畢業(yè)設(shè)計(jì)---人體脈搏測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號(hào)： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書</p><p>　　題 目： 人體脈搏測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) </p><p>　　院 （系）： 電子工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p><p>　

2、　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師單位： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　職

3、 稱： 教授 </p><p>　　題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) √工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題是人體脈搏測(cè)量?jī)x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(jiǎn)便

4、化和精確化。系統(tǒng)要在小于十秒的時(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)。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，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

5、而就可以求出一分鐘的脈搏數(shù)。按照理論來說，只要有一次心跳信號(hào)就可以。但是要考慮到計(jì)算的精確性，可以設(shè)定為測(cè)量五次心跳信號(hào)，然后再求脈搏就可以使結(jié)果比較精確。計(jì)數(shù)結(jié)果將最終送至液晶屏1602來進(jìn)行顯示。雖然壓電陶瓷片的性能并非很好，在信號(hào)的采集上不能實(shí)現(xiàn)非常精確的采集，但是它的價(jià)格低廉，并且在經(jīng)過系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路后，也能比較滿意的實(shí)現(xiàn)我們所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。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)&

6、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：脈搏測(cè)量；壓電陶瓷片；液晶顯示屏；單片機(jī)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This topic is a design of body pulse measuring instrument. Because of the specificity of the pulse si

7、gnal, the design must pay attention to achieve an accurate measurement.The point of this design is the simple and precise of the measurement.We need to measure the pulse of the human body in one minute in less than 10 se

8、conds of time,and to ensure that the error in less than 2 times..The whole system is center on single-chip microcomputer 89s51,using the signle-chip to achieve the system core fun</p><p>　　Key words :Pulse m

9、easurement; piezoelectric ceramics; LCD;single-ship </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言………………………………………………………………………1</p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求……………………………………………………3</p><

10、;p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………3</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………………3</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)時(shí)所遇到的問題………………………………………………… 3</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)……………………………………………………… 3</p>

11、<p>　　2.1 方案論證…………………………………………………………… 3</p><p>　　2.2 總體設(shè)計(jì)框圖…………………………………………………………4</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………… 5</p><p>　　3.1 脈搏信號(hào)采集…………………………………………………………5</p&

12、gt;<p>　　3.1.1傳感器的選擇…………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.2三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較…………………………………………………… 6</p><p>　　3.1.3壓電陶瓷片介紹………………………………………………………………7</p><p>　　3.2 信號(hào)調(diào)理單元…………………………………

13、………………………7</p><p>　　3.2.1一級(jí)放大電路…………………………………………………………………8</p><p>　　3.2.2二階濾波器電路…………………………………………………………… 10</p><p>　　3.2.3二級(jí)放大電路……………………………………………………………… 12</p><p>　　3.3 整

14、形電路…………………………………………………………… 14</p><p>　　3.4 電源濾波電路……………………………………………………… 16</p><p>　　3.5 單片機(jī)電路………………………………………………………… 16</p><p>　　3.6 顯示系統(tǒng)…………………………………………………………… 18</p><p>

15、;　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………… 19</p><p>　　4.1 軟件部分設(shè)計(jì)……………………………………………………… 19</p><p>　　4.1.1主程序模塊………………………………………………………………… 20</p><p>　　4.1.2液晶驅(qū)動(dòng)模塊……………………………………………………………… 21</

16、p><p>　　4.2 軟件開發(fā)環(huán)境……………………………………………………… 21</p><p>　　5 測(cè)試方案及結(jié)果………………………………………………… 21</p><p>　　5.1 測(cè)試方案……………………………………………………………21</p><p>　　5.2 模擬測(cè)試結(jié)果……………………………………………………… 2

17、1</p><p>　　5.2 實(shí)際測(cè)試結(jié)果……………………………………………………… 22</p><p>　　6 結(jié)束語………………………………………………………………22</p><p>　　謝辭……………………………………………………………………24</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………25&

18、lt;/p><p>　　附錄……………………………………………………………………26</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　在我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的診斷中，“望、聞、問、切”是最基本的四個(gè)方面。而在其中，切，也就是脈診，占有非常重要的地位。通過脈診，醫(yī)生可以對(duì)患者的身體狀況有一個(gè)大概的了解，進(jìn)而對(duì)癥下藥。脈搏信號(hào)可以直接反應(yīng)出患者

19、心臟的部分狀況，我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，通過脈診可以了解到患者臟腑氣血的盛衰，可以探測(cè)到病因，病位，預(yù)測(cè)療效等。</p><p>　　從近代醫(yī)學(xué)的角度來看，人體循環(huán)系統(tǒng)承擔(dān)著協(xié)調(diào)全身各組織的能量代謝，輸送氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)，運(yùn)走代謝廢物等重要的工作，還承擔(dān)運(yùn)送抗體、激素等物質(zhì)以協(xié)調(diào)整體的動(dòng)態(tài)平衡。從整體的角度對(duì)疾病進(jìn)行綜合分析，顯然循環(huán)系統(tǒng)的信息將占很重要的比重；從整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)來看橈動(dòng)脈介于大動(dòng)脈與小動(dòng)脈之間，由于心臟的

20、舒縮、內(nèi)臟血容量的變化、血管端點(diǎn)阻抗、管道內(nèi)脈波的反射、血液的粘滯性、血管壁的粘彈性等因素使脈象攜帶著有關(guān)心臟運(yùn)動(dòng)、內(nèi)臟循環(huán)、外周循環(huán)等豐富的心血管系統(tǒng)及整體的動(dòng)態(tài)信息。因此脈診的臨床意義很大，它的機(jī)理是急待于我們進(jìn)行研究的。 鑒于脈診的重要性，人們對(duì)于脈搏測(cè)量一直非常關(guān)注，早在1860年Vierordt 創(chuàng)建了第一臺(tái)杠桿式脈搏描記儀，國內(nèi)20世紀(jì)50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫(yī)脈診的客觀化研究方面。此后隨著機(jī)械及電子技術(shù)的發(fā)展

21、，國內(nèi)外在研制中醫(yī)脈象儀方面進(jìn)展很快，尤其是70年代中期，國內(nèi)天津、上海、廣州、江西等地相繼成立了跨學(xué)科的脈象研究協(xié)作組，多學(xué)科共同合作促使中醫(yī)脈象研究工作進(jìn)入了一個(gè)新的境界。</p><p>　　脈搏測(cè)量?jī)x的發(fā)展主要向以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展：</p><p>　　(1) 自動(dòng)測(cè)量脈搏并且對(duì)所得到的脈搏進(jìn)行自動(dòng)分析。</p><p>　　目前很多脈搏測(cè)量?jī)x都具有檢測(cè)血氧等

22、其他的功能，但是對(duì)這些信號(hào)的分析和診斷還需要一些有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生觀察，進(jìn)行分析后才能確認(rèn)結(jié)果，浪費(fèi)大量的人力，且由人為引入的誤差較大。因此，未來脈搏自動(dòng)檢測(cè)的內(nèi)容將更加詳細(xì)，自動(dòng)分析診斷功能也更強(qiáng)大。</p><p>　　(2) 數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　隨著數(shù)字科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量?jī)x集成度將更高，更便于攜帶。數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)用將使干擾更小，測(cè)量更為準(zhǔn)確。</

23、p><p>　　（3）多功能化越來越明顯</p><p>　　目前的脈搏測(cè)量?jī)x，一般都具有測(cè)試血氧，心電圖等等功能，單純的脈搏測(cè)量?jī)x已經(jīng)很少見。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量?jī)x必然可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。</p><p>　　本設(shè)計(jì)所使用的系統(tǒng)利用壓電陶瓷片將脈博轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理后利用AT89S51單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集和處理，在短時(shí)間內(nèi)，測(cè)量出人體一分鐘的脈搏數(shù)，并

24、將心率進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，便于攜帶。達(dá)到了方便、快速、準(zhǔn)確地測(cè)量心率的目的。這樣的脈搏測(cè)量系統(tǒng)性能良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，輸出顯示穩(wěn)定，比較適應(yīng)大眾化，適合家庭進(jìn)行自我檢查以及醫(yī)院護(hù)士進(jìn)行每日的臨床記錄。</p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　本課題要求利用傳感器對(duì)人體脈

25、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。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　、完成一次測(cè)量時(shí)間：<10s；</p><p>　　、脈搏測(cè)量精度：≤±2次/分鐘；</p><p>　　、能夠?qū)崟r(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。&l

26、t;/p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問題</p><p>　　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?，需要設(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。</p><p><b&g

27、t;　?。?）抗干擾</b></p><p>　　工頻50HZ干擾及其各次諧波</p><p>　　使用頻率為50HZ的市電的電子儀器設(shè)備會(huì)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較大的干擾，其幅值大約是脈搏信號(hào)峰峰值的50%,是主要的干擾源</p><p><b>　　肌電干擾</b></p><p>　　肌肉的收縮會(huì)產(chǎn)生微伏級(jí)的

28、電勢(shì)，其幅值大約是脈搏信號(hào)峰峰值的10％，維持時(shí)間大約是50ms，頻帶范圍可以在0HZ~10000HZ。</p><p>　　由于呼吸引起的基線漂移和ECG幅度變化</p><p>　　呼吸引起的基線漂移可以看成是一個(gè)以呼吸的頻率加入ECG信號(hào)的竇性成分（正弦曲線），這個(gè)正弦成分的幅度和頻率是變化的。呼吸所引起的ECG信號(hào)的幅度的變化可以達(dá)到15％?；€漂移的頻率是從0.15～0.3HZ。

29、</p><p><b>　　低噪聲、低漂移</b></p><p>　　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聲，這些都屬于白噪聲，其幅值為正態(tài)分布。為了獲得一定信噪比的輸出信號(hào)，對(duì)放大器的低噪聲性能有嚴(yán)格要求。另外，溫度變化會(huì)造成零點(diǎn)漂移，漂移現(xiàn)象限制了放大器的輸入范圍，

30、使得微弱的緩變信號(hào)無法被放大。而脈搏信號(hào)具有很低的頻率成分，為了能正常測(cè)量，必須采取措施來限制放大器的漂移。所以放大器應(yīng)選用低漂移，高輸入阻抗并且具有高共模抑制比的集成運(yùn)放電路。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1 方案論證</b></p><p>　　脈搏測(cè)量?jī)x要實(shí)現(xiàn)

31、對(duì)脈搏信號(hào)的檢測(cè)，并且能夠?qū)γ}搏信號(hào)進(jìn)行處理，并進(jìn)而求得脈搏數(shù)來顯示?？紤]到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，有兩種方案可以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　方案一：使用純硬件電路來實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)的框圖如下圖圖2.1所示</p><p>　　圖2.1 純硬件脈搏測(cè)量?jī)x框圖</p><p>　　方案二：使用單片機(jī)電路來實(shí)現(xiàn)。通過信號(hào)調(diào)理電路，將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)脈搏測(cè)量

32、功能。使用該方案其框圖如下圖圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 單片機(jī)脈搏測(cè)量?jī)x框圖</p><p>　　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。</p

33、><p>　　2.2 總體設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　脈搏測(cè)量?jī)x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

34、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。</p><p>　　圖2.3 系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　系統(tǒng)的

35、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)單元。</p><p>　　3.1 脈搏信號(hào)的采集</p><p>　　該單元要將脈搏跳動(dòng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，因此需要使用傳感器來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.1.1傳感器的選擇</p><p><b>　?、賶弘娛絺鞲衅?lt;/b></p>

36、<p>　　目前常用的是一次性心電電極,它是用印刷方法制得的Ag/ Agcl傳感器。這種傳感器采用接扣與敏感區(qū)分離的方法,能明顯的減少由于人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的干擾。電極的好壞對(duì)采集到的心電信號(hào)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,采用的電極應(yīng)有貼力強(qiáng),能緊附在人體表面,柔軟、吸汗、極化電壓低、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)。當(dāng)選用電極傳感器時(shí),需要3個(gè)電極分別置于左右手和左腿,構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)。臨床上為了統(tǒng)一和便于比較所獲得的脈搏信號(hào),在檢測(cè)脈搏信號(hào)時(shí),對(duì)電極的位

37、置,引線與放大器的連接方式都有嚴(yán)格的統(tǒng)一規(guī)定。</p><p>　　目前市場(chǎng)上有一種采用新型高分子壓電材料聚偏氟乙烯研制的壓電傳感器,其靈敏度高,頻帶范圍好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于使用。當(dāng)手指前端受到輕微的壓力時(shí)，可以感覺到手指前端在血壓的作用下有一張一弛的感覺，將這個(gè)信號(hào)用傳感器提取出來，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過指脈的波形檢測(cè)，就可以獲得人體的脈搏信號(hào)。</p><p><b>　　光電式傳

38、感器</b></p><p>　　血液是高度不透明的液體，光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍，據(jù)此特點(diǎn)，采用光電效應(yīng)手指脈搏傳感器來拾取脈搏信號(hào)。反向偏壓的光敏二極管，它的反向電流具有隨光照強(qiáng)度增加而增加的光電效應(yīng)特性，在一定光強(qiáng)范圍內(nèi)，光敏二極管的反向電流與光強(qiáng)呈線性關(guān)系。指端血管的容積和透光度隨心搏改變時(shí)，將使光電三極管極管收到不同的光強(qiáng)，并由此產(chǎn)生的光電流均隨之作相應(yīng)變化。常用檢測(cè)脈搏的

39、光電傳感器分為紅外對(duì)管和紅外放射管。</p><p>　　采用紅外對(duì)管。將對(duì)管夾于手指端部，通過手指的血液濃度會(huì)隨著心臟的跳動(dòng)發(fā)生變化，紅外對(duì)管對(duì)應(yīng)的信號(hào)便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，采集此信號(hào)經(jīng)過放大，濾波，比較等處理便可以得到理想的信號(hào)。。</p><p>　　采用反射式的紅外管?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的心率計(jì)普遍采用這種傳感器來采集信號(hào)，因?yàn)榇思t外管接收和發(fā)射都在手指的同一側(cè)，因此便不用考慮每個(gè)人手指情況

40、不同所造成的麻煩。接收的是血液漫反射回來的光，此信號(hào)可以精確地測(cè)得血管內(nèi)容積變化。</p><p><b>　　集成傳感器</b></p><p>　　當(dāng)前,市面上有很多類型的集成心電傳感器,其靈敏度高,集成度高,直接就可以反映出心率的變化,且已包含了濾波等抗干擾電路,波形經(jīng)過放大可以直接處理使用。缺點(diǎn)是價(jià)格非常昂貴，一般均在五百元以上，就本次設(shè)計(jì)來說，考慮到經(jīng)費(fèi)以及

41、鍛煉自己的目的，不選擇使用該型傳感器。</p><p>　　3.1.2三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p><b>　　光電式：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，易于操作,響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　缺點(diǎn)：1、外部光源的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大；</p><p>　　2

42、、需要購買專門的醫(yī)用光電傳感器，價(jià)格較貴且不易購買；</p><p>　　3、對(duì)這樣的器件接觸很少，對(duì)其進(jìn)行調(diào)試時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)較大困難。</p><p><b>　　壓電式：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，工作頻帶寬，應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，且價(jià)格低廉。</p><p>　　缺點(diǎn)：直接與人體相接觸，容易因?yàn)槿?/p>

43、體肌肉的顫動(dòng)等而產(chǎn)生干擾。并且容易受到外界其他信號(hào)的干擾。</p><p><b>　　集成式:</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn):集成度高,包含了濾波,放大電路,可以直接輸出信號(hào),便于操作,有效的減少了各種干擾。</p><p>　　缺點(diǎn):降低了本任務(wù)的難度,如果采用該傳感器，只需將其直接接上單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)功能，且價(jià)格非常昂貴。</p&

44、gt;<p>　　考慮到種種情況，結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及經(jīng)費(fèi)的考慮，最終選擇壓電式陶瓷片。該傳感器價(jià)格較低，而且輸出電壓變化較為明顯，可以實(shí)現(xiàn)我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p><p>　　3.1.3壓電陶瓷片介紹</p><p>　　壓電陶瓷片的外觀和電路符號(hào)如下圖3.2所示。壓電片包括三個(gè)部分，鍍銀層，壓電陶瓷，以及銅片。外部壓力作用于銅片時(shí)，壓電陶瓷就可以感受壓力而產(chǎn)生電信號(hào)，

45、并最終通過鍍銀層將該信號(hào)輸出。在使用時(shí)，壓電陶瓷片要通過導(dǎo)線與電路板連接,注意在焊接壓電陶瓷片時(shí),時(shí)間不能太長以免燙壞壓電陶瓷片的鍍銀層。</p><p>　　圖3.1 壓電陶瓷片的符號(hào)及外觀</p><p>　　由于壓電陶瓷片的資料比較少，為了確定使用該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)本次設(shè)計(jì)的目的，先要對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來確定它的輸出電壓是否符合要求。</p><p>　　使用實(shí)驗(yàn)室

46、砝碼來測(cè)試，其結(jié)果如下表表3.1所示。</p><p>　　表3.1 壓電陶瓷片輸出電壓測(cè)試表</p><p>　　由于只需要4mv-5mv左右的電壓輸出，就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。由本次試驗(yàn)，可以得知壓電陶瓷片可以實(shí)現(xiàn)我們所要達(dá)到的目標(biāo)。</p><p>　　3.2 信號(hào)調(diào)理單元</p><p>　　信號(hào)調(diào)理電路包括對(duì)信號(hào)的放大和濾波兩個(gè)部分。

47、由于傳感器輸出的電壓比較小，在幾毫伏左右，且頻率較低，需要低噪聲，低漂移，高輸入阻抗的放大器，所以選擇使用儀表放大器。肌電干擾可能會(huì)導(dǎo)致放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)偏移，甚至使放大器達(dá)到飽和，所以第一級(jí)放大器的放大倍數(shù)不能太高。因此還需要另一個(gè)放大器。此外，為了濾去高頻信號(hào)和市電的干擾，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器。這部分電路的框圖如下圖圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 信號(hào)調(diào)理單元框圖</p>

48、<p>　　下面，將分別介紹三個(gè)部分。</p><p>　　3.2.1一級(jí)放大電路</p><p>　　一級(jí)放大電路是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),脈搏測(cè)量?jī)x要求在脈搏信號(hào)頻率范圍內(nèi)，不失真的放大所采集的微弱信號(hào),這要求所用的放大器必須具有低噪聲,低漂移,低失調(diào)參數(shù),高共模抑制比,高輸入阻抗,線形度小等特點(diǎn)。</p><p>　　為了達(dá)到上述要求,并聯(lián)型雙運(yùn)放放大電

49、路能滿足其要求</p><p>　　圖3.3 并聯(lián)型雙運(yùn)放放大電路</p><p>　　前兩個(gè)運(yùn)放為同向比例放大器,輸入阻抗很高,它對(duì)共模信號(hào)有很高的抑制比。由于Rx連接于這兩個(gè)放大器的求和點(diǎn)之間,當(dāng)一個(gè)差分電壓加到醫(yī)用放大器的輸入端時(shí),整個(gè)輸入的電壓都呈現(xiàn)在Rx兩端。由于Rx兩端的電壓等于V2-V1,所以流過Rx的電流等于(V2-V1)/Rx,因此輸入信號(hào)將通過放大器獲得增益并且得

50、到放大。</p><p>　　這種電路的優(yōu)點(diǎn)在于：</p><p><b>　　a,高共模抑制比；</b></p><p>　　b,通常只需改變電阻Rx大小可改變?cè)鲆妗?lt;/p><p>　　以上電路需要三個(gè)運(yùn)放，在調(diào)試的時(shí)候會(huì)比較復(fù)雜。現(xiàn)在的很多儀表放大器的內(nèi)部電路與這個(gè)電路相同，而且儀表放大器都有成品可以買到,只需調(diào)整

51、外界電阻就可以調(diào)整放大器的放大倍數(shù)，準(zhǔn)確而且方便。</p><p>　　以下是幾種常用的集成儀表放大器,其主要參數(shù)如表3.2</p><p>　　表3.2 三種集成醫(yī)用放大器參數(shù)</p><p>　　脈搏信號(hào)是在強(qiáng)噪聲下的微弱信號(hào)，它對(duì)前置放大器的共模抑制比，輸入阻抗，輸入噪聲，輸入失調(diào)電壓有較嚴(yán)格的要求，由表3.2知AD620是最為理想的。 AD620參數(shù)如下表

52、表3.3所示。</p><p>　　表3.3 AD620參數(shù)表</p><p>　　AD620的芯片引腳如下圖圖3.4所示</p><p>　　圖3.4 AD620芯片引腳圖</p><p>　　其中增益為 </p><p>　　由于肌電干擾可能造成前置放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的偏移，甚至截至飽和，所以前置放大器的

53、增益不能太大。所以設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩級(jí)放大,第一級(jí)采用AD620,外接一個(gè)4.7K的電阻,放大倍數(shù)由公式大約放大十倍左右。</p><p>　　實(shí)際的一級(jí)放大電路原理圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 一級(jí)放大電路</p><p>　　3.2.2二階濾波器電路</p><p>　　由于脈搏信號(hào)的頻率在1.33HZ左右，正常情況下不會(huì)出

54、現(xiàn)高于2HZ的信號(hào)，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，用來濾去高頻信號(hào)。在這個(gè)系統(tǒng)中最大的干擾就是來自市電的50HZ干擾信號(hào)，考慮到有些病人在患病時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)較高的脈搏，因此在設(shè)計(jì)濾波器的截止頻率在4HZ左右，這樣不但能保證不濾去脈搏信號(hào)，而且能很好的將干擾濾去。</p><p><b>　?。?）方案選擇：</b></p><p><b>　　①無源濾波器<

55、;/b></p><p>　　采用RC低通濾波器。其電路如圖3.6所示，特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，阻帶衰減太慢，選擇性較差。其幅頻特性如圖3.7所示。 </p><p>　　圖3.6 一階無源濾波</p><p>　　圖3.7 一階無源濾波器幅頻特性</p><p><b>　?、?/p>

56、二階低通濾波器</b></p><p>　　采用二階有源濾波器，通帶內(nèi)幅頻特性曲線比較平坦，而且二階也可以達(dá)到較陡的衰減的特性。由于主要的干擾出現(xiàn)在50HZ左右，所以在截止頻率較低時(shí)，采用二階濾波器即可達(dá)到很好的濾波效果。二階有源濾波器的電路圖如下圖3.8所示。其幅頻特性如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.8 二階有源濾波器</p><p>　

57、　圖3.9 有源濾波器幅頻特性</p><p><b>　　（2）參數(shù)確定</b></p><p>　　電容C的容量宜在微法數(shù)量級(jí)以下,電阻器的阻值一般應(yīng)在幾百千歐以內(nèi)。我們現(xiàn)在設(shè)定C1=C2=0.33uF，R1=R2=100K。</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p>　　可以

58、計(jì)算出，該濾波器的截止頻率為4.8HZ。符合所要達(dá)到的指標(biāo)。同時(shí)，為了更好的實(shí)現(xiàn)效果，也可以使用一些稍大的電阻，如110K等。</p><p><b>　?。?）方案確定</b></p><p>　　由于使用二階有源濾波器能夠很好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的濾波目的，所以選擇使用方案②，即二階有源濾波器。其電路原理圖如圖3.10所示。</p><p>　　圖3

59、.10 二階濾波器</p><p>　　3.2.3第二級(jí)放大電路</p><p>　　第二級(jí)放大采用同相放大器,其電路圖為</p><p>　　圖3.11 同相放大器電路</p><p><b>　　其閉環(huán)電壓增益</b></p><p><b>　　AVF=1+</b>

60、</p><p>　　輸入電阻 Ri=ric</p><p>　　輸出電阻 R0=0</p><p>　　平衡電阻 RP=R1//RF</p><p>　　其中，ric為運(yùn)放本身同相端對(duì)地的共模輸入電阻，一般為108歐姆。</p><p>

61、　　同相放大器具有輸入阻抗高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)，廣泛用于前置放大級(jí)。若RF≈0，R1=∞（開路），則為電壓跟隨器，與晶體管電壓跟隨器（射極輸出器）相比，集成運(yùn)放的電壓跟隨器的輸入阻抗更高，幾乎不從信號(hào)源吸取電流；輸出阻抗更小，可視作電壓源，是較理想的阻抗變換器。</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，選用的運(yùn)放為TL082，該運(yùn)放具有較小的輸入偏置電壓和偏移電流，輸出設(shè)有短路保護(hù)，輸入級(jí)有較高的輸入阻抗，完全可以達(dá)到設(shè)

62、計(jì)要求。同時(shí)，設(shè)定RF=100K,R1=1K,</p><p><b>　　由AVF=1+</b></p><p>　　可以得到第二級(jí)的放大倍數(shù)為101倍,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要達(dá)到的放大參數(shù)。</p><p>　　二級(jí)放大電路的電路圖如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.12 二級(jí)放大器電路</p>

63、<p><b>　　3.3 整形電路</b></p><p>　　由于單片機(jī)只能檢測(cè)到數(shù)字信號(hào)，因此，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路后得到的模擬信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這里有兩個(gè)方案可以選擇。</p><p>　　方案一: 使用三極管進(jìn)行整形.</p><p>　　圖3.13 三極管整形電路</p><p>　　方案二：使

64、用施密特觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)整形。</p><p>　　只要使用一個(gè)施密特觸發(fā)器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信號(hào)的整流作用。</p><p>　　由于三極管的調(diào)試較為復(fù)雜，且工作性能不如施密特觸發(fā)器穩(wěn)定，所以我們選用施密特觸發(fā)器?，F(xiàn)在的施密特觸發(fā)器一般分為由555芯片構(gòu)成和用TTL電路構(gòu)成兩種。使用由555芯片構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，因此選用555芯片來完成該項(xiàng)任務(wù)。</p>&

65、lt;p>　　由555芯片構(gòu)成的施密特觸發(fā)器如下圖圖3.14所示。</p><p>　　圖3.14 555施密特觸發(fā)器電路圖</p><p>　　使用施密特觸發(fā)器后，其輸入輸出波形的變化如下圖圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15 施密特觸發(fā)器工作波形</p><p>　　由于VCC=5V，所以，當(dāng)輸入電壓大于2/3VC

66、C，也就是3.33V時(shí)，電路就可以輸出高電平，然后一直持續(xù)到1/3VCC，也就是1.67V時(shí)，電路開始輸出低電平。在前面的電路中，脈搏信號(hào)被轉(zhuǎn)化為5V左右的信號(hào)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，脈搏信號(hào)在本級(jí)可以被轉(zhuǎn)化為能被單片機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　圖3.16 整形電路</p><p>　　3.4 電源濾波電路</p><p>　　由于脈搏信號(hào)非常小，很容易收到外部

67、干擾，因此設(shè)計(jì)電源濾波電路。使用該濾波電路，能夠?qū)㈦娫粗械母叩皖l雜波濾去。電路如下圖圖3.17所示。</p><p>　　圖3.17 電源濾波電路</p><p>　　3.5 單片機(jī)電路</p><p>　　在這里，單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏信號(hào)的處理。為了能夠在不到10s的時(shí)間內(nèi)，測(cè)量出一分鐘的脈搏，可以使用單片機(jī)的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。在檢測(cè)到第一個(gè)脈沖到達(dá)時(shí)，開啟定時(shí)器，然

68、后在下一個(gè)脈沖到達(dá)時(shí)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器，如此就可以求得一次心跳所需要的時(shí)間，然后由該周期就可以得到一分鐘的脈搏數(shù)。</p><p>　　考慮到單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)以上功能，選擇使用AT89S51來構(gòu)成電路。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性

69、存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。</p><p>　　AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先

70、級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 </p><p>　　此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種

71、封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p><b>　　該單片機(jī)主要特性：</b></p><p>　　? 8031 CPU與MCS-51 兼容</p><p>　　? 4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命：1000寫/擦循環(huán))</p><p>　　? 全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz</p><

72、p>　　? 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定</p><p>　　? 128*8位內(nèi)部RAM</p><p>　　? 32條可編程I/O線</p><p>　　? 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　? 6個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　? 可編程串行通道&l

73、t;/b></p><p>　　? 低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　經(jīng)過整形的信號(hào)由單片機(jī)的INT0口輸入，使用單片機(jī)的外部中斷0。單片機(jī)的P0口作為數(shù)據(jù)口，與顯示屏相接，來輸出單片機(jī)所計(jì)算的脈搏值。單片機(jī)的P2.5，P2.6,P2.7口接到液晶屏的控制端，來控制單片機(jī)工作。設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器1屏蔽，定時(shí)

74、/計(jì)數(shù)器0工作方式為16位計(jì)數(shù)器，并對(duì)中斷做出定義。</p><p>　　當(dāng)?shù)皖l信號(hào)的下降沿到來時(shí)，中斷觸發(fā)。記錄這個(gè)周期內(nèi)計(jì)數(shù)器記錄的時(shí)鐘周期數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘為12M時(shí)，周期T與時(shí)鐘周期數(shù)S的關(guān)系是</p><p>　　當(dāng)T＞0.065535s時(shí)，計(jì)數(shù)器記錄的時(shí)鐘周期數(shù)會(huì)溢出，這時(shí)，需要記錄計(jì)數(shù)器溢出次數(shù)C，然后再將計(jì)數(shù)器清零，重新記錄。</p><p>　　設(shè)定單

75、片機(jī)在檢測(cè)到5次心跳信號(hào)后再計(jì)算時(shí)間，然后求5次的平均數(shù)來計(jì)算一次心跳的周期，那么可以得知，一次心跳的周期T為</p><p>　　這時(shí)的T即是以秒為單位的。求出T之后，一分鐘的脈搏數(shù)F就可以很容易的得到</p><p>　　單片機(jī)電路如下圖圖3.18所示。</p><p>　　圖3.18 單片機(jī)電路</p><p><b>　　

76、3.6 顯示系統(tǒng)</b></p><p>　　顯示系統(tǒng)既可以選擇使用LED，也可以選擇使用LCD。就本系統(tǒng)的功能來說，使用LED已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)功能，不過考慮到使用LCD，可以輸出英文字符，從而使得顯示系統(tǒng)能夠更加美觀，同時(shí)也能更好的達(dá)到提高自己的目的，所以最后選擇使用液晶屏LCD。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)所要顯示的內(nèi)容不多，并不需要太大的液晶屏來顯示。所以選擇使用160

77、2來進(jìn)行顯示。1602液晶每次可以顯示2行16個(gè)字符，總共32個(gè)字符，而且可以顯示所有的ASCII碼，包括標(biāo)點(diǎn)，數(shù)字，英文大小寫等，因此，使用該液晶屏可以很好的實(shí)現(xiàn)顯示功能。</p><p>　　1602顯示屏的主要技術(shù)指標(biāo)如表3.4所示。</p><p>　　表3.4 1602液晶顯示屏的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1602液晶顯示屏共有16個(gè)引腳，其各個(gè)

78、引腳的功能如下表，表3.5中所示。</p><p>　　表3.5 1602液晶顯示屏的各個(gè)引腳功能</p><p>　　使用1602，所設(shè)計(jì)的顯示電路部分如下圖圖3.19所示。</p><p>　　圖3.19 液晶顯示電路</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>

79、;<b>　　4.1軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軟件部分包括兩個(gè)模塊，一個(gè)是主程序模塊，而另一個(gè)則是液晶屏的驅(qū)動(dòng)模塊。下面將分別介紹這兩個(gè)模塊。</p><p>　　4.1.1主程序模塊</p><p>　　本程序的主要思路是，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)兩次脈沖之間的時(shí)間，即可得出心跳一次的時(shí)間，然后便可以得出一分鐘的脈搏數(shù)。由于單片機(jī)

80、的精確度非常高，所以該方法精度較高，本程序的流程圖如下圖圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1主程序流程圖</p><p>　　4.1.2液晶驅(qū)動(dòng)模塊</p><p>　　選用1602液晶屏，在液晶屏的第一行將顯示出字符“your pulse is：”,在第二行顯示出脈搏數(shù)。其數(shù)據(jù)口為P0口。</p><p>　　sbit RS = P

81、2^5; //H數(shù)據(jù)，L指令</p><p>　　sbit RW = P2^6; //H讀，L寫</p><p>　　sbit E = P2^7; //片使能信號(hào)，控制其工作。</p><p>　　#define LCD_Data P0 //數(shù)據(jù)口</p><p><b>　　其驅(qū)動(dòng)程序見附錄

82、。</b></p><p>　　4.2 軟件開發(fā)環(huán)境</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與一般電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差別在于，它既要構(gòu)成硬件邏輯電路，也要設(shè)計(jì)相應(yīng)的支持軟件。Keil C51是美國Keil Software 公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)全WINDOWS界面且?guī)旌瘮?shù)豐富，調(diào)試功能強(qiáng)大、生成代碼率很高。因此，本課題軟件的軟件調(diào)試選用該開環(huán)境來完

83、成。</p><p>　　5 測(cè)試方案和測(cè)試結(jié)果。</p><p><b>　　5.1 測(cè)試方案</b></p><p>　　系統(tǒng)整體功能實(shí)現(xiàn)后，就要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。設(shè)計(jì)使用一個(gè)夾子，將傳感器夾在人的手腕處，這樣能夠減少因此身體抖動(dòng)而產(chǎn)生的干擾。</p><p>　　5.2 模擬測(cè)試結(jié)果</p><p

84、>　　首先，使用信號(hào)源輸入與脈搏信號(hào)相仿的信號(hào)，來測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)的工作情況。我們?cè)O(shè)定輸入信號(hào)幅度為5mv，偏置為2.5mv，則模擬測(cè)試結(jié)果如下表所示。</p><p>　　表5.1 模擬測(cè)試結(jié)果表</p><p>　　可見，在3HZ以前，系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果非常準(zhǔn)確，但是在之后，由于濾波器的作用，結(jié)果無法顯示。由此可以得知，系統(tǒng)的測(cè)頻和濾波作用都實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。</p>&l

85、t;p>　　5.3 實(shí)際測(cè)試結(jié)果。</p><p>　　單片機(jī)上電后會(huì)首先對(duì)液晶進(jìn)行初始化，然后直到檢測(cè)完脈搏，才會(huì)出現(xiàn)顯示內(nèi)容。因此需要大概幾秒的時(shí)間。我們選擇了三位同學(xué)來測(cè)試本系統(tǒng)，其結(jié)果記錄在下面的表中。其實(shí)際值由統(tǒng)計(jì)一分鐘脈搏數(shù)得出。其測(cè)試結(jié)果如下表所示。</p><p>　　表5.2 實(shí)際測(cè)試結(jié)果記錄表</p><p>　　由上表可以看出，由于傳感

86、器的粗糙，在測(cè)量時(shí)，仍然存在著較大的誤差，個(gè)別值的誤差還比較大，不過結(jié)合模擬測(cè)試結(jié)果，可以看出，本設(shè)計(jì)基本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈搏的測(cè)量。同時(shí)也知道，該設(shè)計(jì)仍有很多的不足之處，需要進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　6 結(jié)束語</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃冰 覃偉年

87、 黃知超.微機(jī)原理及應(yīng)用[M].重慶.重慶大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)·數(shù)字部分（第四版）[M].北京.高等教育出版社.1998.7.</p><p>　　[3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)·模擬部分（第四版）[M]. 北京.高等教育出版社.1998.8.</p><p>　　[4] 康華光.單片機(jī)典型

88、外圍器件及應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京.人民郵電出版社.2003.</p><p>　　[5] 馬忠梅.單片機(jī)的C語音應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]. 北京.北京航空航天大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[6] 張建民.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M]. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1996.</p><p>　　[7] 趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用[M]. 北京.電子工業(yè)出版社.200

89、4.7.</p><p>　　[8] 強(qiáng)錫富.傳感器[M]. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.5.</p><p>　　[9] （美）Mark D.Birnbaum .電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化基礎(chǔ)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[10] Kara Sadik Kemaloglu Semra Kribras Samil.Low-cost com

90、pact ECG with graphic LCD and phonocardiogram system design.J Med Syst.Kayseri.2006. Jun.</p><p>　　[11] Ozawa Yukio Kasamaki Yuji.Transmission and non-transimission portable ECG in home care medicine.Rinsho

91、Byori.Tokyo.2006.Apr.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄1 原理圖</b></p><p><b>　　附圖1 原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 PCB圖</b></

92、p><p><b>　　附圖2 PCB圖</b></p><p><b>　　附錄3 主程序</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#include "LCD_1602.c"</p><p>　　

93、//定義周期測(cè)頻法測(cè)式的周期數(shù)，這個(gè)值越大，結(jié)果越精確，但也需</p><p><b>　　//要更多的時(shí)間。</b></p><p>　　#define TF_TIMES 3</p><p><b>　　//頻率暫存字</b></p><p>　　unsigned long g_Ftmp;&

94、lt;/p><p>　　unsigned long g_Ftmp_All;</p><p>　　//單周期信號(hào)結(jié)束標(biāo)志 0未測(cè)試完成 1初始化 2測(cè)試完成</p><p>　　unsigned int g_flag;</p><p>　　//定時(shí)器T0溢出次數(shù)統(tǒng)計(jì)</p><p>　　unsigned long g_T0c

95、ount;</p><p><b>　　//每分鐘心跳次數(shù)</b></p><p>　　unsigned int g_CountMinu;</p><p>　　unsigned char code string1[]="Your Pulse Is:";</p><p>　　void INT0ISR(

96、void ) interrupt 0 //外部中斷0中斷服務(wù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//IE0 = 0; //外部中斷0標(biāo)志位清0 在邊沿觸發(fā)模式下</p><p><b>　　//會(huì)由硬件清零</b></p><p>　　

97、TR0 = 0; //停止計(jì)數(shù)</p><p>　　if(1 != g_flag)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　g_Ftmp = g_T0count * 65535;</p><p>　　g_Ftmp += (unsigned int)(TH0<<8

98、)+TL0;</p><p>　　g_flag = 2;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　g_flag = 0;</p>&l

99、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　TH0 = 0;</b></p><p><b>　　TL0 = 0;</b></p><p>　　g_T0count = 0;</p><p>　　TR0 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器進(jìn)

100、行下一周期測(cè)頻</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void T0ISR( void ) interrupt 1 //定時(shí)器0溢出中斷服務(wù)函數(shù)</p><p>　　{TH0 = 0; </p><p><b>　　TL0 = 0;</b></p><

101、;p>　　g_T0count++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void TFInit( void ) //初始化函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX0 = 1; //使能外部中斷0</p>

102、;<p>　　IT0 = 1; //外部中斷0觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā) 高-->低</p><p>　　ET0 = 1; //使能T0溢出中斷</p><p>　　PX0 = 1; //外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)</p><p>　　PT0 = 0; //定時(shí)器0溢出中斷為低優(yōu)先級(jí)</p><p>　

103、　TMOD = 0x01; //屏蔽T1,GATE = 0: 軟件控制TR0啟動(dòng)定時(shí)器</p><p>　　// C/T = 0: T0工作在定時(shí)器方式</p><p>　　// M1\M0= 01:T0工作方式為16位定時(shí)器</p><p>　　TF0 = 0; //清零標(biāo)志位,T0溢出中斷請(qǐng)求</p><p&g

104、t;　　IE0 = 0; //清零標(biāo)志位，外部中斷標(biāo)志位</p><p><b>　　TH0 = 0; </b></p><p><b>　　TL0 = 0;</b></p><p>　　g_T0count = 0;//定時(shí)器溢出次數(shù)初始化</p><p>　　g_Ftmp = 0;<

105、;/p><p>　　g_CountMinu = 0;</p><p>　　g_Ftmp_All = 0;</p><p>　　g_flag = 1; //標(biāo)志位初始化</p><p>　　EA = 1; //充許全局中斷</p><p><b>　　}</b></p><

106、p>　　void GetFreq( void ) //求頻率</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　g_Ftmp_All = 0;</p><p><b>　　EA = 1;</b><

107、;/p><p>　　for(i=0; i<TF_TIMES; i++) //統(tǒng)計(jì)TF_TIMES次T之和</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(2 != g_flag || 1 == g_flag);</p><p>　　g_flag = 0;</p>

108、<p>　　LCD_Showchar(31, i+49);</p><p>　　g_Ftmp_All += g_Ftmp; //每個(gè)時(shí)鐘周期為1us </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　EA = 0;</b></p&

109、gt;<p>　　g_flag = 1;</p><p>　　g_Ftmp = g_Ftmp_All/TF_TIMES;</p><p>　　g_CountMinu = (60*1000000)/g_Ftmp;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p

110、><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TFInit();</b></p><p>　　LCD_init();</p><p>　　LCD_Showstring(0 , string1);</p><p>　　GetFreq();</p>&l

111、t;p>　　TS1602DisInt(22, g_CountMinu);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　附錄4 液晶驅(qū)動(dòng)程序</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p&g

112、t;<p>　　sbit LCD_RS = P2^5;</p><p>　　sbit LCD_RW = P2^6;</p><p>　　sbit LCD_EN = P2^7;</p><p>　　#define LCD_Bus P0</p><p>　　void LCD_init();</p><p>

113、　　void LCD_Showchar(unsigned char position , unsigned char z);//顯示字符函數(shù)，并指定相應(yīng)的位置</p><p>　　void LCD_Showstring(unsigned char line , unsigned char str[]);//顯示字符串，并指定相應(yīng)的行</p><p>　　void TS1602DisInt

114、(unsigned char X, unsigned long Num );</p><p>　　void delay(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i , j , k;</p><p>　　for(i=0;i<t;i++)

115、</p><p>　　for(j=0;j<2;j++)</p><p>　　for(k=0;k<255;k++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//------寫命令子函數(shù)</p><p>　　void WriteCode(unsigned char c

116、)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　LCD_RS=0;//低電平有效時(shí)寫命令，選擇指令寄存器</p><p>　　LCD_RW=0; //RW=0，選擇寫模式</p><p>　　delay

117、(10);</p><p><b>　　LCD_EN=1;</b></p><p>　　LCD_Bus=c;</p><p>　　delay(10);</p><p>　　LCD_EN=0; //lcd使能端，當(dāng)是下降沿的時(shí)候?qū)憯?shù)據(jù)和命令</p><p><b>　　}</b

118、></p><p>　　//-----寫數(shù)據(jù)子函數(shù)</p><p>　　void WriteData(unsigned char w)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　LCD_RS=1

119、; //選擇數(shù)據(jù)寄存器</p><p>　　LCD_RW=0; //選擇寫模式</p><p>　　delay(10); </p><p><b>　　LCD_EN=1;</b></p><p>　　LCD_Bus=w;</p><p>　　delay(10);</p>&

120、lt;p><b>　　LCD_EN=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//顯示字符子程序，同時(shí)寫上要顯示的位置和要顯示的字符</p><p>　　void LCD_Showchar(unsigned char position,unsigned char z )</p&g