电子课程设计目录
第一部分电子课程设计题目及要求
1．题目 (1)
2．设计目的 (1)
3．设计内容及要求 (1)
4．脉搏计的基本原理 (1)
第二部分设计方案
1. 提出方案 (2)
2. 方案比较 (3)
第三部分电路设计与分析 (4)
1. 信号发生与采集 (4)
2. 放大电路 (4)
3.有源滤波电路 (5)
4.整形电路 (7)
5.倍频器 (9)
6.基准时间产生电路 (10)
6.1 NE555定时器 (10)
6.2 用555定时器构造施密特触发器 (11)
6.3 用施密特触发器构造多谐振荡器 (12)
7.计数译码器 (13)
7.1 计数电路 (13)
7.2 译码显示 (14)
8.控制电路 (17)
第四部分所用元件及实验心得 (18)
1.元件列表 (18)
2.实验心得 (18)
3.参考文献 (18)
附：总原理图 (19)
第一部分电子课程设计题目及要求
1. 题目人体脉搏计
2．设计目的
2.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。
2.2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。
2.3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。
3．设计内容及要求
3.1设计题目：设计一个脉搏计。
3.2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。
3.3放大与整形电路
放大电路：电压放大倍数u
A 约为11倍，选R
4
=100 KΩ，C
1
=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：R
10
=5.1KΩ，
R 11=100 KΩ，R
12
=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：试选择电路其它未知参数。
控制电路：试选择电路其它未知参数。
4．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安），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。
简单脉搏计的框图如图1所示。
图1.1 脉搏计原理框图
第二部分设计方案
设计背景
随着人们生活水平的提高，心脏疾病的发病率呈上升趋势，已成为威胁人类身体健康的杀手之一。因为心脏病的发作具有突发性和随机性，所以为患者进行实时的测量监控已成为必然的趋势。随着电子科技的不断发展，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，许多研究人员都投身于人类的健康事业之中。
心率：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次数，以第一声音为准。心电信号是一种非常弱且频率较低的信号，一般幅值在0.05-5mv,频率在0.05-100Hz。脉搏波:人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力一波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。而心率的测量是一种评价病人生理状况很好的方法，心率与脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量更容易实现特点，在实际应用中得到广泛运用。
1.提出方案
满足上述设计功能可以实施的方案很多，现提出下面两种方案。
方案A ：
1）传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2）放大与整形电路将传感器的微弱信号放大，整形除去杂散信号。
3）倍频器将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频，即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。
4）基准时间产生电路产生短时间的控制信号，以控制测量时间。
5）控制电路用以保证在基准时间控制下，使4倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。
6）计数、译码、显示电路用来读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。
7）电源电路按电路要求提供符合要求的直流电源。
上述测量过程中，由于对脉冲进行了4倍频，计数时间也相应地缩短了4倍（15s），而数码管显示的数字却是lmin的脉搏跳动次数。用这种方案测量的误差为±4次／min，测量时间越短，误差也越大。
方案B 如图2所示。该方案是首先测出脉搏跳动5次所需的时间，然后再换算为每分钟脉搏跳动的次数，这种测量方法的误差小，可达±1次／min，此方案的传感器、放大与整形、计数、译码、显示电路等部分与方案A完全相同。
2.方案比较
方案A结构简单，易于实现，但测量精度偏低；方案B电路结构复杂，成本高，测量精度较高。根据设计要求，精度为± 4次／min，在满足设计要求的前提下，应尽量简化电路，降低成本，故选择方案A。
图2.1 确定后的脉搏计原理框图
第三部分电路设计与分析
1.信号发生与采集
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：
传感器工作原理的分类中物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩效应现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
这里传感器采用了红外光电转换器，作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况，把脉搏跳动转换为电信号，其原理电路如图3.1所示。
图中，红外线发光管VD采用TLN104，接收三极管V采用TLP104。用+5V电源供电，
R 1取500Ω，R
2
取10kΩ。
图3.1
2.放大电路
由于传感器发出的信号很微弱，只有几毫伏左右，所以采用放大电路实现信号放大作用，由于传感器输出电阻比较高，故放大电路采用了同相放大器，如图3.2所示，运放采用了 LM324，电源电压+5V，放大电路的电压放大倍数为 10倍左右。
图3.2
参数计算：
由图可知这是反相比例运算电路，所以由虚短虚断知：
Uo=(1+R2/RV1)U i 式（3.2.1）
要保持放大倍数在10左右，有
Uo/Ui=(1+R2/RV1)=11 式（3.2.2）
所以取
RV1=10K，R2=100K ，
另外，取参数R1=900K ，C1=100uF
3.有源滤波电路
采用了二阶压控有源低通滤波电路，如图3.3所示，作用是把脉搏信号中的高频干扰信号去掉，同时把脉搏信号加以放大，考虑到去掉脉搏信号中的干扰尖脉冲，所以有源滤波电路的截止频率为1kHz左右。为了使脉搏信号放大到整形电路所需的电压值，通常电压放大倍数选用1.6倍左右。集成运放采用LM324。
图3.3
电路中既引入了负反馈，又引入了正反馈。当信号频率趋于零时，由于C1的电抗趋于无穷大，因而正反馈很弱；当信号频率趋于无穷大时，由于C2的电抗趋于零，因而Up（s）趋于零。可以想象，只要正反馈引入得当，就可以在f=fo时使电压放大倍数数值增大，又不会因正反馈过强而产生自己振荡。因为同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源，故称之为压控电压源滤波电路。
参数分析：
式（3.3.1）
P点的电流方程为
(Um(s)-Up(s))/R=Um(s)SC式（3.3.2）
由式（3.3.1）和式（3.3.2）联解得
Au(s)=Aup(s)/{[1+(3-Aup(s))]sRC+(sRC)2}式（3.3.3）
在式（3.3.3）中，只有当Aup（s）小于3时，即分母中S的一次项系数大于零，电路才能稳定工作，而不产生自己振荡。
若令S=jw，fo=1/2πRC,则电压放大倍数
Au=Aup/[1-(f/fo)2+j(3-Aup)f/fo] 式（3.3.4）若令Q=｜1/(3-Aup)｜,则f=fo时，有｜Au｜f=fo=｜Aup｜/｜3-Aup｜=Q｜Aup｜,即
Q=｜Au｜f=fo/｜Aup｜式（3.3.5）可见，Q是f=fo时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比。
图3.4
由图可知通带放大倍数
Aup=1+R2/R1式（3.3.6）
所以根据实际要求Aup=1.6
所以由Q=｜1/(3-Aup)｜和式（3.3.5）知
｜Au｜f=fo= Q｜Aup｜=0.7｜Aup｜式（3.3.7）
因此，通带截止频率fp=fo=1KHz
fo=1/2πRC=1KHz
综上可以选取R1=10K，R=1K，
所以 R2=R1（1.6-1）=6K
C=fo/2πR=16uf
4．整形电路
经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号，且有低频干扰，仍不满足计数器的要求，必须采用整形电路，这里选用了滞回电压比较器，如图4.1所示，其目的是为了提高抗干扰能力。集成运放采用了LM339。
图4.1 滞回比较器
参数设定：
R1=100K，R2=5.1K，R3=5K
图4.2 滞回比较器的电压传输特性
如图4.1所示，二极管负端通过下拉电阻接地，当输出的电压大于0时，则二极管导通，输出高电平，当输出电压为负电压时，二极管截至，则输出0，满足计数器的脉冲信号。
由以上可以画出放大与整形电路模块的连接电路，如下图：
5．倍频器
该电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频，以便在15s内测出lmin内的人体脉搏跳动次数，从而缩短测量时间，以提高诊断效率。
倍频电路的形式很多，如锁相倍频器、异或门倍频器等，由于锁相倍频器电路比较复杂，成本比较高，所以这里采用了能满足设计要求的异或门组成的4倍频电路，如图5.1所示。
图5.1 异或门组成的4倍频电路
Gl和G2构成二倍频电路，利用第一个异或门的延迟时间对第二个异或门产生作用，当输入由“0’变成“1”或由“1”变成“0”时，都会产生脉冲输出，输入输出波形如图5.2所示。
图5.2 倍频器的频率特性
由两个二信频电路就构成了四倍频电路。电容器C的作用是为了增加延迟时间，从而加大而出脉冲宽度。异或门用CC4030。
参数设定： C4=＝33μF
R13＝10 kΩ
C5＝6.8μF
R14＝10 kΩ
6．基准时间产生电路
这里的基准时间产生电路用555定时器来实现，即需要一个周期为30s的矩形波信号。下面就将对如何实现何以信号进行具体分析：
1）.NE555 定时器
555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制等多发面都得到了应用。。555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为7555。
图6.1 555内部电路结构及其引脚
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc32和Vcc31。C1和C2的Vcc32 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当信号自2脚输入并低于Vcc3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
RD'是复位端，当其为0时，555输出低电平。高电平时，该端开路或接高电平Vcc。
Vco是控制电压端（5脚），低电平时输出2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于7脚的电容器提供低阻放电电路。
2）用555定时器构造施密特触发器
施密特触发器是数字系统中常用的电路之一。它可以把变化缓慢的脉冲波形变换成数字电路中所需要的矩形脉冲。这里只需将555定时器的VI1和VI2两个端口连在一起作为信号输入端，即可构成施密特触发器。
图 6.2 由555构成的施密特触发器及其电压特性
3)用施密特触发器构成多谐振荡器
将施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回输入端即可构成多谐振荡器，如下图所示：
图6.3
参数分析：
图6.3中，假设输出端（3脚）的高低电平分别为 VoH,VoL=0V.
所以电容C2的充电时间
T1=R v2Cln[(VoH-V T-)/(VoH-V T+)] 式（3.6.1）
放电时间
T2= R v1Cln（V T+/ V T-）式（3.6.2）
周期 T=T1+T2
因此可以通过调节Rv1和Rv2来调节占空比，从而使得
T1=T2=15s。
从而产生产生一个周期为30s（即脉冲宽度为15s）的脉冲信号
图6.4 多谐振荡器产生的基准信号
7．计数译码显示
1).计数电路
由人体脉搏的实际情况，这里选用同步十进制计数器CC4518。
功能介绍： E为工作状态控制端
RD（MR）为置零端
工作状态：当RD=1时所有触发器将被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。
当RD'=0，E=1时，电路工作在计数状态，电路从0000开
始计数，则直到输入第九个计数脉冲为止，计入第九个计数脉冲后电路进入1001状态，当第十个计数脉冲输入后，电路返回0000状态。
2）.译码显示
将加法器产生的四位二进制数通过译码器供数码管使用，可采用CC4511 4线－七段所存译码器/驱动器，由于去没有灭零控制端，显示效果不太理想，故此采用74LS7448。附：74LS7448 BCD-七段显示译码器芯片简介：
7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。 7448有3个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO,现简要说明如下：
1. 灭灯输入BI/RBO
BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO作输入使用且BI ＝0时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入a～g均为0，所以字形熄灭
2.试灯输入LT
当LT＝0时，BI/RBO是输出端，且RBO＝1，此时无论其它输入端是什么状态，所有各段输出a～g均为1,显示字形8。该输入端常用于检查7488本身及显示器的好坏。
3.动态灭零输入RBI
当LT＝1，RBI＝0且输入代码DCBA＝0000时，各段输出a～g均为低电平，与BCD 码相应的字形熄灭，故称“灭零”。利用LT=1与RBI=0可以实现某一位的“消隐”。此时BI/RBO是输出端，且RBO=0。
为了实现无用0的灭零效果，可将低位的RBI信号接到高位的BI/RBO端。各片7448的LT均接高电平，当第一片的RBI＝0且DCBA＝0000，所以第一片满足灭零条件，无字
形显示，同时输出RBO=0；第一片的RBO与第二片的RBI相连，使第二片也满足灭零条件，无显示并输出RBO＝0；同理，第三片的零也熄灭，无显示。
表7.2 74LS7448真值表
通过CC4518十进制计数器记录脉搏信号，在通过7448译码器与7段BCD数码管的连接，使得信号显示在数码管上，具体电路如下图7.2所示：
图 7.2 译码显示电路原理图
8.控制电路
控制电路主要是为了实现对计数器的清零和对脉搏信号的控制。
功能介绍：
当开关转向电源端时，脉搏信号不能进入计数器，所以计数器不能对脉搏信号进行计数，且此时数码管保持上一次的测量结果.当把开关转向基准信号端时，当信号由低电平上升为高电平时，通过上升沿有效的边沿触发器将计数器置零，而此时，通过门电路的控制，脉搏信号开始进入计数器并且开始计数。当计数完成后，将开关再转向电源端。
图8.1 上升沿触发器
第四部分所用元件及实验心得
1.元件列表
2.实验心得
在这次课程设计中，我和同学们在一起交流，学习如何将课本上的知识应用于实际的问题之中。所以在这期间，锻炼了我对所学知识应用的能力，也让我对所学的知识有了一次深刻的复习和清晰的认识。当然这次设计更重要的是锻炼了自己解决实际问题能力，如何分析问题，理清思路，简化问题，找出最佳方案，这是最关键的方面。还有在设计时，让我对画电路图的软件有了一个基本的了解，对一些芯片的功能叶有了大致的熟悉，相信这些将为我以后的学习设计大虾一个良好的基础。因此这次设计对我的意义很大，让我受益匪浅！
在这次课程设计过程中，我也遇到了很多问题。比如在译码器与数码管连接及数码管的共阳共阴时，我就弄了很长时间，先是不清晰，这直接导致了我无法很顺利地连接电路，从而无法顺利的进行模拟。然后翻阅了书籍，查资料，问同学。最后终于正确的模拟出了所要的效果。这次的制作也让我感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。只有这样，我们以后才能具备较强的动手能力和自己独特的设计思路和方法！
3.参考文献：
1．《模拟电子技术基础》（第四版）童诗白华成英主编
2．《数字电子技术基础》（第五版）阎石主编
3．《电工电子实验与实训》李雅轩主编
人体脉搏检测传感器及信号处理系统 程咏梅夏雅琴尚岚 (北京工业大学机电工程学院工程力学部北京市100022) 摘要：从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。将人体脉搏波转化为电信号进行测量和分析，使中医的脉象有了一个客观的分辨标准，便于揭开脉诊现代科学本质，为预防和治疗疾病提供参考。本文介绍了检测人体脉搏信号特征的系统。该系统由应变式脉搏传感器及信号放大、滤波、AD转换及脉搏信号数字处理软件组成。并用LabVIEW设计了虚拟仪器及相应的程序，使制作的脉搏检测系统能够用虚拟仪器软件LABVIEW显示出脉搏的波形。 关键词：脉搏波、传感器、检测系统 A human blood pulse sensor and signal processing system Cheng Yongmei, Xia Yaqin and Shang Lan (School of Mechanical Engineering and Applied Electronic Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100022) Abstract: Information from human blood pulse attracts more and more attention due to it may contain very pathological information which could be used as index to diagnose disease. The waveform, intensity and speed of pulse signals mostly read the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. In this paper, the pulse signal that usually is feel by fingers of Chinese doctors was transferred into electric signal and thus could be measured by modern scientific way. As a result, the measured quantities can be used by a doctor as a more consistent index to make diagnoses. A pulse detecting system was developed and its functions, circuits and software based on LABVIEW were described in details. Key Words: human blood pulse, sensor, detecting system 1 引言 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。直到今天，在西方仍常用脉搏作为研究心血管疾病的重要方法。 心室周期性地收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式自主动脉根部开始沿整个动脉系统传播，这种波称作脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。这些脉搏波可通过人体的表动脉如颈动脉、肱动脉和桡动脉等处进行检测。其中，桡动脉由于靠近体表外周血管，信息尤为丰富，检测也最
数字人体心率检测仪的设计 1.设计思路 本课题研究的是数字人体心率监测仪的设计，我所设计的检测仪，它使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出你的每分钟脉搏次数，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，摒弃了不便于运动状态下测量脉搏的听诊器和吸附在人体上的电极等老式测量方法。检测的基本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变：当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小：当血液流回心脏，组织则半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖，耳垂等部位最为明显。因此，本心率检测仪将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位的另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形，计数和显示，即可实时的测出脉搏的次数。 心率与脉搏的联系：心率与脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量有更容易实现的特点，在实际应用中得到更广泛的运用。 本检测仪的有效测量范围为50次—199次/分钟。 2 方案设计 2.1 心率采集处理电路 心率采集处理电路如图1-1所示。该部分电路主要由脉搏次数红外检测采集电路模块、信号抗干扰电路模块、信号整形电路模块等三个主要的电路模块组成。其中，红外线发射管D1和红外线接收管Q1组成了红外检测采集电路：R2与C1、C2与C3、R4与C4和ICA共同工程了信号抗干扰电路组，他们分别承担了对信号的低通滤波、干扰光
线的光电隔离、参与高频干扰的滤除等任务。另外，I CB、C5与R10、ICC则共同组成了信号整形电路模块。 图1 光电式脉搏波传感器的原理 其原理是利用光电信号来测量脉搏容量的变化。当血管内容量变化时，组织对光的吸收程度相对发生变化，利用光电传感器可测出这种变化，该变化反映出血液动脉的基本参数情况。根据朗伯特—比尔（lambert—beer）定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比，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在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 光源和光敏元件分别处于被测部位的两侧，光源发出的光线可以经指尖部组织投射到光敏元件所在的窗口，从而有光敏元件检测出脉搏的波动信号，这样纪录的波也有将其作为指尖容积波处理，通常称这种传感器为透射型光电式脉搏波传感器。 本次设计原用的透射型光电式脉搏波传感器，其电路如图2 所示。
电子课程设计目录 第一部分电子课程设计题目及要求 1．题目 (1) 2．设计目的 (1) 3．设计内容及要求 (1) 4．脉搏计的基本原理 (1) 第二部分设计方案 1. 提出方案 (2) 2. 方案比较 (3) 第三部分电路设计与分析 (4) 1. 信号发生与采集 (4) 2. 放大电路 (4) 3.有源滤波电路 (5) 4.整形电路 (7) 5.倍频器 (9) 6.基准时间产生电路 (10) 6.1 NE555定时器 (10) 6.2 用555定时器构造施密特触发器 (11) 6.3 用施密特触发器构造多谐振荡器 (12) 7.计数译码器 (13) 7.1 计数电路 (13) 7.2 译码显示 (14) 8.控制电路 (17) 第四部分所用元件及实验心得 (18) 1.元件列表 (18) 2.实验心得 (18) 3.参考文献 (18) 附：总原理图 (19)
第一部分电子课程设计题目及要求 1. 题目人体脉搏计 2．设计目的 2.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。 2.2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。 2.3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。 3．设计内容及要求 3.1设计题目：设计一个脉搏计。 3.2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。 3.3放大与整形电路 放大电路：电压放大倍数u A 约为11倍，选R 4 =100 KΩ，C 1 =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：R 10 =5.1KΩ， R 11=100 KΩ，R 12 =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：试选择电路其它未知参数。 控制电路：试选择电路其它未知参数。 4．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安），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。 简单脉搏计的框图如图1所示。 图1.1 脉搏计原理框图
本科毕业设计 （ 论文） 开题报告 题目： 基于单片机的脉搏测量仪 的设计 课 题 类 型：设计丁实验研究□论文口 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 学 院： 信息工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间 年月日 开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 随着科技发展的不断提高， 生命科学和信息科学的结合越来越紧密， 出现了各种新 颖 的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。 脉诊在我 国已具有
2600 多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。 脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展： （1）自动测量脉搏并且对所得到的脉搏进行自动分析。目前很多脉搏测量仪都具有检测
应用LabVIEW进行人体脉搏分析 1.1 人体脉搏研究的背景和意义 脉搏是由心脏搏动而引起, 经动脉和血流传至远端的桡动脉处, 它携带有丰富的人体健康状况信息。早在公元前7世纪脉诊就成为中医的一项独特诊病方法。但自古以来中医独特的诊断方法及治病的疗效总是笼罩着一层神秘的面纱。中医一直是靠手指获取脉搏信息, 这难免存在许多主观臆断因素, 况且这种用手指切脉的技巧很难掌握,因此人们迫切期望尽早实现脉诊的科学化和现代化。 随着传感器技术及计算机处理技术的发展，人们希望能够将现代技术应用于中医脉象诊断，以便更科学、更客观地揭示脉象的实质与特征。另一方面从西医的角度看,近年来人们也试图根据脉搏波的变异性来评价和诊断人体心血管系统的病变,以便能找到一个有效的心血管疾病早期无创诊断的方法。 因此,对脉搏信号进行无失真的检测、采集和处理是一项重要而很有意义的基础工作,它是对脉搏信号进一步分析并依此对心脏及动脉血管系统疾病进行预报和诊断的前提。本论文的研究主要是基于这方面来进行的，利用功能强大的虚拟仪器LabVIEW设计出脉搏的采集与分析系统，从客观、物理的角度来诠释人体脉搏系统。 1.2国内外研究现状 脉搏系统和脉搏信息的研究包括两大方面: 一是理论分析与计算(即建模方面)；二是信号检测与分析。从发表的文献来看, 国外在前一方面做了大量的研究, 也早于国内学者; 而国内在后一方面的研究多于国外。对脉搏信号的分析主要包括以下方面: （1）脉搏信号检测与提取 用脉搏记录仪器描绘脉搏波图像已有百余年的历史。1860年法国人研制了杠杆脉搏描记器，成为现代脉象描记的基础。脉象仪的总体构成包括脉象信号检测，信号预处理和信号分析三个环节。我国医务界约从50年代初就开始了用西方传来的脉搏描记技术，使脉象图形化。近十多年来，已经研制出了许多性能各异的脉象仪，各类脉搏描记器最关键和差异较大的部分就是脉象传感器的研制。从测量原理上讲，脉象传感器可分为机械式、压电式、光电容式等多种[1]。 （2）脉搏信号处理与特征提取
脉搏测试仪设计报告 摘要：本系统以ST12C5A60S2单片机为核心，利用红外线发射二极管和接收二极管作为信号检测传感器，通过LM324信号放大电路，最终使用四位一体数码管作为显示器件。系统利用红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。由此来对人体心率的数据进行测量。 关键词：ST12C5A60S2、红外线发射二极管、接收二极管、LM324、MY3641AH
Abstract：The system is based on the ST12C5A60S2 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and receive diode as sensor, signal amplifier circuit with LM324 as the core device, with 2MY3641AH four in one as a digital control display device. Through infrared to control the human beating heart vascular blood saturation degree of change will cause the light intensity changes, the infrared receiving diode current also change, resulting in the infrared emission tube output pulse signal, after which is composed of LM3243stage amplifying circuit amplifies the pulse signal is transmitted to the single chip microcomputer, signal processing, finally the data sent to the digital tube display. According to the data measured on human heart rate. Key words: ST12C5A60S2, infrared emitting diode, receiving diode, LM324, MY3641AH 目录
体温、脉搏、呼吸测量 【目的】 动态监测体温、脉搏、呼吸的变化，判断体温、脉搏、呼吸有无异常，协助临床诊断。 【工作情景与任务】 王先生，40岁，身高180cm，体重80kg，因心悸、胸闷、头痛、肌肉关节、痛食欲减退，加重一周入院。作为值班护士，为病人测量生命体征。 【评估】 1、患者30分钟内无进食、喝冷热饮料、运动、冷热疗法，如果有应间隔时间30分钟再测。 2、环境安静、舒适 【计划】 1、护士准备：衣帽整洁、洗手、戴口罩。 2、病人准备：患者了解测量体温、脉搏、呼吸的目的、方法、配合要点及注意事项，测量前30分钟内无剧烈运动、紧张或恐惧等影响测量值的因素。 3、用物准备： (1)治疗车上层：治疗盘内置盛有清洁体温计的干燥容器一个，盛有消毒液的容器一个，浸有消毒液纱布的弯盘、记录本、笔及有秒针的表，若测量肛温另外备润滑油、棉签、卫生纸。治疗盘外置手消液。 (2)治疗车下层：医疗垃圾筒、生活垃圾筒。 4、环境准备：光线充足，安静、整洁。测量肛温环境隐蔽。 【实施】 1、准备: 洗手、戴口罩→备齐、检查用物,查体温计有无破损及甩至35℃以下，→携至床边核对患者，向患者解释操作的目的、方法及配合事项。了解有无影响体温、脉搏、呼吸测量值的因素。 2、测量体温 ◆口腔温度 协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→将口表体温计放在舌下热窝将口表水银端斜放于舌下热窝处，嘱患者闭唇含住口表，匆用牙咬体温计，用鼻呼吸→测量3分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者取舒适体位，为患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 ◆腋下温度 协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→擦干腋窝，将腋表体温计放于腋窝处，嘱病人夹紧体温计，紧贴皮肤，屈臂过胸→测量10分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身
报告成绩 电子电路综合实验报告 学生：贺杰 学号：1410404006 专业年级：2014级通信工程4班 指导教师：周妮讲师 起止日期：2016年3月—2016年6月 电气与信息工程学院 2016年6月3日
目录 1目的与意义 (1) 3 方案设计 (1) 4 系统硬件设计 (3) 5仿真调试与分析 (10) 6结论与体会 (10) 参考文献 (10) 附录 (11) 附录A 系统实物图 (11)
摘要：电于脉搏计可以连续台动地测量手术或重危病人的脉搏，也可以用于健康管理，运动员的训练等方面，为提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新以及独立工作、团队合作的能力，通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。电子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，它是用来测量频率较低的小信号。 1目的与意义 一、目的： 1、掌握组合逻辑电路的工作原理及设计方法。 2、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的电子电路小系统。 二、意义 对于医院的危重病人，或者在其他一些特殊场合，需对人的脉搏进行连续检测，本课题即针对这一需求，设计一台简易的电子脉搏计。 1、制作要求 实现在15S测量1min的脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏数为60~80次/min 婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。（只考虑数字部分，即输入波形视为矩形波） 2、制作步骤 （1）拟定测试方案和设计步骤，填写真值表； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）进行相应的仿真测试； （4）设计、调试和安装电路并测试； （5）撰写设计报告。 2 方案设计 电子脉搏计是由脉搏计数器和控制时间的定时电路所组成，并且还要在15S测量出1min的脉搏数。所以，我们先按要求，分开设计各个功能的电路图，然后再组合连接成一个完整的按要求的电子脉搏计。 方案一：
最基本的人体正常值：脉搏、呼吸、体温、血压 脉搏：成人正常脉搏为60～100次/分，女性稍快；儿童平均为90次/分，婴幼儿可达130次/分；老年人较慢，为55～60次/分。 脉搏的快慢受年龄、性别、运动和情绪等因素的影响。 呼吸：正常成人安静状态下，呼吸频率为16～20次/分，随着年龄的增长逐渐减慢。 呼吸频率超过24次/分称为呼吸过速（见于发热、疼痛、贫血、甲状腺功能亢进及心力衰竭等）；呼吸频率低于12次/分称为呼吸过缓（见于颅内高压、麻醉药过量等）。 体温：成人正常腋下体温为36℃～37℃，早晨略低，下午略高，24小时内波动不超过1℃；老年人体温略低，月经期前或妊娠期妇女体温略高；运动或进食后体温略高。 体温高于正常范围称为发热（见于感染、创伤、恶性肿瘤、脑血管意外及各种体腔内出血等）；体温低于正常范围称为体温过低（见于休克、甲状腺功能低下、严重营养不良及过久暴露于低温条件下等）。 血压：成人正常血压收缩压在90～119毫米汞柱或舒张压在60～79毫米汞柱之间。 成人收缩压达到120～139毫米汞柱或舒张压达到80～89毫米汞柱时，称血压正常高值，应当向医生咨询。情绪激动、紧张、运动等许多因素对血压都有影响。诊断、治疗高血压必须由医生进行。 收缩压<90毫米汞柱或舒张压<60毫米汞柱，即为低血压。原发性低血压亦称体质性低血压（与体质较差有关），继发性低血压是某些疾病的临床表现之一（如休克、心血管疾病、肾上腺皮质功能及垂体前叶功能减退等）正常人安静时的心率。
成年男性约为60--80次/min。女性约为70--90次/min. 入睡状态时心率减少，男性约为50--70次/min.女性约为60--70次/min.有的可低达45--50次/min. 婴儿约为120--140次/min. 1--2岁约为110次/min. 3--4岁约为90--100次/min. 5--6岁约为95次/min. 7--8岁约为85次/min. 9--15岁约为70--80次/min. 小儿在熟睡时心率可减慢10--40次/min. 站立，运动，饭后及某些疾病时心率可增快。
*＊＊＊大学 电子课程设计 ———数显式脉搏测 试仪 学院： 专业、班级: 姓名： 学号: 指导老师： 2014年1２月 电子实习目录 一实习设计目得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 二设计引言以及设计概述………………………………………………………… ３ 1引言2概述3目得4意义５要求6内容7要解决得主要问题 三设计方案得论证（理论依据与多种方案得分析比较) (4) 四设计画出总得原理框图,简述工作原理 (7) 五设计各单元模块，阐述工作原理 (8) （参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程) 1 传感器…………………………………………………………………………８ ２放大与整形……………………………………………………………………９ 3 倍频电路………………………………………………………………………１
4 定时电路 (1) ０ 5 计数译码显示…………………………………………………………………１2 六调试各单元模块（调试原理与调试方法) (15) 1放大电路测试 (1) ５ 2倍频电路测试 (16) 3、定时电路测试…………………………………………………………………１7 4、电路整体性能测试 (18) 七绘制总原理图，详细阐述工作原理 (18) 八心得体会…………………………………………………………………………２2 九参考文献 (22) 一、实习设计目得 实习就是对学生运用所学专业理论知识与实践操作技能得一次检验,使学生得到一次全面、系统得实践训练,以巩固所学得理论知识,加强实际操作、独立工作与解决实际问题得能力.同时,培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律得良好作风，通过设计实习可达到以下目得: （１)加深对所学理论知识得理解，更熟练掌握基本理论,且将理论与实际相结合。 （2)学会基本得设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计,为今后得毕业设计打下良好得基础。 (3）对所设计得电路进行实际电路验证，学会基本得调试电路得方法, 二设计引言以及设计概述 (1）引言 人体脉搏计得设计就是基于传感器,放大电路，显示电路等基础电路得基础上，实现对人体脉搏得精确测量。其设计初衷就是适用于各年龄阶段得人群，方便快捷得测量脉搏次数,并用十进制数显示出来。具体得各部分电路接下来将介绍。随着时代得发展，人类进入了信息化电子时代,传感器技术作为现代技术得主要内容将有较大得发展。信息技术包括技术、通信技术与传感器技术。现代人类社
体温脉搏呼吸的测量 This manuscript was revised on November 28, 2020
体温、脉搏、呼吸测量 【目的】 动态监测体温、脉搏、呼吸的变化，判断体温、脉搏、呼吸有无异常，协助临 床诊断。 【工作情景与任务】 王先生，40岁，身高180cm，体重80kg，因心悸、胸闷、头痛、肌肉关节、痛食欲减退，加重一周入院。作为值班护士，为病人测量生命体征。 【评估】 1、患者30分钟内无进食、喝冷热饮料、运动、冷热疗法，如果有应间隔时间30分钟再测。 2、环境安静、舒适 【计划】 1、护士准备：衣帽整洁、洗手、戴口罩。 2、病人准备：患者了解测量体温、脉搏、呼吸的目的、方法、配合要点及注意事项，测量前30分钟内无剧烈运动、紧张或恐惧等影响测量值的因素。 3、用物准备： (1)治疗车上层：治疗盘内置盛有清洁体温计的干燥容器一个，盛有消毒液的容器一个，浸有消毒液纱布的弯盘、记录本、笔及有秒针的表，若测量肛温另外备润滑油、棉签、卫生纸。治疗盘外置手消液。 (2)治疗车下层：医疗垃圾筒、生活垃圾筒。 4、环境准备：光线充足，安静、整洁。测量肛温环境隐蔽。 【实施】 1、准备: 洗手、戴口罩→备齐、检查用物,查体温计有无破损及甩至35℃以下，→携至床边核对患者，向患者解释操作的目的、方法及配合事项。了解有无影响体温、脉搏、呼吸测量值的因素。 2、测量体温 口腔温度
协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→将口表体温计放在舌下热窝将口表水银端斜放于舌下热窝处，嘱患者闭唇含住口表，匆用牙咬体温计，用鼻呼吸→测量3分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者取舒适体位，为患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中腋下温度 协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→擦干腋窝，将腋表体温计放于腋窝处，嘱病人夹紧体温计，紧贴皮肤，屈臂过胸→测量10分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 腋下温度 协助患者取俯卧位、侧卧位→暴露测量部位便于测量，必要时屏风遮挡→润滑肛表水银端便于测量，必要时屏风遮挡→轻轻插入肛门3——4cm,婴儿,幼儿，固定肛表→测量3分钟，用消毒纱布擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 3、测量脉搏 协助患者取舒适体位→以示指、中指、无名指的指端放在桡动脉搏动处，压力大小以能清晰触及脉搏波动为宜→若触摸不清可用听诊器测心率。注意脉搏的节律、强弱、动脉管壁的弹性、紧张度→一般情况测量30秒，将所测得的数值乘以2即可。异常情况、脉搏异常、危重患者测量1分钟→再次核对患者身份协助患者取舒适体位，为患者整理衣物、床单位 4、测量呼吸 协助患者取舒适体位→将测量脉搏的手继续放在动脉搏动处，眼睛观察患者胸腹起伏（一起一伏是一次呼吸）计数呼吸的频率，观察呼吸的节律、深浅度、音响以及有无呼吸困难等，分散患者注意力→让患者处于自然呼吸的状态一般情况测量30秒，将所测得的数值乘以2即可。异常呼吸、婴幼儿或危重患者测量1分钟→危重患者呼吸微弱不易观察时，可用少许棉花纤维置于患者鼻孔前，观察棉花纤维被吹动起伏的次数即可→再次核对患者身份 5、取适量手消毒液，消毒双手→告知患者测量结果，相关注意事项，异常时做出合理解释，感谢患者合作→垃圾分类处理，接触过患者的放入医用垃圾桶，未接触患者的放入生活垃圾桶→洗手，脱口罩→将测量结果正确绘制于体温单。、
《机械工程测试技术》 课程设计 脉搏测量仪的设计 姓名：张峰 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班 学号：201015130457 完成日期：2012年12月28日
摘要 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。本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。 关键词：AT89C2051；单片机；脉搏测量仪
目录 第一章引言 (1) 第二章基本结构模块 (2) 2.1脉搏波检测电路 (2) 2.2脉搏信号拾取电路 (2) 2.3信号放大 (3) 2.4波形整形部分 (5) 第三章整体电路分析 (7) 3.1光发射电路 (7) 3.2光电转换电路 (7) 3.3信号采集及处理系统 (8) 3.4过采样技术的应用 (8) 3.5整体硬件电路设计 (9) 参考文献 (10)
第一章引言 脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。这二种测量方式各有优缺点，指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降；耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和。 处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号, 必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
引言 脉搏测试仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，因此，在现代医学上具有重要的作用。目前检测脉搏的仪器虽然很多，但是能实现精确测量、精确显示且计时功能准确等多种功能的便携式全数字脉搏测量装置很少。 随着人们生活环境和经济条件的改善，以及文化素质的提高，其生活方式，保健需求以及疾病种类、治疗措施等发生了明显的变化。但在目前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。其发病率和死亡率均居各种疾病之首，是人类死亡的主要原因之一。因此，认识、预防及早期发现这些疾病是十分必要的。 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。 1 基本结构模块 1．1 脉搏波检测电路 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。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。本系统设计了指套式的透射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟电路的干扰。 传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。所用光电式传感器由发光二级管和光敏二极管组成，其工作原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。 1．2 脉搏信号拾取电路 红外接收二极管在红外光的照射下能产生电能，单个二极管能产生0．4_V电压，0．5mA 电流。BPW83型红外接收二极管和IR333型红外发射二极管工作波长都是940nm，在指夹中，红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大。在图1中，R0选100 Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的。R0过大，通过红外发射二极管的电流偏小，PBW83型红外接收二极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。反之，R0过小，通过的电流偏大，红外接收二极管也不能准确地辨别有脉搏和无脉搏时的信号。当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接收二极管上时，IC1B的反相输入端电位大于同相输入端电位，Vi为“0”。当手指处于测量位置时，会出现二种情况：一是无脉期，虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，但是，由于红外接收二极管中存在暗电流，仍有1 μA的暗电流会造成Vi电位
人的正常血压和心率 人的正常血压和心率 一、低压是 60到90 高压90到140 心率是人体的正常脉搏(脉率)为：男性60～100次/分钟 女性70～90次/分钟 儿童约90次/分钟 新生儿140次/分钟 人体正常的呼吸频率为： 16次～18次/分钟 在安静状态下健康成人心率大约平均75次/分钟，正常成年人心率的波动范围为60-100/分钟，女性的心率较男性心率快，体力活动及精神兴奋时心跳都可增快。女性的心率较男性心率快，但任何事物都是相对的，例如经常从事重体力劳动或体育锻炼的人心率较慢，每分钟可小于60次，但这决不能说是一种病理状态，要全面考虑。 剧烈运动后，心率可达到120次/分，是正常的。运动员心脏储备好，心率一般小于60次/分 二、成人正常心率60－100次/分。按照世界卫生组织(WHo)建议使用的血压标准是：凡正常成人收缩压应小于或等于 140mmHg(18．6kPa)，舒张压小于或等于90mmHg(12kPa)。如果成人收缩压大于或等于160mmHg(21．3kPa)，舒张压大于或等于 95mmHg(12．6kPa)为高血压；血压值在上述两者之间，亦即收缩压在141— 159mmHg(18．9-21．2kPa)之间，舒张压在 人的正常血压是多少，高压多少？低压多少？ 1、正常血压是120/80； 2、高压正常值是90--140； 3、低压正常值是60--90；
4、压差20--60，40左右为好 及时了解各年龄段血压的正常值有助于患者及早发现高血压疾病，及早治疗。因为并不是所有的高血压都治不好的，原发性高血压就可以通过治疗恢复稳定，这是少数。 以下为中国人的平均正常血压参考值： 年龄收缩压（男）舒张压（男）收缩压（女）舒张压（女） 16—20 115 73 110 70 21—25 115 73 110 71 26—30 115 75 112 73 31—35 117 76 114 74 36—40 120 80 116 77 41—45 124 81 122 78 46—50 128 82 128 79 51—55 134 84 134 80 56—60 137 84 139 82 61—65 148 86 145 83 注：以上统计为98年完成的，如今在人平均血压有所增加。 如果发现血压高于正常值，则需要一个反复测量和监测的过程，如果确定是患有高血压，那么就需要进行一次全面的体检，确定病因并施以治疗。 标准心率 1、正常成年人安静时的心率有显著的个体差异，平均在75次/分左右(60—100次/分之间)。心率可因年龄、性别及其它生理情况而不同。初生儿的心率很快，可达130次/分 以上。在成年人中，女性的心率一般比男性稍快。同一个人，在安静或睡眠时心率减慢，运动时或情绪激动时心率加快，在某些药物或神经体液因素的影响下，会使心率发生加快或减慢。经常进行体力劳动和体育锻炼的人，平时心率较慢。近年，国内大样本健康人群调查发现：国人男性静息心率的正常范围为50—95次/分，女性为55—95次/分。所以，心率随年龄，性别和健康状况变化而变化。
****大学 电子课程设计 ———数显式脉搏测试仪 学院： 专业、班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2014年12月
电子实习目录 一实习设计目的.................................................................................................... .. (3) 二设计引言以及设计概述 (3) 1引言 2概述 3目的 4意义 5要求 6内容 7要解决的主要问题 三设计方案的论证（理论依据和多种方案的分析比较） (4) 四设计画出总的原理框图，简述工作原理 (7) 五设计各单元模块，阐述工作原理 (8) （参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程） 1 传感器 (8) 2 放大与整形 (9) 3 倍频电路 (10) 4 定时电路 (10) 5 计数译码显示 (12) 六调试各单元模块（调试原理和调试方法） (15) 1放大电路测试 (15) 2倍频电路测试 (16) 3.定时电路测试 (17)
4.电路整体性能测试 (18) 七绘制总原理图，详细阐述工作原理 (18) 八心得体会 (22) 九参考文献 (22) 一、实习设计目的 实习是对学生运用所学专业理论知识和实践操作技能的一次检验，使学生得到一次全面、系统的实践训练，以巩固所学的理论知识，加强实际操作、独立工作和解决实际问题的能力。同时，培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律的良好作风，通过设计实习可达到以下目的： （1）加深对所学理论知识的理解，更熟练掌握基本理论，且将理论与实际相结合。 （2）学会基本的设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计，为今后的毕业设计打下良好的基础。 （3）对所设计的电路进行实际电路验证，学会基本的调试电路的方法， 二设计引言以及设计概述 （1）引言 人体脉搏计的设计是基于传感器，放大电路，显示电路等基础电路的基础上，实现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。具体的各部分电路接下来将介绍。随着时代的发展，人类进入了信息化电子时代，传感器技术作为现代技术的主要内
电子电路课程设计报告 院、系：信息工程系 专业：电子信息工程 学号： 姓名： 同组人： 指引教师： 二0一一年一月七日
目录 一、课程设计实验目………………………………………………3二、 课程实验设计方案…………………………………………………3三、 设计规定及技术指标 (3) 四、课程设计实验器材 (3) 五、课程设计实验原理 (4) （1）集成运放放大电路 (4) （2）555定期器原理及应用简介 (4) （3）计数器 (6) （4）译码器 (7) （5）七段数码管 (9) （6）压电陶瓷片 (10) 六、仿真调试与分析 (11) 七、元件安装与焊接 (11) 八、课程设计实验心得 (12)
电子电路课程设计报告 脉搏测试仪是用来测量一种人心脏跳动次数电子仪器，也是心电图重要构成某些。它是用来测量频率较低小信号（传感器输出电压普通为几种毫伏）。咱们组选取本课题设计项目，重要是感觉做一种难度相对比较高课题既能锻炼自己设计和动手能力，并且成品又具备现实运用价值，一举两得。 一、课程设计实验目： 1．通过对电子技术综合运用，使学到理论知识互相融泄贯通，在结识上产生一种奔腾。 2．初步掌握普通电子电路设计办法，使学生得到某些工程设计初步训练，并为后来毕业设计奠定良好基本。 3．培养同窗自学能力，独立分析问题、解决问题能力。对设计中遇到问题，通过独立思考、查找工具书、参照文献、谋求对的答案；对实验中遇到某些问题，能通过观测、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本办法去解决。 4．通过课程设计这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是科学作用，树立生产观点，经济观点和全局观点。 为更好运用所学知识，加深对电子电路掌握，达到创新目。通过实践制作一种数字频率计，学会合理运用集成电子器件制作电路 二、课程实验设计方案： 把转换为电信号脉搏信号，在单位时间内进行记数，并用数字显示其记数值，从而直接得到每分钟脉搏数。 三、设计规定及技术指标 它基本功能是：用传感器将脉搏跳动转换为电信号，并加以放大，整形和滤波。在短时间内（15s)测出每分钟脉搏数。它作用可以再15S内测量1min脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏为60-80次每分钟，婴儿为90-100次每分钟，老
人体脉搏波检测电路 设计报告 精82 蔡暻煊2008010535 2010/9/13
目录 一、综述 (4) 1.课题背景 (4) 2.实验任务 (5) 3.实验预期目标 (5) 二、总体方案设计 (5) 三、电路设计 (6) 1.时钟信号产生 (6) 2.倍频电路 (7) 3.计数信号产生 (8) 4.计数电路 (8) 5.显示电路 (9) 6.清零信号的产生 (10) 四、电路整体工作原理 (12) 1.整体电路图 (12) 2.工作流程简述 (13) 五、实验数据分析 (13) 六、总结与改进方案 (14) 1.实习过程中的难点 (14) 2.仍然存在的问题 (14) 3.实习收获与感想 (15) 4.改进方案 (15) 1)使用数字器件 (15) 2)使用单片机 (16) 七、附录 (16) 1.器件汇总（数字电路部分） (16) 2.芯片管脚图汇总（数字电路部分） (17) 3.实际电路照片 (19) 八、参考文献 (23)
一、综述 1.课题背景 1) 光电容积法测量脉搏的发展背景 人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张, 使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播, 这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。 传统的脉搏测量采用脉诊方式, 中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用, 但是受人为的影响因素较大, 测量精度不高。无创测量(Noninvasive Measurements) 又称非侵入式测量或间接测量, 其重要特征是测量的探测部分不侵入机体, 不造成机体创伤, 通常在体外, 尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器, 通过对手指末端透光度的监测, 间接检测出脉搏信号。光电式脉搏传感器具有结构简单、无损伤、可重复性好等优点。 2) 脉搏波检测传感器原理 根据朗伯比尔(Lamber Beer) 定律, 物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比。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了被照射部位组织的结构特征。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。 下图为手指的血液流动情况与光吸收量的关系： 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。