光电脉搏测量仪设计报告
一、设计意义
从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的
重视。目前医院的护士每天都要给住院的病人把
脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人
腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了
节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测
量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得
到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，
而且精度也不高，因此，需要有使用更加方便，
测量精度更高的设备。
二、关键技术
脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感
器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波
检测系统以光电检测技术为基础，并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法，代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。本系统模拟电路简单，由ADC841芯片实现脉搏信号采集，信号处理和脉搏次数的计算等功能，因此体积小，功耗低，系统稳定性高。本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC 机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。
三、硬件设计
3.1 设计框图
光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、
数码显示、电源等部分。脉搏测量仪硬件框图如图1所示。
当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。
3.2脉搏信号采集与放大整形
目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式
脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来, 光电检测技术在临床医学应用中发展很快, 这主要是由
于光能避开强烈的电磁干扰, 具有很高的绝缘性, 且可非侵入地检测病人各种症状信息,具有结构简
单、无损伤、精度高、可重复好等优点。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。
3.2.1脉搏信号介绍
由于光电传感器所输出的信号波源强度比较弱，且为类似于正弦波波形，如图2所示，所以对信号进行放大整形处理，使其以较强方波形式输出。
图2 脉搏仿真信号正弦波
3.2.2 放大整形电路
图3 信号采集放大整形电路
图4为正弦信号通过放大整形电路之后得到的方型波。
图4整形后的方波
图5 脉搏信号对比
3.3单片机处理电路
如图6所示，本部分运用了89C51单片机作为核心元件，在这里运用单片机能更快更准确地对数据进行运算，而且可以根据实际情况进行编程，所用外围元件少，轻巧省电，故障率低。
来自传感和整形输出电路的脉冲电平输入单片机89C51的P3.5/T1引脚，单片机设为下降沿中断触发模式，故每次脉冲下降沿到达时触发单片机产生中断并进行计时，来一个脉冲脉搏次数就加一；定时器中断主要完成十秒钟的定时功能。单片机对十秒钟内的脉冲次数进行累加并进行计算得出所测人一分钟的脉搏次数，通过P0、P2口把测量过程和结果送到数码管显示出来。
图6 单片机处理电路
3.4显示电路
显示部分采用SMC 1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数如表1所示。
表1 液晶屏技术指标
接口信号说明如表2所示。
表2 液晶屏接口信号说明
与单片机接口电路如图7所示。其中J2的3脚为背光引脚，R9和R10电阻用于调节背光亮度。J2的4、5、6引脚分别接液晶的RS 、E/W 和E 控制引脚，J2的7—14引脚为数据引脚。
图7 LCD 与单片机接口电路 图8主程序流程图
四、软件编程
4.1 软件流程图
系统初始化之后, 进行定时器中断、外部中断、显示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序。流程如图8所示。
4.2 定时器中断程序流程
定时器中断服务程序由十秒钟钟计时、按键检测、有无测试信号判断等部分组成。当定时器中断开始执行后，对十秒钟开始计时，50ms计时到之后继续检测下50ms，直到10s到了再停止并保存测得的脉搏次数。同时可以对按键进行检测，只要复位测试值就可以重新开始测试。主要完成一分钟的定时功能和保存测得的脉搏次数。流程如图9所示。
4.3 INT中断程序流程
外部中断服务程序完成对外部信号的测量和计算。外部中断采用边沿触发的方式，当处于测量状态的时候，来一个脉冲脉搏次数就加一，由单片机内部定时器控制十秒钟，并通过计算得出一分钟内的脉搏次数。流程如图10所示。
图10 INT中断程序流程图
4.5 源程序
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code table[]="Your Pulse-Rate";//15字符uchar code table1[]=" About "; //7字符
uchar code table2[]="0123456789"; //显示3字符uchar code table3[]=" /Min";//5字符
sbit lcden=P3^4; //液晶使能端
sbit lcdrs=P3^5; //液晶数据命令选择端
sbit key=P3^3;
uchar count,num; //定义计数值
uint n;
void delay(uint z) //延时子函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void write_com(uchar com) //液晶显示器写命令函数{
lcdrs=0;
P0=com;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void write_data(uchar date) //液晶显示器写数据函数{
lcdrs=1;
P0=date;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void init() //初始化函数
{
TMOD= 0x21; //设置定时器模式
TL0 = 0x00; //设置定时初值
TH0 = 0xDC; //设置定时初值
TL1=0xFd; //9600波特率的初值,板子使用12M晶振，初值=256-11059200/32/11.0592/9600 TH1=0xFd; //
EA=1;
TR1=1; //启动波特率发生
SCON=0x50; //设置串口方式2
ET0=1;
lcden=0;
write_com(0x38);//设置16X2显示,5X7点阵,8位数据接口
write_com(0x0c);//设置开显示，不显示光标
write_com(0x06);//写一个字符后地址指针加1
write_com(0x01);//显示清零，数据指针清零
write_com(0x80);
for(num=0;num<15;num++)
{
write_data(table[num]);
delay(5);
}
write_com(0x80+0x40);
for(num=0;num<7;num++)
{
write_data(table1[num]);
delay(5);
}
write_com(0x80+0x4A);
for(num=0;num<5;num++)
{
write_data(table3[num]);
delay(5);
}
}
void display(uint shu) //显示函数
{
uint ge,shi,bai;
ge=shu%10;
shi=shu%100/10;
bai=shu/100;
write_com(0x80+0x47);
write_data(table2[bai]);
delay(5);
write_data(table2[shi]);
delay(5);
write_data(table2[ge]);
delay(5);
}
void send(uint k) //串口发送函数(可选)
{
uint ge,shi,bai;
ge=k%10;
shi=k%100/10;
bai=k/100;
SBUF=table2[bai];
while(!TI);
TI=0;
SBUF=table2[shi];
while(!TI);
TI=0;
SBUF=table2[ge];
while(!TI);
TI=0;
}
void T0_time() interrupt 1 //定时器中断,定时时间为1ms
{
n++;
TL0 = 0x00; //重装定时初值
TH0 = 0xDC; //重装定时初值
}
void main() //主函数
{
uint pulse;
init();
delay(5000);
TR0 = 1; //定时器1开始计时
while(1)
{
if(count==0&n!=0)n=0;
if(key==1) //接收到脉搏高电平就计数
{
delay(400);
count++;
}
if(count==8)//每接收到8次就计算显示
{
TR0=0;
pulse=48000/n;//n的值即为n毫秒，由于是计数8个就显示一次数，所以用48000毫秒
除以n即可得到每分钟脉搏数
display(pulse);//送去显示
send(pulse); //发送每分钟脉搏数(可选)
pulse=0;
n=0;
count=0;
TL0 = 0x00; //重装定时初值
TH0 = 0xDC; //重装定时初值
TR0=1;
}
}
}
五、抗干扰措施及使用方法
5.1抗干扰措施
为了提高测量仪的精确度，系统首先要解决的是硬件方面的干扰问题。光电式脉搏测量仪的测量过程中，前端测量到的脉搏信号十分微弱，容易受到外界环境干扰，其中主要的干扰源有测量环境光干扰、电磁干扰、测量运动噪声。
5.2环境光对脉搏传感器测量的影响
在光电式脉搏传感器中，光敏器件接收到的光信号不仅包含脉搏信息的透射光的信号，而且包含测量环境下的背景光信号，由于动脉波动引起的光强变化比背景光的变化微弱得多，因此在测量过程当中要保持测量背景光的恒定，减少背景光的干扰。
测量环境下的背景光包含环境光和在测量过程中引起的二次反射光。为了减少环境光对脉搏信号测量的影响，同时考虑到传感器使用的方便性，采用密封的指套式包装方式，整个外壳采用不透光的介质和颜色，尽量减小外界环境光的影响，为了避免测量过程中的二次反射光的影响，在指套式传感器的内层表面涂上一层吸光材料，这样能有效减少二次反射光的干扰。
加上指套式外壳后的脉搏传感器测量到的脉搏波形比较平滑。这是因为加指套式的脉搏传感器中环境光在测量过程中基本不受外界环境光的影响，而且能够有效减少二次反射光，使照射到手指上的光波长单一，所以得到的脉搏信号较为稳定，没有明显的重叠杂波信号，能够很好的体现出脉搏波形的特征。
5.3电磁干扰对脉搏传感器的影响
通过光电转换得到的包含脉搏信息的电信号一般比较微弱，容易受到外界电磁信号的干扰，在传统的光电式脉搏传感器电路中，由于光敏器件和放大电路是分离的，那么在信号的传递过程就很容易受到外界电磁干扰，通常在一级放大电路采用电磁屏蔽的方式来消除电磁干扰。本系统采用了新型的光敏器件，在芯片内部集成光敏器和一级放大电路，有效地抑制了外界电磁信号对原始脉搏信号的干扰。
工频干扰是电路中最常见的干扰，脉搏信号变化缓慢，特别容易受到工频信号的干扰，因此对工频信号干扰的抑制是保证脉搏信号测量精度的主要措施之一。通常脉搏信号的频率范围在0.3－30Hz 之间，小于工频50Hz，因此通过低通滤波器可以有效滤除工频干扰，这在信号调理电路中容易实现；同时可以在控制电路中对光源进行脉冲调制，这样不但能够降低系统的功耗，而且能够在一定程度上减小外界的电磁干扰，在脉搏信号数据采集后，可以通过数据处理法方法进一步滤除工频信号的干扰。
5.4 测量过程中运动噪声的影响
测量过程当中，通常情况下手指和光电式脉搏传感器可能产生相对的运动，这样对脉搏测量产生误差，可以通过2个方面减少运动噪声误差：一是改善指套式传感器的机械抗运动性，比如说使指套能够更紧的套在手指上，不易松动；二是从脉搏信号处理的角度，通过算法来减小误差。对于传感器的设计，现在采用的主要是第一个途径。
基于STM32的脉搏测量仪设计 脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器。本文将设计一种基于STM32的脉搏测量仪，并介绍其主要功能和设计思路。 一、功能需求分析 脉搏测量仪的主要功能为测量人体脉搏，并实时显示脉搏波形和心率。根据这一功能需求，我们可以进一步分析出所需的具体功能模块： 1.传感器模块：用于检测人体脉搏，并将其转换为电信号。 2.信号处理模块：对传感器采集到的信号进行放大、滤波和数字化处理。 3.心率计算模块：通过对信号进行处理，实时计算出心率。 4.显示模块：将心率和脉搏波形实时显示在屏幕上。 二、硬件设计 1.传感器模块采用光电测量原理，通过红外光发射二极管和光敏电阻 来检测人体脉搏。在手指上放置一个带有光敏电阻的小夹具，通过红外光 源照射手指，当光线被血液吸收时，光敏电阻的电阻值会发生变化，从而 可以检测到脉搏信号。 2.信号处理模块采用了运放电路来放大和滤波脉搏信号，然后使用STM32的模数转换器将信号转换为数字信号。运放电路中的放大倍数和滤 波器的参数可以通过调试来确定，以获得最佳的脉搏信号质量。
3.心率计算模块将数字信号经过处理后，使用算法计算出心率。常用 的方法是通过寻找脉搏信号的波峰和波谷，然后计算脉搏波的周期，再根 据周期计算心率。 4.显示模块使用了液晶显示屏，可以将心率和脉搏波形实时显示在屏 幕上。可以使用STM32的GPIO口和SPI接口来控制液晶显示屏。 三、软件设计 1.通过STM32的GPIO口和SPI接口，将数据发送到液晶显示屏上， 并实时更新心率和脉搏波形。可以使用TFTLCD库来进行液晶显示的控制。 2.使用STM32的定时器和中断功能，对脉搏信号进行采样和计算心率。可以通过设置定时器的时钟源和分频系数来控制采样率。 3.心率计算算法可以在软件中实现，通过对脉搏波形进行检测和分析，计算心率并显示在屏幕上。 四、系统测试 在设计完成后，可以进行系统测试来验证脉搏测量仪的功能和性能。 可以通过将传感器模块连接到手指上，然后打开设备，观察屏幕上显示的 心率和脉搏波形是否正确。 总结： 本文基于STM32设计了一种脉搏测量仪。通过使用光电传感器，信号 处理电路，心率计算模块和显示模块，可以实时测量人体脉搏，并将心率 和脉搏波形显示在屏幕上。这种脉搏测量仪可以用于医院、健身房等场所，为人们提供准确和便捷的脉搏测量服务。
摘要 脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于52单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C52单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试，系统工作正常，达到设计要求。 关键词：脉搏心率测量仪；STC89C52单片机；红外反射式传感器
Abstract Pulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements. Keywords：The pulse measuring instrument;STC89C52 single-chip microcomputer;The infrared reflection type sensor
光电脉搏检测 光电脉搏检测是一种非侵入性的生理信号采集技术，通过利用光电 传感器检测血液在皮肤血管中的反射光信号，实时测量心率和脉搏波形。这项技术已经广泛应用于医疗、健康监测、运动康复等领域，为 人们提供了便捷、准确的生理指标监测手段。 一、技术原理 光电脉搏检测技术的原理基于血液的吸光特性和脉搏波形的变化。 当光源照射到皮肤上时，一部分光会被皮肤吸收，一部分光会经过组 织反射回传。在皮肤下的血管中，血液的含氧量不同会对光的吸收产 生影响，从而形成血红蛋白吸光谱的变化。这些吸光谱变化与心脏搏 动时血液的脉搏波形相对应。 二、应用领域 1. 医疗领域：光电脉搏检测技术在医疗领域中起到了重要的作用。 医疗设备如心电图仪、血压监测仪、脑血流监测仪等都可以通过光电 脉搏检测技术实现快速、准确地获取患者的脉搏信息，辅助医生诊断 疾病或评估患者的健康状况。 2. 健康监测领域：光电脉搏检测技术也被广泛应用于家用健康监测 设备中，例如智能手环、智能手表等。这些设备可以通过佩戴者的皮 肤来获取心率、血氧饱和度等生理数据，实时监测使用者的健康状况，并及时提醒健康异常。
3. 运动康复领域：光电脉搏检测技术在运动康复中也发挥了重要的作用。通过监测运动员的心率和运动时的脉搏波形，可以评估运动状态、调整训练负荷，提高运动效果。同时，在康复过程中，光电脉搏检测技术也可以作为监测指标，帮助康复师进行康复方案的制定和调整。 三、优势和挑战 1. 优势： 光电脉搏检测技术具有非侵入性、方便快捷等优点。用户只需将光电传感器紧贴皮肤部位，即可实时获取脉搏信息，而无需穿刺采血或佩戴束缚式传感器。 2. 挑战： 光电脉搏检测技术也存在一些挑战。例如，受外界因素的影响，如强光、低温等都可能干扰光电传感器的工作，导致脉搏信号的干扰。此外，不同肤色、年龄、体质等个体差异可能对光电脉搏检测的准确性造成一定程度的影响。 四、展望和应用前景 随着健康监测和医疗技术的不断发展，光电脉搏检测技术也将得到进一步的改进和应用。未来，光电脉搏检测技术可能与人工智能等技术相结合，实现更为智能化、个性化的监测和诊断。同时，光电脉搏检测技术的应用范围也将不断扩大，为医疗健康领域带来更多便利和效益。
光电脉搏测量仪设计报告 一、设计意义 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的 重视。目前医院的护士每天都要给住院的病人把 脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人 腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了 节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测 量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得 到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时， 而且精度也不高，因此，需要有使用更加方便， 测量精度更高的设备。 二、关键技术 脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感 器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波 检测系统以光电检测技术为基础，并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法，代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。本系统模拟电路简单，由ADC841芯片实现脉搏信号采集，信号处理和脉搏次数的计算等功能，因此体积小，功耗低，系统稳定性高。本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC 机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。 三、硬件设计 3.1 设计框图 光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、 数码显示、电源等部分。脉搏测量仪硬件框图如图1所示。 当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。 3.2脉搏信号采集与放大整形 目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式 脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来, 光电检测技术在临床医学应用中发展很快, 这主要是由 于光能避开强烈的电磁干扰, 具有很高的绝缘性, 且可非侵入地检测病人各种症状信息,具有结构简
目录 1 技术指标 (1) 2 基本原理 (1) 3 方案论证 (2) 3.1 光电传感探头的选择 (3) 3.2 传感器驱动电路方案 (3) 3.3 电源供电及运放工作方式 (3) 3.4 模拟到数字转换电路 (3) 4 硬件电路设计 (4) 4.1 红外发射管驱动电路 (4) 4.2 红外接收管电路 (4) 4.3 信号调理电路 (5) 4.4 模拟—数字信号转换电路 (6) 4.5 电源电路 (6) 4.6 单片机最小系统 (7) 4.7 人机交互部分 (7) 5 软件设计 (8) 6 测试报告 (8) 7 结论 (10) 8 心得体会 (10) 9 参考文献 (11) 10 附录 (11)
摘要：心率是反映人体健康状况的一种重要参数。本文介绍了一种以C8051F310单片机为核心的人体心率测试装置。系统采用反射式光电传感器ST168感应人体的心率信号，经过放大、滤波、施密特触发等电路，将其转换为脉冲电压信号，再利用单片机对脉冲信号计数、处理并显示。实验证明，本装置具有信噪比高、精确、低成本等特点，完成了微弱信号放大，并有显示、报警等功能，具备良好的实际应用价值。 关键字：心率测试 ST168 小信号放大 C8051F310 1 技术指标 ①自制的光电传感头灵敏度高，信号峰峰值最高可达100mV。 ②光电传感头只要按要求放好即可开始测量，不需要多次调整。 ③信号调理电路的同频带为0.16Hz到6.6Hz，增益可达1000以上。 ④以最少数量的的芯片、最低的成本为设计准则。 ⑤外接9V电源适配器，硬件电路稳定可靠，可以长时间工作。 ⑥采用算法对采集到的心率信号进行优化，并能够实时测量。 ⑦具备模式控制、显示、报警功能。 2 基本原理 据朗伯比尔（Lamber Beer）定律, 物质在一定波长处的吸光度和它的浓度成正比。当恒定波长的光照射到人体组织上时, 通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强将在一定程度上反映出被照射部位组织的结构特征。 心率和脉搏是同步的，故测量人体心率即测量脉搏。脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生, 在人体指尖, 组织中的动脉成分含量较高, 而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄, 透过手指后检测到的光强相对较大,因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。手指光吸收量变化如图1所示。
毕业设计(论文) 题目：基于单片机的脉搏测量仪的研究与设计
摘要 在传统的医疗检测中，脉象检测一直都起着非常重要的作用，人体的脉象包含着大量的人体的生理和病理方面的信息。脉诊一直是医生诊断疾病的重要手段之一，但受人为因素的影响很大。经医学观察研究表明，人体手指末端含有丰富的毛细血管和小动脉，这些动脉和人体其他地方的动脉一样，含有丰富的生理信息。由于光电脉搏检测技术具有很高的绝缘性，且抗电磁等干扰能力强，可以对人体进行无损伤检测。本文设计通过光电法对人体指尖的脉搏进行测量，并将测量信息送入单片机进行处理，最后通过数码管将测量结果显示出来。将对脉搏信号的检测模块，脉搏信息的处理模块，单片机，数码管显示模块等电路集成在一块电路板上，形成一个简易的脉搏测量仪。这种测量仪具有精确度高，体积小，价格便宜，易于操作等特点，特别适合于个人使用和家庭使用，给我们的生活带来极大方便，让我们第一时间对自己的身体状况有进一步的了解。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：脉搏；光电传感器；单片机；数码管
Abstract In the traditional medical testing，the pulse condition detection has been playing a very important role．The pulse condition of the human body contains a large number of physiology information and pathology information，the pulse examination has been being one of the important means for the doctor to diagnosis the illness．But the man-made factors influence it very much，the medical observation research shows．The end of the finger contains rich capillaries and small arteries．These arteries and the other arteries of the body hold rich physiologic information．The Photoelectric pulse detecting technology can test the body without damage owing to its high insulation and strong ability to resist the electromagnetic interference．This design in the text can survey the pulse of the finger tip through photoelectric method and transport the information to the microcontroller to do with it．At last，the result is showed by the digital tube．When the electric circuit such as the detection module of the pulse signal，the processing module of the pulse information，SCM，digital tube are integrated in the board of electric circuit，it formed an simple pulse measuring instrument，this instrument has high accuracy，small, cheap，and easy to operate．It is especially suitable for personal use and family use．It brings great convenience to our life，so we can have a further understanding of our body condition．聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 Key words: Pulse；Photoelectric transducer；SCM；Digital tube残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
血压脉搏测量装置 组成： 由主机、附件、软件光盘组成。 其中附件包含弧形袖带、通用肢体夹、三线制心电导联线、心音探头、吸球。 适用范围：该产品适合对患者检测血压、脉搏、心电、心音信号，临床用于分析心肌功能，动脉弹性及下肢血管的血流障碍程度参数；踝壁指数（ABI）、脉搏波速度（PWV）、心脏收缩时间间隔（STI）. .产品型号/规格及其划分说明 1.1 产品型号：MB3000 1.2 产品划分说明： 1.3 产品组成 1.3.1产品组成 由主机、附件、软件光盘组成。 其中附件包含弧形袖带、通用肢体夹、三线制心电导联线、心音探头、吸球。 1.3.2软件组件 a）软件组件名称：MB3000血压脉搏测量装置应用软件 b) 软件组件型号/规格：ABIPWV c) 软件组件发布版本：V2 d) 版本命名规则 软件版本命名规则为X.Y.Z。 2. 性能指标
2.1 工作环境条件 .环境温度：5-40℃ .相对湿度：≤80% .大气压力：800hPa～1060hPa .电源：A.C.220V±22V、50Hz±1Hz 2.2 血压测量 2.2.1设备标识 应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.2.1的要求。 2.2.2说明书 应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.2.3的要求。 2.2.3部件标识 a) 部件更换：应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.2.4.1的要求。 b) 交流电源供电的设备的标识：应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》 中4.2.4.2的要求。 c) 电池供电设备的标识：应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.2.4.3 的要求 d) 袖带标识：应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.2.4.4的要求。 2.2.4寿命 应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.3的要求。 2.2.5最大袖带压 当袖带内压力值超过40kPa (300mmHg），控制阀应泄放气压；袖带内压力处于2kPa（15 mmHg）以上的时间应不超过3min。另外设备应保证袖带压处在 0.67kPa(5mmHg) 以上的时间不超过90s。 2.2.6泄气 应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.4.1.2的要求。 2.2.7量程 应符合YY 0670-2008《无创自动测量血压计》中4.5.1的要求。应为 0kPa(0mmHg)～40kPa(300mmHg)。 2.2.8分辨率
光电脉搏传感器 概述 光电脉搏传感器是一种用于测量人体血液脉搏的传感器技术。它利用光电效应原理，通过发射和接收光信号来检测脉搏信号的变化，从而实现对人体生理状态的监测。 光电脉搏传感器广泛应用于医学领域，特别是在无创血压 测量、心率监测和血氧饱和度监测等方面具有重要的作用。本文将详细介绍光电脉搏传感器的原理、工作方式以及应用领域。 原理 光电脉搏传感器的工作原理基于光电效应，即光线照射到 物体表面时会产生光电流。在血液脉搏测量中，传感器通过发射和接收光信号来检测血液的脉搏变化。 具体来说，传感器首先发射一束红外光线或近红外光线， 透过皮肤照射到血液血管中。由于血液中含有不同的血红蛋白，其吸收和散射光线的能力不同，因此当血液流动时，接收到的光强度会随之变化。传感器接收到的光信号经过放大和滤波处理，最终转换为数字信号，便于后续分析和处理。
工作方式 光电脉搏传感器的工作方式可以分为两种：反射式和透射式。 反射式传感器 反射式传感器是将光源和光接收器集成在同一个传感器模 块中。光源通过发射光线照射到皮肤表面，经过散射后被光接收器接收到。根据光强度的变化，可以得到皮肤血液脉搏的信号。 反射式传感器的优点是结构简单、使用方便，适用于手持 式设备和可穿戴设备等场景。然而，由于受到环境光的干扰，对信号的准确性有一定的影响。 透射式传感器 透射式传感器是将光源和光接收器分别安装在不同的位置。光源通过发射光线穿过皮肤，经过血液血管后被光接收器接收到。同样地，根据光强度的变化，可以获得血液脉搏信号。
透射式传感器的优点是能够减少环境光的干扰，提高信号的准确性。但由于需要分别安装光源和光接收器，相对复杂一些，所以通常应用于专业的医疗设备中。 应用领域 光电脉搏传感器在医学领域有着广泛的应用。以下是一些主要的应用领域： 无创血压测量 光电脉搏传感器可以通过监测血液脉搏的变化，估算出血压的波动情况。通过血压测量，医生可以了解患者的心脏健康状况，及时采取治疗措施。 心率监测 光电脉搏传感器可以实时监测患者的心率变化。心率是评估人体健康状况的重要指标之一，通过心率监测可以帮助医生了解心脏功能的状况，并判断是否存在心血管疾病。 血氧饱和度监测 光电脉搏传感器可以检测血液中的血氧饱和度，即血液中氧气的浓度。血氧饱和度是评估呼吸系统和循环系统功能的重
基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现 引言 脉搏心率检测是一项重要的生理参数测量技术，广泛应用于医疗领域和个人健康管理中。基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现是一个基于嵌入式系统的项目，旨在通过传感器采集用户的脉搏数据，并通过算法计算出心率值。本文将介绍这个项目的设计和实现细节。 设计原理 脉搏心率检测仪的设计原理基于光电传感器和STM32微控制器。光电传感器是一种能够检测到光线变化的传感器，通过检测光线的变化来获取脉搏信号。STM32微控制器作为主控制单元，实现信号采集、处理和心率计算等功能。 设计流程如下： 1. 使用光电传感器采集用户的脉搏信号，通过光电传感器输出的电压信号来检测光线变化。 2. STM32微控制器通过模数转换器（ADC）将传感器输出的电压信号转换为数字信号。 3. 使用滤波技术对数字信号进行滤波处理，去除噪声信号。 4. 通过信号处理算法计算出心率值。 5. 将心率值通过显示器显示出来。
硬件设计主要涉及到光电传感器、STM32微控制器和显示器的选型和连接方式。 光电传感器选型 光电传感器是脉搏心率检测仪的核心传感器。在选型时，需要考虑传感器的灵敏度、响应速度和抗干扰能力等因素。常用的光电传感器有光敏二极管（PD）、光敏转换器（LDR）和光电二极管（Photodiode）等。 STM32微控制器选型 选择适合的STM32微控制器是因地制宜的。需要考虑的因素包括处理速度、存储容量和接口等。常用的STM32系列微控制器有STM32F1系列、STM32F4系列和STM32L系列。 显示器选型 显示器用于显示心率值。常用的显示器有字符型液晶显示器（LCD）和触摸屏显示器等。选择时需要考虑显示效果和接口等。
FS20系列脉搏血氧仪说明书 说明 感谢您购买脉搏血氧仪。使用产品前，请仔细阅读本使用说明书的内容，以便正确使用该产品。阅读后请妥善保存本使用说明书，以便需要的时候可以随时查阅。 本使用说明书及其对应产品的知识产权属于湖南艾瑞特生物医疗科技有限公司（以下简称“艾瑞特公司”）。 ©湖南艾瑞特生物医疗科技有限公司，著作权所有。未经艾瑞特公司书面同意，任何个人或组织不得复制、修改或翻译本使用说明书的任何部分。 版本号：V2.1 发布日期：2021-4 前言 说明 本说明书详细地介绍了产品的用途、功能和操作使用。使用本产品之前，请认真阅读并理解本说明书中的内容，以保证能够正确地使用本产品，并确保病人和操作者安全。 本说明书按照最完全的配置对本产品进行介绍，所以部分内容可能不适用于您所购买的产品。若有任何疑问，请与本公司联系。 请将本说明书放置在产品附近，以便需要时能够方便、及时地获取。 适用对象 本说明书适用于专业的临床医护人员阅读，读者应具有监护病人所必须的医疗程序、实践和术语方面的知识和工作经验。 插图 本说明书中提供的所有插图仅做参考，插图中的设置或数据可能与您在产品上所看到的实际显示并不完全一致。 惯例 斜体用于表示引述的章节。
字符：用于表示软件中的字符串 →：该符号用于表示操作时的步骤。 第1章安全 1.1安全信息 ▲ 危险：提示紧急的危险，如不避免，将可能导致死亡、严重的人身伤害或财产损失。 △警告：提示潜在的危险或不安全的操作，如不避免。将可能导致死亡、严重的人身伤害或财产损失。 △小心：提示潜在的危险或不安全的操作，如不避免，将可能轻微的人身伤害、产品故障损坏或财产损失。 注意：强调重要的注意事项，提供说明或解释以更好的使用本产品。 1.1.1危险 本产品没有涉及危险等级的信息 1.1.2△警告 爆炸危险——切勿在有麻醉气体等易燃物品的环境下使用本设备； 禁止在核磁共振(MRI)检查过程中使用本设备； 对于有关临床限制和禁忌症的详细内容，请仔细查阅相关医学文献； 该设备不适用于新生儿、婴幼儿病人，且患者的手指直径必须介于8至25.4mm之间； 每次使用之前，请检查血氧仪是否正常，请勿使用已损坏的血氧仪； 持续使用会产生不适或压痛感，特别是对有微循环障碍的患者，建议每个手指的测量时间不超过10分钟； 对于某些特殊患者，需要对血氧仪的测量部位进行更仔细的检查，不得将血氧仪安放在水肿或脆弱的组织上； 该设备仅仅是一种临床诊断的辅助设备，其显示的生理参数、生理波形仅供医生参考，不能直接作为临床治疗的依据；
基于单片机的智能脉搏测试仪设计摘要 脉搏测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏测量仪。系统以AT89C51单片机为核心，利用光电传感器采集信号，通过硬件电路整形放大后，实现单片机对脉搏的累加计数。系统运行中能显示脉搏次数，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数。经测试，系统工作正常，能准确达到设计要求。 关键词：脉搏计数 AT89C51单片机光电传感器
Abstract Pulse measuring instrument has been widely used in our daily life. In order to increase its simplicity and accuracy,this subject designs one system based on single-chip microcomputer . The system takes the AT89C51 microcontroller as the core, uses the optical sensor to collect signals.After shaping and enlarging by hardware circuits, the microcontroller can make the pulse accumulated counting. The system can display the time of the pulse during operation. It can also show the total number when it stops. After testing, the system works well and meets the design requirementsaccurately. Keywords：Pulse countingAT89C51 single-chip microcomputerPhotoelectric sensor
基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现的 信号采集与处理算法 一、引言 脉搏心率检测仪是用于测量和监测人体脉搏和心率的设备，广泛应用于医疗、 健康管理和体育训练等领域。本文将介绍基于STM32的脉搏心率检测仪的设计与 实现的信号采集与处理算法。 二、信号采集 信号采集是脉搏心率检测仪的核心部分，主要通过传感器采集人体脉搏信号， 并将其转化为电信号。在设计过程中，我们选择了光电传感器作为信号采集的方式。光电传感器通过红外光源和光敏元件组成，能够对心脉搏产生的光信号进行检测与采集。 在实际应用中，光电传感器置于指尖或耳垂等容易采集到脉搏信号的部位。当 光电传感器接收到脉搏信号时，光敏元件会产生电压信号，经过放大与滤波等处理后，将脉搏信号传送给STM32微控制器进行后续处理。 三、信号处理算法 为了准确测量并计算心率，对采集到的脉搏信号进行处理是非常重要的。下面 将介绍一种基于STM32的信号处理算法： 1. 信号预处理 采集到的脉搏信号常常伴随着各种噪声，因此需要对信号进行预处理，包括去 除基线漂移、滤波和放大等步骤。去除基线漂移可以通过直流偏置和高通滤波器实现。滤波可以采用低通滤波器来去除高频噪声，同时保留低频脉搏信号。放大可以使用运放电路将信号放大到合适的幅度。
2. 心搏检测 心搏检测是信号处理算法的核心，主要通过检测信号的特征来确定每一次心搏 的发生。在时间域上，可以采用门限检测法或斜率法来检测心搏信号的起始点和结束点。在频域上，可以采用快速傅里叶变换（FFT）来提取心搏信号的频谱信息， 从而得到心率。 3. 心率计算 心率计算是根据心搏检测的结果得出的。一般来说，每分钟的心搏次数就等于 心率。可以通过统计一段时间内检测到的心搏次数，然后乘以一个合适的倍数来得到心率值。同时，为了使心率显示更加平稳，可以采用滑动平均或指数平均等方法来进行平滑处理。 四、系统实现 基于STM32的脉搏心率检测仪的系统实现主要包括硬件设计和软件程序。 在硬件设计方面，需要选择合适的光电传感器、运放电路和滤波器等电子元件，并按照系统要求进行电路连接与布局。同时，需要充分考虑电源供电、信号传输和防电磁干扰等问题，以确保系统正常工作。 在软件程序方面，需要编写适配于STM32微控制器的嵌入式C语言程序。程 序主要包括采集信号、数据处理和心率显示等功能。信号采集方面，需要配置 STM32的模拟数字转换器（ADC）模块，并按照预定的采样频率进行数据采集。 数据处理方面，需要根据信号处理算法进行信号预处理、心搏检测和心率计算等操作。心率显示方面，可以选择液晶显示屏或数码管等设备来实时显示心率数值。五、结论 基于STM32的脉搏心率检测仪是一种重要的医疗、健康管理和体育训练设备。本文介绍了基于STM32的脉搏心率检测仪的信号采集与处理算法，并对系统实现 进行了说明。通过这些工作，可以准确地测量和监测人体的脉搏和心率信息，为人
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题 一、什么是脉搏测量仪？ 脉搏测量仪是一种用于监测人体脉搏的仪器，通过传感器感知人体的脉搏信号，并将其转化成数字信号通过处理器进行分析和显示。基于51单片机的脉搏测量仪是利用51单片机作为核心控制器，搭配适当的传感器和显示器组件，可以实现对脉搏的实时监测和数据处理。 二、该脉搏测量仪的工作原理是怎样的？ 1. 传感器采集脉搏信号：脉搏测量仪通常会采用光电传感器或压力传感器来感知人体的脉搏信号，光电传感器通过发射一束红外光束照射到皮肤上，当血液脉动时，血液会吸收不同程度的红外光，通过检测光电传感器接收到的反射光强度变化来获取脉搏信号；压力传感器则是通过感知皮肤上的微小压力变化来获取脉搏信号。 2. 信号处理与数字化：传感器采集到的模拟信号需要经过信号调理电路进行滤波和放大，然后通过模数转换器（ADC）将模拟信号转化成数字信号，以便于单片机的处理。 3. 数据处理与显示：单片机接收到数字化的脉搏信号后，会根据预设的算法进行脉搏波形的提取和心率的计算，并将结果显示在液晶显示
器上，同时可以通过串口或蓝牙模块将数据传输到外部设备进行进一步分析和存储。 三、基于51单片机的脉搏测量仪有哪些特点？ 1. 灵活性强：基于51单片机的脉搏测量仪可以根据实际需求进行灵活的定制和扩展，比如可以根据具体情况选择合适的传感器，采用不同的数据处理算法，实现不同的功能。 2. 成本低廉：51单片机作为一种经典的微控制器，价格低廉且性能稳定可靠，适合用于中小型医疗设备的开发和生产。 3. 易于开发：基于51单片机的脉搏测量仪的软硬件开发相对简单，开发人员可以利用丰富的开发资源和成熟的开发工具进行快速开发和调试。 四、该脉搏测量仪在医疗保健领域有哪些应用前景？ 1. 个人健康监测：随着人们健康意识的提高，个人健康监测设备越来越受到关注，基于51单片机的脉搏测量仪可以作为便携式的个人健康监测设备，可用于定期监测心率、血压等生理指标，提醒个人关注身体健康。
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题 1. 介绍与背景 在现代医疗领域中，脉搏测量仪是一种非常重要的设备。它能够通 过检测人体的脉搏波形来帮助医生判断患者的健康状况。而基于51单片机的脉搏测量仪作为一种便携式的设备，在实际应用中越来越受到 广大医疗工作者的关注。 2. 脉搏测量原理 脉搏测量的原理是利用光电传感器将人体的脉搏波形转化为电信号。通过对这些信号进行采样、滤波和处理，可以得到一条准确的脉搏波 形曲线。基于51单片机的脉搏测量仪需要通过程序控制，实现对传感器的数据采集以及波形分析。 3. 硬件设计与实现 由于基于51单片机的脉搏测量仪需要具备便携性，因此硬件设计需要考虑到尺寸小、功耗低以及易于携带等因素。一般情况下，硬件系 统包括51单片机、光电传感器、滤波电路、数据转换电路和显示屏等组件。通过合理的布局和连接，确保信号的稳定性和质量。 4. 软件设计与实现 在软件层面上，基于51单片机的脉搏测量仪需要编写相应的程序代
码。这些代码主要包括传感器数据采集、滤波处理、特征提取和波形 显示等功能。控制程序的设计需要考虑到采样频率、滤波算法的选择 以及数据存储与传输等方面。 5.实验与结果分析 通过实验验证，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地测量出人体脉搏波形，并能够显示出波形曲线。通过对采集到的数据进行分析， 可以判断出患者的心血管健康状况。根据采样频率的不同，还能够获 取到更多的生理信息。 6. 应用与前景展望 基于51单片机的脉搏测量仪在临床医疗中具有广泛的应用前景。它不仅可以用于日常健康监测，还可以用于特殊疾病的筛查和诊断。随 着技术的不断发展和创新，基于51单片机的脉搏测量仪将会变得更加智能化和便捷化。 7. 个人观点与总结 作为一位专业的医疗设备写手，我对基于51单片机的脉搏测量仪充满了信心和期待。这种小巧而功能强大的设备在改善医疗领域的工作 效率和病患体验方面具有重要的作用。通过综合应用硬件和软件设计，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地获取人体脉搏波形和生理信息，为医生的临床判断提供重要的依据。