人體脈搏測量儀的設計論文

1、摘 要本課題是人體脈搏測量儀的設計。由于脈搏信號的特殊性，在設計時必須要注意實現(xiàn)測量的準確。該系統(tǒng)的重點就在于要求實現(xiàn)測量的簡便化和精確化。系統(tǒng)實現(xiàn)了在小于十秒的時間內(nèi)，測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 單片機作為中心，通過使用單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)最核心的計算脈搏功能。在信號的前端處理上，使用壓電陶瓷片采集人體脈搏信號，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、將脈搏信號轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖信號輸入到單片機內(nèi)，并利用單片機對其進行計數(shù)。計數(shù)的方法是利用單片機的計時器，計算一次心跳的時間，然后由該周期計算出頻率，繼而就可以求出一分鐘的脈搏數(shù)。計數(shù)結(jié)果將最終送至液晶屏 1602 來進行顯示。整個系統(tǒng)耗電低，體積小，具有便攜性與精確性。經(jīng)過多次調(diào)試和實驗，本系統(tǒng)基本實現(xiàn)了設計所要求的指標。 、關鍵詞：脈搏測量；壓電陶瓷片；液晶顯示屏；單片機人體脈搏測試儀的設計 人體脈搏測試儀的設計1 設計任務及要

3、求1.1 1.1 設計任務 設計任務本課題要求利用傳感器對人體脈搏信號進行采集，設計相應的信號調(diào)理電路，然后利用通過對脈搏信號進行測量，來進行實時顯示測量結(jié)果。1.2 1.2 設計要求 設計要求(1)、完成一次測量時間：<10s；(2)、脈搏測量精度：≤±2 次/分鐘；(3)、能夠?qū)崟r顯示測量結(jié)果。1.3 1.3 設計 設計時要考慮的問題 時要考慮的問題由于人體的脈搏信號具有頻率低、幅度小干擾大，不穩(wěn)定度低，隨機性強等特

4、）點，使得對脈搏信號的采集放大電路的設計提出了很嚴格的要求，尤其是抗干擾變?yōu)槭种匾?，需要設計低通濾波器進行濾波。選擇放大器時需要從增益、頻率響應，輸入阻抗，共模抑制比，噪聲，漂移等幾個方面加以綜合考慮。在脈搏信號放大器中，由于增益較高，噪聲和漂移是兩個較重要的參數(shù)。脈搏信號放大器運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、實現(xiàn)鍛煉自己的目的。而單片機方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行升級，所以我們采用后一種方案。2.2 2.2 總體設計框圖 總體設計框圖脈搏測量儀系統(tǒng)總框圖，如圖 2.3 所示。系統(tǒng)由五個部分組成：信號采集單元，信號調(diào)理單元，信號整形單元，單片機單元，顯示單元。其中信號采集單元主要是選用合適的傳感器將脈搏的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，一般傳感器輸出的電壓都在幾毫伏左右。信號調(diào)理單

6、元主要包括信號的低通濾波，以及實現(xiàn)信號的放大，經(jīng)過信號調(diào)理單元，幾毫伏的脈搏信號的電壓被放大為 4V-5V 左右。信號整形單元則將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，將脈搏信號轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖。單片機單元通過計時器求出一次脈搏的時間，并進而得出脈搏數(shù)，然后將該數(shù)據(jù)送到顯示單元進行顯示。顯示單元選擇數(shù)碼管或者液晶屏，對數(shù)據(jù)進行實時顯示。圖 2.3 系統(tǒng)總體框圖3 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)的硬件框圖如圖 2.3 所示，包括五個部分組成。下面將分別介紹該五個