xiàn)測(cè)量的簡便化和精確化。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在小于十秒的時(shí)間內(nèi)，測(cè)量出人體一分鐘的脈搏，并且保證誤差在 2 次以內(nèi)的要求。本系統(tǒng)以 89S51 單片機(jī)作為中心，通過使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最核心的計(jì)算脈搏功能。在信號(hào)的前端處理上，使用壓電陶瓷片采集人體脈搏信號(hào)，然后經(jīng)過 AD620 放大，施密特觸發(fā)器整形，低通濾波器濾波等一系列操作，

2、將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖信號(hào)輸入到單片機(jī)內(nèi)，并利用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)的方法是利用單片機(jī)的計(jì)時(shí)器，計(jì)算一次心跳的時(shí)間，然后由該周期計(jì)算出頻率，繼而就可以求出一分鐘的脈搏數(shù)。計(jì)數(shù)結(jié)果將最終送至液晶屏 1602 來進(jìn)行顯示。整個(gè)系統(tǒng)耗電低，體積小，具有便攜性與精確性。經(jīng)過多次調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，本系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)所要求的指標(biāo)。 、關(guān)鍵詞：脈搏測(cè)量；壓電陶瓷片；液晶顯示屏；單片機(jī)人體脈搏測(cè)試儀的設(shè)計(jì) 人體脈搏測(cè)試儀的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要

3、求1.1 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù)本課題要求利用傳感器對(duì)人體脈搏信號(hào)進(jìn)行采集，設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，然后利用通過對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，來進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。1.2 1.2 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求(1)、完成一次測(cè)量時(shí)間：<10s；(2)、脈搏測(cè)量精度：≤±2 次/分鐘；(3)、能夠?qū)崟r(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。1.3 1.3 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問題 時(shí)要考慮的問題由于人體的脈搏信號(hào)具有頻率低、幅度小干擾大，不穩(wěn)定度低，隨機(jī)性強(qiáng)等特

4、）點(diǎn)，使得對(duì)脈搏信號(hào)的采集放大電路的設(shè)計(jì)提出了很嚴(yán)格的要求，尤其是抗干擾變?yōu)槭种匾枰O(shè)計(jì)低通濾波器進(jìn)行濾波。選擇放大器時(shí)需要從增益、頻率響應(yīng)，輸入阻抗，共模抑制比，噪聲，漂移等幾個(gè)方面加以綜合考慮。在脈搏信號(hào)放大器中，由于增益較高，噪聲和漂移是兩個(gè)較重要的參數(shù)。脈搏信號(hào)放大器運(yùn)行過程中的噪聲主要表現(xiàn)為電子線路的固有熱噪聲和散粒噪通過比較以上兩種方案。方案一由于使用純硬件方式，系統(tǒng)穩(wěn)定度比較高。但是功能有限，靈活度較低，也不能很好的

5、實(shí)現(xiàn)鍛煉自己的目的。而單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用后一種方案。2.2 2.2 總體設(shè)計(jì)框圖 總體設(shè)計(jì)框圖脈搏測(cè)量儀系統(tǒng)總框圖，如圖 2.3 所示。系統(tǒng)由五個(gè)部分組成：信號(hào)采集單元，信號(hào)調(diào)理單元，信號(hào)整形單元，單片機(jī)單元，顯示單元。其中信號(hào)采集單元主要是選用合適的傳感器將脈搏的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，一般傳感器輸出的電壓都在幾毫伏左右。信號(hào)調(diào)理單

6、元主要包括信號(hào)的低通濾波，以及實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元，幾毫伏的脈搏信號(hào)的電壓被放大為 4V-5V 左右。信號(hào)整形單元?jiǎng)t將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖。單片機(jī)單元通過計(jì)時(shí)器求出一次脈搏的時(shí)間，并進(jìn)而得出脈搏數(shù)，然后將該數(shù)據(jù)送到顯示單元進(jìn)行顯示。顯示單元選擇數(shù)碼管或者液晶屏，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。圖 2.3 系統(tǒng)總體框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件框圖如圖 2.3 所示，包括五個(gè)部分組成。下面將分別介紹該五個(gè)