便携式人体脉搏计数仪设计

重申明本人呈交的毕业实习报告（设计），是在导师的指导下，独立进行实习和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

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对本毕业实习报告（设计）所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本毕业实习报告（设计）的知识产权归属于作者与培养单位。

学生签名日期2012.12摘要本作品根据题目要求指示，以精准脉搏测量电路为核心，以TI公司提供的LaunchPad MSP430（G2553）单片机开发板为核心控制。

应用单片机部集成的10位8通道多路ADC做模数转换，与外部电路构成测试系统。

本作品根据题目要求使用+3.6V电源供电，测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。

同时具有脉搏上下门限警报、监护状态和回放状态，并可在128×64点阵屏幕上动态显示光电脉搏信号波形等功能。

本题目来自“2012年全国大学生电子设计大赛TI杯赛区”关键词：自动测量；上下限报警；回放；监测；光电探头目录1 选题意义 (1)2 系统方案2.1方案比较 (2)2.2系统描述 (2)2.2.1芯片基本工作原理 (3)2.2.2整体描述 (3)3 脉搏测量原理 (4)4 电路分析4.1 CPU控制电路 (5)4.2信号采集和信号处理电路 (6)4.3键盘电路 (7)4.4显示电路 (8)4.5报警电路 (8)5 程序分析5.1 程序总体流程图 (9)5.2 核心程序流程图 (10)5.3 开发环境介绍 (10)5.4脉搏计数算法 (11)5.5 程序节选 (12)6 系统测试6.1测试结果及分析 (14)6.2作品展示 (15)结论 (16)参考文献 (17)1选题意义从近代医学的角度来看人体循环系统承担着协调全身各组织的能量代输送氧气、营养物质运走代废物等重要的工作还承担运送抗体、激素等物质以协调整体的动态平衡。

便携式脉搏测试仪报告学院：信息科学与工程学院专业：电子信息工程年级：10级组员：陈均、洪浩、陈帅任务及要求一、 任务设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用红光或红外光发射接收技术，从人体手指或耳垂处采样获取脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。

其系统框图如图1所示，其中A 、B 为2处信号观测点用于作品评测。

光电脉搏探头光电传感放大滤波 信息处理 显示信号调理 A B图1 脉搏测试仪系统方框图二、 要求1. 基本要求（1） 设计制作光电脉搏探头，发射红外光或红光作为探测信号，照射到指尖等人体组织后，接收其透射或反射信号。

（2） 设计制作脉搏信号调理电路与信息处理电路，测量并显示被测人每分钟脉搏次数，以医学仪器产品同时测量值为对照，测量误差不大于±3次。

（3） 测试仪必须采用3.6V 电池供电，并尽量降低待机电流与工作电流。

作品应留有电池供电电流测试点以便评测时测量功耗。

（4）测试仪能在白天室内日常亮度环境下正常工作。

（5）测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。

2.发挥部分（1）可预置脉搏次数上下告警门限，当脉搏次数测量值超出告警限时，测试仪告警。

（2）可将测试仪设置为监护状态或回放状态。

在监护状态，测试仪进行定时、连续长时间测量并保存测量数据，在回放状态，回放所保存测量数据。

记录数据时应包括其测量时间。

（3）可在不小于128×64点阵的屏幕上实现光电脉搏信号波形动态显示。

（4）其它。

内容摘要脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖，组织中的动脉成分含量高，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。

手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织，其中非血液组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的，可以忽略，因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的光源的照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号。

五邑大学电子系统设计报告题目：便携式脉搏检测仪院系信息工程学院专业电子信息工程学号AP0905112学生姓名黄莞杰指导教师张京玲一、题目的要求和意义 (3)1、目的 (3)2、意义 (3)3、要求 (3)二、方案论证 (3)1、全部用模拟电路实现。

(3)2、用数字电路实现。

(3)3、用单片机实现。

(3)三、设计 (3)1、系统组成框图如下： (3)2、放大整形的总电路： (4)3、放大的单元电路： (4)1）、信号采集 (4)2）、一级放大电路： (5)3）、二阶低通滤波： (6)4)、二级放大： (6)5)、后级放大： (7)4、整形电路： (8)5、单片机和液晶显示电路： (8)四、程序 (9)五、噪声处理及注意事项 (10)六、电路性能测试与结果分析 (10)1、整个放大电路的传递函数为： (10)2、采集到的信号经过滤波放大后的波形图： (11)七、调试过程遇到的问题与解决的方法 (11)八、课程设计体会 (12)九、参考文献 (12)便携式脉搏检测仪一、题目的要求和意义1、目的1）、通过对电子技术的综合运用，使和学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。

2）、初步掌握一般电子电路设计的方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。

3）、培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。

对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实验中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。

2、意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息，为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号。

3、要求1）、心率信号由传感器(例如光电传感器) 模块进行采集。

2）、采集后的信号经过放大和滤波（特别滤除50HZ信号的干扰），进行整形后，得到幅值在0~5v的脉冲信号。

3）、可选用单片机进行心率测定，在液晶上显示出被测者心率。

1一、设计说明设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s 内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。

正常人的脉搏数为60~80次/min ，婴儿为90~100次/min ，老人为100~150次/min 。

电路原理框图如图1所示。

图1 脉搏计原理框图将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号，放大整形后进行二倍频，并在30s （基准时间） 内对此信号计数，便得到了1min 脉搏数。

二、技术指标1．设计人体脉搏计数器并用LED 显示。

2．误差为±2次/min 。

三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。

3．主要器件：(1)74LS74双D 触发器；(2)74LS47或4LS48译码器；(3) 74LS163计数器；(5)OP07等。

四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。

2．进行实验数据处理和分析。

倍频器基准时间产生电路放大与整形 计数译码显示器控制电路传感器五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：3人体脉搏计的设计一、概述脉搏计在实际中的应用非常广泛，它是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，用来测量频率较低的小信号。

其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。

通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需要设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学知识应用于实践中。

设计任务技术指标；1．要求在规定时间内实现测量人体的脉搏跳动次数。

摘要便携式脉搏测量仪主要以单片机AT89S52为核心，电路分为传感器模块、信号调整电路、单片机系统、键盘控制模块、显示电路、声光报警电路、DC/DC供电模块七个模块，设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用红光或红外光发射接收技术，从人体手指或耳垂处采样获取脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。

AbstractPortable pulse measuring instrument with single chip AT89S52 as the core, the circuit is divided into a sensor module, a signal adjusting circuit, MCU system, keyboard control module, a display circuit, an acoustic-optic alarm circuit, DC/DC power supply module seven module, design and production of a portable human body pulse tester, the tester adopts a red or infrared light transmitting and receiving technology, from the human finger or earlobe sampling to obtain information of pulse, and real-time display of the measured each minute pulse number.一、方案论证与比较1.传感器方案论证与比较方案一：采用集成传感器。

当前，市面上有很多类型的集成心电传感器，其灵敏度高，集成度高，直接就可以反映出心率的变化，且已包含了滤波等抗干扰电路，波形经过放大可以直接处理使用。

1. 引言脉搏是人体生命活动中重要的生理指标之一，脉搏测量仪可以实时监测人体的脉搏情况，并提供相应的数据分析。

本文档将详细介绍脉搏测量仪的设计方案，包括硬件设计和软件开发。

2. 硬件设计2.1 传感器选择脉搏测量仪的核心是脉搏传感器，选择适合的传感器对脉搏信号的采集至关重要。

我们建议选择带有光电传感器的脉搏传感器，该传感器可以通过红外线光电技术来测量脉搏信号。

2.2 信号采集电路设计脉搏传感器的输出是微弱的光电信号，需要通过信号采集电路进行放大和滤波处理。

我们建议采用放大器和滤波器的组合来实现信号的放大和去噪。

2.2.1 放大器设计放大器的作用是放大传感器输出的微弱信号，提高信号的幅值。

我们建议使用差分放大电路，以提高信号的抗干扰能力。

2.2.2 滤波器设计滤波器的作用是滤除高频噪声，保留脉搏信号的低频成分。

我们建议采用带通滤波器，设置合适的截止频率，以滤除高频和低频信号。

2.3 数据处理电路设计脉搏信号的采集和处理完成后，需要将脉搏数据传输到微处理器进行进一步处理。

我们建议使用微控制器作为数据处理的主要控制单元。

2.3.1 微控制器选择选择适合的微控制器对整个脉搏测量仪的性能和功能实现起着至关重要的作用。

我们建议选择一款具有高性能和低功耗的微控制器，以满足脉搏测量仪的要求。

2.3.2 数据传输接口设计在数据传输方面，我们建议使用串行接口（如UART）将脉搏数据传输到外部设备或计算机上进行进一步的分析和存储。

3. 软件开发3.1 脉搏信号处理算法在软件开发方面，我们需要实现一些脉搏信号处理算法，以提取和分析脉搏信号中的相关特征。

常见的脉搏信号处理算法包括脉率计算、心率变异性分析等。

3.2 数据可视化界面设计为了方便用户理解和使用脉搏测量仪，我们需要设计一个用户友好的数据可视化界面。

该界面可以实时显示脉搏数据，并提供相应的数据分析和报告功能。

3.3 脉搏测量仪的控制逻辑在软件开发过程中，我们需要设计脉搏测量仪的控制逻辑。

脉搏测量仪设计方案脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器，具有重要的医疗和健康监测功能。

下面是一个脉搏测量仪的设计方案，包括主要功能、硬件设计和软件设计。

1. 主要功能：- 测量人体脉搏：使用传感器检测人体脉搏，并将数据转化为数字信号。

- 显示脉搏数据：通过液晶显示屏显示当前的脉搏数据，以便用户实时获知自己的脉搏情况。

- 存储数据：将脉搏数据存储在内部存储器中，为用户提供历史脉搏数据的查询。

- 分析数据：对存储的脉搏数据进行分析，并生成相应的报告，帮助用户了解自己的脉搏状况。

2. 硬件设计：- 传感器：采用光电传感器，通过感应人体血流的反射光强度变化来测量脉搏。

- 微控制器：选择一款高性能的微控制器作为主控芯片，负责数据采集、信号处理、通信和显示控制等功能。

- 显示屏：选用高分辨率的液晶显示屏，可以显示脉搏数据和其他相关信息。

- 存储器：选择大容量的闪存作为数据存储器，并考虑使用可拓展的存储器接口，方便用户扩展存储容量。

- 电源：采用可充电电池供电，确保仪器长时间的使用时间，并考虑添加低电量提醒功能。

3. 软件设计：- 数据采集和处理：通过光电传感器采集到的模拟信号经过采样和放大处理，并转化为数字信号，以便于后续的数据处理和分析。

- 数据显示和存储：将测量到的脉搏数据显示在液晶屏上，并同时将数据存储在内部存储器中。

- 用户交互：设计使用友好的用户界面，并增加触摸屏等交互方式，使用户操作更加方便、直观。

- 脉搏数据分析：对存储的脉搏数据进行分析，可将数据进行图表化显示，以便用户更加直观地了解自己的身体健康状况。

- 数据传输：可考虑添加数据传输功能，如蓝牙或USB接口，以便用户将数据导出到电脑或其他设备进行进一步分析和储存。

以上是一个脉搏测量仪的设计方案，旨在提供一个可靠、精确且易于使用的脉搏测量解决方案，以满足用户的医疗和健康监测需求。

具体的技术细节和设计参数需要在实际设计过程中进一步完善。

便携式脉搏测试仪的设计卢宇翔【摘要】This design is based on the principle of photoelectric pulse detection, using Launchpad MSP430 microcontroller board as the core controller,and realizes the function of self starting measurement,automatic standby,data playback and pulse alarm.Infrared LED can emit infrared light,and the change of the infrared transmittance can relfect the cyclic variation of the ifnger blood volume. After ifltering,ampliifcation and other processing,optical signal received by the phototransistor obtains pulse signal by means of single chip A/D sampling of the microcontroller. The tester uses 128x 64 dot array LCD to display the pulse number per minute and photoelectric pulse signal wave form dynamic graph real-time.%文章的设计基于光电脉搏检测原理，采用MSP430 Launchpad单片机板作为核心控制器，实现了自启动测量、自动待机、数据回放及输出超限报警等功能。

设计中使用特征波长的红外管发射红外光，红外光穿透手指血液容量后，会产生周期变化的光谱能量，再由对应特征的光敏三极管输出光信号，后经放大、滤波、整形等处理后，经MSP430内置AD采样获取反应脉搏变化的电信号。

综合实训报告2014 — 2015学年第1 学期实训名称：便携式人体脉搏信号检测系统设计指导教师：学院：电气工程及其自动化学院班级：姓名：学号：2014 年10 月17 日便携式人体脉搏信号检测系统设计一．综合实训的主要内容设计一种人体脉搏信号检测系统，使得系统能够采集人体脉搏信号，并对信号进行处理，分析每分钟脉搏次数及其他生理指标。

人体脉搏信号检测系统能够通过USB端口与PC机通讯，并在PC机上对采集数据进行处理，并显示每分钟脉搏跳动的次数和脉搏波形。

二．硬件方案设计HK-2000B脉搏传感器：HK-2000B集成化脉搏传感器将力敏组件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。

具有灵敏度高、抗干扰能力强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。

压电式原理采集信号，能够输出完整的脉搏波电压信号。

它的输出是和脉压对应的0~1.0v 脉动模拟电压信号。

AD/DA转换器PCF8951：8位AD/DA转换器。

PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。

它具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。

PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I²C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。

在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I²C总线以串行的方式进行传输。

PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。

PCF8591的最大转化速率由I²C总线的最大速率决定。

STC89C52单片机：与51指令兼容。

通用型，有总线扩展和较强的位处理功能，其全双工异步串行通信口，所以具有串口通讯功能。

作为数据采集和传输的控制器。

RS232转USB芯片PL2303：PL2303 是Prolific 公司生产的一种高度集成的RS232-USB 接口转换器，可提供一个RS232 全双工异步串行通信装置与USB 功能接口便利联接的解决方案。

基于STM32的脉搏测量仪设计脉搏测量仪是一种用来测量人体脉搏的医疗设备，可以用于监测心率和脉搏波形等信息，帮助医生了解人体的心血管健康状况。

本文将介绍基于STM32的脉搏测量仪的设计。

首先，我们选择了STM32系列的单片机作为主控芯片。

STM32系列具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等特点，非常适合作为嵌入式系统的主控芯片。

接下来，我们需要设计传感器部分。

传感器可以采集脉搏信号，并将信号转换为数字信号供STM32芯片处理。

常见的脉搏信号传感器有光电传感器和压电传感器。

我们选择了光电传感器，因为它具有适应性强、响应速度快等优点。

光电传感器可以通过光电效应将脉搏信号转换为电信号，并使用模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

然后，我们需要对脉搏信号进行预处理。

由于脉搏信号存在噪声等干扰，我们需要进行滤波和放大等处理，以提取出我们所需的脉搏信息。

滤波可以使用数字滤波器来实现，它可以有效地去除噪声。

放大可以使用放大电路来实现，以增加信号的幅度。

接着，我们需要编写软件算法来对脉搏信号进行分析和处理。

首先，我们需要使用数字信号处理算法来对信号进行分析，提取出脉搏的周期和幅度等信息。

然后，我们可以根据这些信息计算出心率等指标，并将结果显示在LCD屏幕上。

最后，我们需要设计用户界面和外设控制部分。

用户界面可以使用LCD屏幕和按键等元件来实现，用户可以通过按键来控制脉搏测量仪的功能。

外设控制部分可以使用串口、蓝牙等通信模块来实现，以便将脉搏数据传输到手机或计算机上进行进一步的分析和存储。

总结起来，基于STM32的脉搏测量仪设计主要包括：选择STM32作为主控芯片、设计传感器部分、进行脉搏信号预处理、编写软件算法、设计用户界面和外设控制部分等。

通过这些设计，我们可以实现一个功能齐全的脉搏测量仪，方便医生进行心血管健康监测和诊断。

电子脉搏计毕业设计引言电子脉搏计是一种用于测量人体脉搏的仪器，可以实时监测心率并提供相关数据。

本文将介绍一个关于电子脉搏计的毕业设计，旨在设计出一款功能完善、精确可靠的电子脉搏计。

一、设计背景近年来，心脑血管疾病的发病率逐渐增高，对心脏健康的关注越来越重要。

在日常生活中，人们对自己的心率了解的程度较低，并往往只关注在出现问题时寻求医疗帮助。

然而，随着科技的飞速发展，人们对个人健康的关注也越来越高。

设计一个电子脉搏计是为了使更多的人能够实时监测和了解自己的心率，提高对心脏健康的认识。

二、设计目标1. 实时测量心率：设计一个在佩戴时能够实时测量心率的电子脉搏计，可以方便用户随时了解自己的心脏情况。

2. 精确可靠：电子脉搏计应具有高精确度和可靠性，确保测量数据准确无误。

3. 可穿戴设计：为了方便用户随身携带和佩戴，设计的电子脉搏计应具有轻巧、便捷的可穿戴性。

4. 数据记录和分析：电子脉搏计应能够记录测量数据并提供分析，帮助用户更好地了解自己的健康状况。

三、设计方案1. 传感器选择：为了实现实时心率测量，可以选用光电传感器来监测血液流速和心率。

光电传感器具有高灵敏度和可靠性，可以准确测量心率并提供稳定的数据。

2. 移动应用程序开发：设计一个移动应用程序，通过无线连接将测量数据传输到用户的智能手机或其他设备上。

用户可以通过应用程序随时查看心率数据，并进行自定义设置和分析。

3. 心率数据记录和分析：电子脉搏计应具备数据记录和分析功能，可以将历史测量数据保存在设备或云端服务器中，并提供图表和趋势分析，帮助用户更好地了解自身心脏状况。

4. 设计外观和佩戴舒适性：考虑到电子脉搏计的可穿戴性，设计时应注意外观设计和佩戴舒适性，使用户能够长时间佩戴并不感到不适。

四、设计结果经过设计和开发，我们成功实现了一款电子脉搏计。

该设备具备实时测量心率、精确可靠、可穿戴设计、数据记录和分析等功能。

用户可以使用移动应用程序随时查看心率数据，并得到个性化的健康报告。

人体脉搏计的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握人体脉搏的基本知识，包括脉搏的定义、测量方法和正常范围。

2. 学生能了解电子电路的基本原理，掌握传感器的工作方式和数据处理方法。

3. 学生能结合数学知识，解释脉搏信号的变化规律，并运用公式进行简单计算。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并制作一个简单的人体脉搏计。

2. 学生通过实践操作，提高动手能力，培养团队协作和问题解决能力。

3. 学生能运用图表、数据和文字，对实验结果进行整理和分析，形成实验报告。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对人体生理现象的好奇心和探究精神，增强学习生物和物理的兴趣。

2. 学生通过实践活动，体会科技与生活的紧密联系，增强创新意识和实践能力。

3. 学生在团队协作中，学会尊重他人、沟通与合作，培养积极向上的情感态度。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体的学习成果，包括：掌握人体脉搏知识、电子电路原理和数据处理方法；具备设计制作脉搏计的实践能力；培养团队协作、问题解决和实验报告撰写能力。

通过本课程的学习，旨在提高学生的跨学科综合运用能力，激发创新思维，增强实践操作技能，培养科学精神和合作意识。

二、教学内容1. 人体脉搏基本知识：包括脉搏的定义、测量方法和正常范围，对应教材生物学章节中关于人体循环系统的内容。

2. 电子电路基本原理：涉及传感器的工作原理、电路连接方式和数据处理方法，对应物理教材中有关电子电路和传感器的内容。

3. 数学知识应用：运用数学知识解释脉搏信号的变化规律，进行数据计算和分析，结合教材数学章节中的数据处理和函数知识。

教学大纲安排：第一课时：介绍人体脉搏基本知识，学习脉搏的定义、测量方法和正常范围。

第二课时：讲解电子电路基本原理，学习传感器工作方式和数据处理方法。

第三课时：结合数学知识，分析脉搏信号变化规律，进行数据计算和分析。

第四课时：实践操作，设计并制作人体脉搏计，学会电路连接和调试。

摘要本课题是人体脉搏测量仪的设计。

由于脉搏信号的特殊性，在设计时必须要注意实现测量的准确。

该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。

系统要在小于十秒的时间内，测量出人体一分钟的脉搏，并且保证误差在2次以内。

本系统以89S51单片机作为中心，通过使用单片机来实现系统最核心的计算脉搏功能。

在信号的前端处理上，使用压电陶瓷片采集人体脉搏信号，然后经过AD620放大，施密特触发器整形，低通滤波器滤波等一系列操作，将脉搏信号转换为同频率的脉冲信号输入到单片机内，并利用单片机对其进行计数。

计数的方法是利用单片机的计时器，计算一次心跳的时间，然后由该周期计算出频率，继而就可以求出一分钟的脉搏数。

按照理论来说，只要有一次心跳信号就可以。

但是要考虑到计算的精确性，可以设定为测量五次心跳信号，然后再求脉搏就可以使结果比较精确。

计数结果将最终送至液晶屏1602来进行显示。

虽然压电陶瓷片的性能并非很好，在信号的采集上不能实现非常精确的采集，但是它的价格低廉，并且在经过系统的信号调理电路后，也能比较满意的实现我们所要实现的目标。

整个系统耗电低，体积小，具有便携性与精确性。

经过多次调试和实验，本系统基本实现了设计所要求的指标。

关键词：脉搏测量；心律监测；压电陶瓷片；液晶显示屏目录引言 (1)1设计任务及要求 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 设计时所遇到的问题 (3)2系统总体设计 (3)2.1 方案论证 (3)2.2 总体设计框图 (4)3系统硬件设计 (5)3.1 脉搏信号采集 (5)3.1.1传感器的选择 (5)3.1.2三种方案的优缺点比较 (6)3.1.3压电陶瓷片介绍 (7)3.2 信号调理单元 (7)3.2.1一级放大电路 (8)3.2.2二阶滤波器电路 (10)3.2.3二级放大电路 (12)3.3 整形电路 (14)3.4 电源滤波电路 (16)3.5 单片机电路 (16)3.6 显示系统 (18)4 测试方案及结果 (21)4.1 测试方案 (21)4.2 模拟测试结果 (21)4.2 实际测试结果 (22)5 结束语 (22)谢辞 (24)参考文献 (25)附录 (26)引言在我国传统中医学的诊断中，“望、闻、问、切”是最基本的四个方面。

便携式心率监测仪的设计目录绪论 (1)1 系统统方案设计 (2)1.1 系统功能要求 (2)1.2 医学常识 (2)1.3 系统方框图 (3)2系统硬件设计 (5)2.1 单片机介绍 (5)2.1.1 AT89C2051主要性能 (5)2.1.2 AT89C2051的引脚说明 (6)2.2 传感器与信号处理电路的设计 (7)2.2.1 光电式脉搏波传感器 (7)2.2.2 前置放大与滤波电路 (8)2.3 显示电路 (10)2.3.1 ULN2003的功能 (10)2.3.3 显示电路接口设计 (10)2.4 报警电路 (11)2.5 时钟和复位电路设计 (11)2.5.1 时钟电路设计 (11)2.5.2 复位电路的设计 (12)3 软件设计 (13)3.1 中端程序流程图 (13)3.1.1 定时器中断程序流程图 (13)3.1.2 INT中断程序流程图 (14)3.2 显示程序流程图 (15)4 调试与仿真 (16)4.1 仿真软件 (16)4.2 调试仿真中注意的问题 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录A 心率监测仪电气原理图 (19)附录B 部分源程序 (20)致谢 (25)便携式人体心率监测仪的设计摘要多年来，心率监测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。

目前，检测心率的仪器虽然很多，但是能像本文设计的系统一样实现精确测量、便于携带、报警等多种功能的便携式全数字心率测量装置却不多。

本系统以AT89C2051单片机为核心控制芯片，光电式脉搏波传感器采集信号，以七段数码管作为显示系统，经信号处理电路后脉冲送入单片机，由数码管显示心率。

本文设计的人体心率监测仪使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出每分钟脉搏次数，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。

采用红外光学检测法，能够在运动的状态下进行心率测量。

《人体脉搏计》任务书和指导书１．设计目的1.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。

1.2掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。

1.3熟悉集成电路74LS00、74LS161、CC4518、CC4511、晶闸管、有源滤波电路的特点、用途及主要参数的选择方法。

２．设计内容及要求2.1设计题目：设计一个人体脉搏计。

2.2要求：实现在15s内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。

正常人的脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。

2.3放大与整形电路放大电路：电压放大倍数u A约为11倍，选R4=100 KΩ，C1=100μF。

试选择其它元件参数。

有源滤波电路：电压放大倍数选用 1.6倍左右。

运放可均采用LM324，也可选其它型号运放。

整形电路：选用滞回电压比较器，集成运放采用LM339，其电路参数如下：R10=5.1KΩ，R11=100 KΩ，R12=5.1 KΩ。

倍频电路：异或门选用可采用CC系列、也可采用TTL系列。

基准时间产生电路：试选择电路其它未知参数。

计数、译码、显示电路：选择电路其它未知参数。

（计数器采用同步计数器。

）控制电路：试选择电路其它未知参数。

3．脉搏计的基本原理分析设计题目要求脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。

由给出的设计技术指标可知，脉搏计是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几个毫伏），它的基本功能应该是①用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。

②在短时间内（15s内）测出每分钟的脉搏数。

图1 脉搏计原理框图3.1放大与整形电路如上所述，此部分电路的功能是由传感器将脉搏信号转换为电信号，一般为几十毫伏，必须加以放大，以达到整形电路所需的电压，一般为几伏。

放大后的信号波形是不规则的脉冲信号，因此必须加以滤波整形，整形电路的输出电压应满足计数器的要求。