脉搏测试仪报告
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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、MY3641AHAbstract: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1. 设计目标2. 设计总体框图一、系统方案论证二、理论分析与计算三、电路与程序设计3.1 硬件电路设计3.1.1 控制器ST12C5A60S23.1.2 信号采集电路3.1.3 信号放大、整形电路3.1.4 单片机处理电路3.1.5 数码显示电路3.2 软件程序设计3.2.1 主程序流程3.2.2 定时器中断程序流程3.2.3 INT中断程序流程3.2.4 显示程序流程四、系统测试结果分析1.测试使用的仪器设备2.测试方法3.测试数据4.测试结果分析五、心得体会六、参考资料附录1:硬件设计图1. 设计目标1) 设计一个脉搏测试仪;2) 能显示30~300次的脉搏跳懂次数; 3) 能绘制出测试变化波形。
脉搏测量实验报告脉搏测量实验报告引言:脉搏是人体生命活动中的重要指标之一。
通过测量脉搏,我们可以了解人体的心率、血压以及一些疾病的病情。
本次实验旨在探索脉搏的测量方法,并分析不同因素对脉搏测量结果的影响。
实验设计:我们邀请了30名健康志愿者参与实验。
首先,我们使用传统的手动方法测量了每位志愿者的脉搏,并记录了测量结果。
然后,我们使用了一款智能手环设备,通过光电传感器测量脉搏,并将数据传输到手机APP上进行记录。
最后,我们对比了手动测量和智能手环测量的结果,并分析了两种方法的准确性和便利性。
实验结果:通过对比手动测量和智能手环测量的数据,我们发现两种方法的测量结果基本一致。
然而,智能手环的测量速度更快,且操作更简便。
此外,智能手环可以连续监测脉搏,提供更多的数据参考。
在实验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,脉搏的强度和情绪状态有关,当志愿者处于紧张或兴奋状态时,脉搏的强度会增加。
此外,脉搏的频率也会受到运动和饮食等因素的影响。
讨论:本次实验结果表明,智能手环作为一种新兴的脉搏测量设备具有一定的准确性和便利性。
它可以提供更多的数据参考,对于长期监测脉搏的需求具有明显优势。
然而,智能手环也存在一些局限性,例如在特殊环境下的测量可能会受到干扰。
此外,由于智能手环的使用需要电池供电,长时间佩戴可能会对皮肤产生一定的刺激。
结论:脉搏测量是一项重要的生理指标监测方法。
本次实验结果显示,智能手环作为一种新兴的脉搏测量设备具有一定的准确性和便利性。
然而,手动测量仍然是一种可靠的方法,尤其适用于特殊环境下或需要精确测量的情况。
未来,我们可以进一步研究脉搏测量的新方法,以提高准确性和便利性,并在医疗和健康管理领域发挥更大的作用。
致谢:感谢参与本次实验的志愿者们,他们的配合使得实验能够顺利进行。
同时,感谢智能手环制造商提供的设备支持。
此外,还要感谢实验室的老师和同学们对我们实验的帮助和指导。
参考文献:[1] Smith, J. et al. (2018). The impact of wearable devices on human health. Journal of Health Technology, 5(2), 45-56.[2] Zhang, L. et al. (2019). A comparison of manual and smart bracelet pulse measurement methods. Journal of Medical Devices, 7(3), 112-125.。
一、实验目的1. 理解数字脉搏计的原理和组成;2. 掌握数字脉搏计的测量方法;3. 熟悉数字脉搏计的调试与维护;4. 提高数字电路的实验技能。
二、实验原理数字脉搏计是一种利用光电传感器检测人体脉搏的仪器,其原理是利用光电效应将脉搏信号转换为电信号,然后通过模数转换器(A/D转换器)将模拟信号转换为数字信号,最后由微处理器进行处理,得出脉搏频率。
实验原理图如下:光电传感器→光敏电阻→放大电路→滤波电路→A/D转换器→微处理器→显示屏三、实验器材1. 数字脉搏计实验装置;2. 信号发生器;3. 示波器;4. 电源;5. 线路连接线。
四、实验步骤1. 连接实验装置:将光电传感器、放大电路、滤波电路、A/D转换器、微处理器和显示屏按照实验原理图进行连接。
2. 信号测试:使用信号发生器产生一定频率的模拟信号,输入到放大电路中,观察放大电路输出信号的变化。
3. 滤波电路测试:观察滤波电路对输入信号的滤波效果,确保输出信号稳定。
4. A/D转换器测试:将模拟信号输入到A/D转换器中,观察数字信号的输出。
5. 微处理器测试:将A/D转换器输出的数字信号输入到微处理器中,观察微处理器的工作状态。
6. 显示屏测试:观察显示屏是否能够正确显示脉搏频率。
7. 脉搏计调试:将光电传感器放置在人体脉搏部位,调整光电传感器与皮肤的距离,使信号输出稳定。
8. 脉搏计测量:将脉搏计佩戴在人体手腕上,观察显示屏上脉搏频率的实时变化。
9. 脉搏计维护:检查各电路连接是否牢固,确保脉搏计的正常工作。
五、实验结果与分析1. 放大电路输出信号稳定,滤波电路滤波效果良好。
2. A/D转换器输出数字信号准确,微处理器工作状态正常。
3. 显示屏能够正确显示脉搏频率。
4. 脉搏计佩戴舒适,测量结果准确。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了数字脉搏计的原理和组成,掌握了数字脉搏计的测量方法,熟悉了数字脉搏计的调试与维护。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,如放大电路输出信号不稳定、滤波电路滤波效果不佳等,通过分析原因,我们解决了这些问题,提高了实验技能。
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。
测量脉搏的实验报告结果一、实验目的本次实验旨在通过测量脉搏,了解个体在不同状态下的心血管功能变化,掌握脉搏测量的方法和技巧,并分析影响脉搏的因素。
二、实验原理脉搏是由心脏收缩将血液泵入动脉所引起的动脉搏动。
正常情况下,脉搏的频率与心率一致,因此通过测量脉搏可以间接反映心率。
脉搏的频率、节律和强度会受到多种因素的影响,如运动、情绪、体位、疾病等。
三、实验对象与实验环境(一)实验对象本次实验选取了年龄在 18-25 岁之间的健康志愿者 30 名,其中男性15 名,女性 15 名。
(二)实验环境实验在安静、温度适宜(22-25℃)的室内进行,以减少环境因素对实验结果的干扰。
四、实验仪器与材料(一)仪器1、电子脉搏计:用于测量脉搏的频率和节律。
2、秒表:用于记录测量时间。
(二)材料1、记录表格:用于记录实验数据。
五、实验步骤(一)实验前准备1、向志愿者详细介绍实验目的、方法和注意事项,确保其理解并愿意配合实验。
2、让志愿者休息 10 分钟,使其身体处于安静状态。
(二)安静状态下的脉搏测量1、志愿者取坐位,手臂放松,掌心向上,将电子脉搏计的传感器放置在手腕桡动脉搏动处。
2、测量 1 分钟的脉搏次数,记录结果。
3、重复测量 3 次,取平均值作为安静状态下的脉搏频率。
(三)运动后的脉搏测量1、志愿者进行 3 分钟的中等强度有氧运动,如跳绳。
2、运动结束后立即测量脉搏,测量方法同安静状态下,记录结果。
3、每隔 1 分钟测量一次脉搏,共测量 5 次,观察脉搏的恢复情况。
(四)情绪紧张状态下的脉搏测量1、让志愿者观看一段紧张刺激的视频片段。
2、在观看视频结束后立即测量脉搏,测量方法同前,记录结果。
(五)体位改变时的脉搏测量1、志愿者先取平卧位,测量 1 分钟的脉搏次数。
2、然后让志愿者迅速站立,测量站立后 1 分钟的脉搏次数。
六、实验结果(一)安静状态下的脉搏30 名志愿者在安静状态下的脉搏频率平均值为 72 次/分钟,其中男性志愿者的平均值为 70 次/分钟,女性志愿者的平均值为 74 次/分钟。
测心率仪器分析报告单心率是衡量人体心脏运作状况的重要指标之一,正常心率范围是每分钟60-100次。
心率偏高或偏低都可能是身体出现问题的信号。
测心率仪器是一种能够快速、准确测量人体心率的装备。
下面是一份测心率仪器分析报告单,内容大致包括仪器使用情况、测量结果、分析以及建议等。
测心率仪器分析报告单报告单编号:HRM2021-001测试日期:2021年5月10日测试人员:张三性别:男年龄:30岁仪器使用情况:该次测试中,使用了红外线测心率仪器(型号:HRM-20)。
仪器正常工作,没有出现任何故障或异常。
测试时,张三以坐姿放松,将手指按在测量传感器上,仪器能够即时显示心率测试结果。
测试过程中没有产生任何不适感。
测量结果:根据测量仪器的显示结果,张三心率为每分钟72次。
这个数值位于正常心率范围内,说明张三心脏健康状况良好。
分析:根据张三的年龄、性别,他的心率处于正常范围内。
正常的心率可以确保心脏提供足够的血液供应到全身各个器官,保证机体正常运作。
心率74次/分钟在该年龄段及性别的人中普遍存在,并未出现异常。
建议:1.继续保持良好的生活习惯。
定期参加身体锻炼,控制饮食,避免过度工作和情绪激动,保证充足的休息,这些都有助于维持心脏的健康。
2.关注身体异常变化。
如心率明显增高或减低、心跳不规律等,应及时就医,尽早发现和处理潜在的心脏问题。
3.如果需要持续监测心率,可以考虑佩戴智能手环或腕表等设备,这些设备能够记录并分析长时间内的心率变化,有助于健康管理。
总结:张三的心率测试结果正常,表明他的心脏健康状况良好。
继续保持良好的生活习惯,关注身体变化,定期进行心率测量,将有助于确保心脏健康和全面的健康管理。
注:本报告单仅供参考,如需详细解读和诊断,请咨询专业医生。
便携式脉搏测试仪摘要:本系统基于msp430单片机为核心,采用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,用lcd12864液晶显示人体每分钟脉搏次数,系统主要包括光电传感器取样电路、放大整形和低通滤波电路、计数显示电路、声光报警电路。
关键词:msp430单片机lcd12864液晶光电传感器A/D目录一、系统方案 (2)1.整体方案选择 (2)2.控制电路选择 (2)3.传感器选择 (2)4.滤波模块选择 (2)5.显示模块选择 (3)6.信号调理电路 (3)二、理论分析与计算 (3)1.光电发射接受参数分析与计算 (3)2.脉搏信号参数分析、信息采样与处理参数分析与计算 (3)3波形显示参数分析与计算 (3)三.硬件电路 (3)1.信号采集电路及原理 (3)2.低通滤波电路 (4)3.三级放大电路及比较器 (4)4.主控电路 (5)四.测试结果与误差分析 (5)1.测试仪器: (5)2.用示波器检测各个模块的输出波形 (6)3.用一个实用的医疗脉搏测量仪与本脉搏仪同比测量 (7)五.总结 (7)六.参考文献 (7)七.附录一(图片) (8)一、系统方案1.整体方案选择系统由光电传感器取样电路、信号放大和低通滤波电路、计数显示电路、声音报警电路完成对人体脉搏频率的测试。
红外二极管发射出来的红外光照到人体手指透射后,红外接收管将接收到的透射光信号转化为微弱的电信号,经OP07三级放大,四阶低通滤波将干扰信号滤除。
由于经放大滤波后的电信号并不是单片机所识别的波形,需要用比较器整形为方波,便于测试。
单片机只能采集到正的电压值,因此还需要对交流信号进行直流叠加使它成为正的电压值。
单片机在一分钟内采集到的高电平次数近似为人体脉搏跳动的次数,将此值通过液晶显示出来即完成测试。
图1 系统整体框图2.控制电路选择方案一:采用ATMEL 公司的AT89C51。
51单片机价格便宜,应用广泛,使用AT89C51需外接两路AD转换电路,实现较为复杂。
一、实训目的通过本次脉搏测量实训,使我对脉搏测量原理和方法有更深入的了解,掌握脉搏测量的基本技能,提高对人体生理参数的监测能力。
同时,培养严谨的科学态度和良好的实验操作习惯。
二、实训时间2023年10月26日三、实训地点校医院实验室四、实训器材1. 电子脉搏计2. 脉搏测量表3. 计时器4. 记录本5. 黑板或白板五、实训内容1. 脉搏测量原理脉搏是指心脏跳动时,动脉血管内血液流动产生的波动。
脉搏测量是评估心血管功能的重要手段。
脉搏测量原理主要是利用电子脉搏计等设备,将脉搏信号转化为电信号,通过放大、滤波、A/D转换等处理,最终得到脉搏波形和脉搏频率。
2. 脉搏测量方法(1)直接测量法:将电子脉搏计的传感器紧贴被测者的手腕内侧,传感器通过光电或压电原理检测脉搏信号。
(2)间接测量法:将脉搏测量表套在被测者的手指或脚趾上,通过测量表内的传感器检测脉搏信号。
3. 脉搏测量步骤(1)准备:将被测者静坐或静卧,调整呼吸,放松心情。
(2)测量:将电子脉搏计或脉搏测量表放置在合适的位置,开始计时。
(3)记录:记录脉搏次数、脉搏频率、脉搏波形等数据。
(4)重复测量:重复上述步骤,进行3-5次测量,取平均值。
4. 数据分析通过本次实训,我了解到脉搏测量在临床医学、运动医学、健康监测等方面的应用。
脉搏测量数据可以反映心脏跳动规律、心率、脉搏传导速度等生理指标,有助于评估心血管功能和健康状况。
六、实训结果与分析1. 脉搏次数:在本次实训中,被测者的脉搏次数在60-100次/分钟之间,平均值为75次/分钟。
2. 脉搏频率:被测者的脉搏频率与脉搏次数相同,平均值为75次/分钟。
3. 脉搏波形:脉搏波形呈现规律性波动,波形平滑,无明显异常。
4. 数据分析:根据本次实训结果,被测者的脉搏测量数据在正常范围内,表明其心血管功能良好。
七、实训体会1. 通过本次实训,我对脉搏测量原理和方法有了更深入的了解,掌握了脉搏测量的基本技能。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过使用脉象训练仪,深入了解中医脉诊的基本原理和方法,提高对脉象的认知能力,为今后中医临床实践打下坚实基础。
二、实验原理中医脉诊是中医诊断的重要手段之一,通过对患者脉搏的触诊,可以了解患者的生理功能和病理变化。
脉象训练仪是一种模拟人体脉象的设备,通过模拟不同的脉象,使学习者能够在没有实际患者的情况下,进行脉象触诊训练。
三、实验器材1. 脉象训练仪一台2. 实验指导书一本3. 记录纸及笔四、实验步骤1. 准备工作:首先,确保脉象训练仪处于正常工作状态,了解各个按键的功能和操作方法。
2. 脉象模拟:根据实验指导书,依次模拟平脉、迟脉、数脉、滑脉、弦脉等常见脉象。
3. 脉象触诊:在模拟脉象的同时,学习者用手指触摸脉象训练仪的模拟脉搏,感受不同脉象的特点。
4. 脉象识别:观察模拟脉象的特点,如脉的速率、节律、强度等,尝试识别出对应的脉象名称。
5. 记录与分析:将模拟脉象的名称、特点以及识别过程记录在实验记录纸上,并对实验结果进行分析。
6. 重复训练:重复模拟不同脉象,加深对脉象的认识。
五、实验结果与分析1. 平脉:平脉是正常脉象,其特点是脉率、节律、强度均匀,触感柔和。
2. 迟脉:迟脉是脉率较慢的脉象,触感较硬,节律不均。
3. 数脉:数脉是脉率较快的脉象,触感较硬,节律不均。
4. 滑脉:滑脉是脉象较滑的脉象,触感较软,节律均匀。
5. 弦脉:弦脉是脉象较硬的脉象,触感较硬,节律不均。
通过本次实验,学习者对常见脉象有了更深入的认识,能够根据脉象的特点进行初步的脉象识别。
六、实验结论1. 脉象训练仪是一种有效的脉诊教学工具,能够帮助学习者提高脉诊技能。
2. 通过反复模拟不同脉象,学习者能够更好地掌握脉象的特点,提高脉诊准确率。
3. 本实验结果表明,脉象训练仪在中医脉诊教学中具有重要的应用价值。
七、实验建议1. 建议增加实验次数,使学习者更加熟练地掌握脉象特点。
2. 建议结合实际病例,将脉象训练与临床实践相结合,提高学习者的实际操作能力。
五邑大学电子系统课程设计题目:脉搏心率测试仪测试与制作院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师陈鹏讲师报告日期2013年1月脉搏心率测试仪测试与制作引言脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。
本系统是采用STC89C52单片机为核心而制作的一种实用型脉搏测量仪。
采用红外发射管和接收管对人体的脉搏心率进行数据采集,得到的信号滤波放大整形后送入STC89C52单片机进行采集和处理。
单片机将采集到的脉搏心率在液晶LCD1602上实时显示出来。
本文将首先描述本设计的整体思路,然后介绍各个部分设计中的细节,最后列出完善的计算和处理方式与结果。
1.设计解析与设计方案介绍平均心率值是指一分钟内心脏实际跳动的次数,本心率测量仪是测试平均心率值,测量方法主要有两种: 一种是心电测量. 即根据心电图上相邻二次波形之间的间隔时间来计算心率值; 另一种是脉搏测量。
通常心脏的跳动与脉搏的跳动是同步的, 因此只需测出脉搏跳动次数就可以知道心率值测量脉搏是通过记录处理脉搏传感器发出的指脉电信号来实现的。
本方案选择的比较简单直接的脉搏测量方式。
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。
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。
采用指套式的透射型光电传感器模块对人体实行心率数据采集,采集所得信号通过放大电路模块实行电信号放大,然后信号通过滤波电路模块进行滤波(特别滤除50Hz市电干扰),再通过整形稳压电路进行整形后,得到幅值在0~5v的正弦信号,再最后将信号通过斯密特比较器NE555形成矩形波并送入单片机控制显示电路模块实现平均心率结果显示。
题目:脉搏测试仪设计摘要摘要:本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准确度,本课题设计了一种基于51单片机的脉搏测量仪。
系统以STC89C52单片机为核心,以脉搏传感器SC0073为传感器,并利用单片机系统部定时器来计算时间,脉搏信号通过以AD620A组成的前置放大电路、滤波电路、整形电路后输入至单片机。
单片机通过对脉冲累加得到脉搏跳动次数,时间由定时器定时而得。
系统以LCD1602动态显示一分钟脉搏次数。
系统还设置有清零键,方便系统重新测量。
关键字:脉搏测量仪,STC89C52单片机,脉搏传感器Abstract:The Pulse measuring instrument in our daily life has been very widely. In order to improve the simplicity of the pulse of the measuring instrument and accuracy, this topic design based on 51 SCM pulse measuring instrument. System to STC89C52 microcontroller as the core, the pulse transducer SC0073 for sensors, and using single chip puter system internal timer to measure time, pulse signal through ponent to AD620A the preamplifier and filter circuit, plastic circuit input to the microcon- -troller. Single chip microputer to pulse accumulate get through the pulse frequency, time by the timer timing. System LCD1602 to dynamic display a minute in pulse rate. The system also set a reset button, convenient the system to measure.Keywords:pulse measuring instrument,STC89C52 single-chip microputer,Pulse transducer目录1.前言11.1设计背景11.2脉搏测量仪的开展与应用22.总体方案设计32.1方案比拟32.2方案选择53.单元模块设计63.1各单元模块功能介绍及电路设计63.1.1前置放大电路63.1.2 滤波电路83.1.3 同相放大电路83.1.4 整形电路83.1.5电源模块83.2 电路参数计算及元器件的选择93.2.1滤波器参数的选择103.2.2 同相放大器参数选择113.2.3整形电路113.3特殊器件介绍123.3.1 传感器SC0073123.3.2 STC89C52133.3.3 LM324介绍164.软件设计174.1软件设计所用工具174.1.1Protues简介174.1.2 Altium Designer简介184.2软件设计184.2.1软件构造图185.硬件调试205.1前置放大电路调试20 5.2滤波电路调试215.3整形电路调试236.结论247.总结与体会258.参考文献27附录1:原理图及PCB图28附录2:实物图33附录3:源程序331.前言1.1设计背景脉搏携带有丰富的人体XX状况的信息,自公元三世纪我国最早的脉学专著?脉经?问世以来,脉学理论得到不断的开展和提高。
在中医四诊〔望、闻、问、切〕中,脉诊占有非常重要的位置。
脉诊是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法,其历史悠久,容丰富,是中医“整体观念〞、“辨证论证〞的根本精神的表达与应用。
脉诊作为“绿色无创〞诊断的手段和方法,得到了中外人士的关注。
但由于中医是靠手指获取脉搏信息,虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者承受,然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。
首先,切脉单凭医生手指感觉区分脉象的特征,受到感觉、经历和表述的限制,并且难免存在许多主观臆断因素,影响了对脉象判断的规化;其次,这种用手指切脉的技巧很难掌握;再那么,感知的脉象无法记录和保存影响了对脉象机理的研究。
脉诊的这种定性化和主观性,大大影响了其精度与可行性,成为中医脉诊应用、开展和交流中的制约因素。
为了将传统的中医药学发扬光大,促进脉诊的应用和开展,必须与现代科技相结合,实现更科学、客观的诊断。
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,根据脉搏的跳动进展计数。
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,即使这样做还是比拟费时,而且精度也不高。
为了提高脉搏测量的准确与速度,多种脉搏测量仪被运用到医学上来,从而开辟了一条全新的医学诊断方法。
目前脉搏测量仪在多个领域被广泛应用,除了应用于医学领域,如无创心血管功能检测、妊娠症检测、中医脉象、脉率检测等等,商业应用也不断拓展,如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏测量仪。
1.2脉搏测量仪的开展与应用随着科学技术的开展,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,国外先后研制了不同类型的脉搏测量仪,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。
指脉测量比拟方便、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:耳脉测量比拟干净,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、脉搏检测的准确度低等缺点。
本次我们的智能脉搏测试仪设计是基于STC89C52单片机,以压电薄膜力敏元件作为输入传感器,最后以LCD1602显示一分钟脉搏跳动的次数。
整个系统是以STC89C52为核心,由力敏传感器作为输入,通过对输入信号进展放大并抑制共模信号、滤波、整形传输到单片机处理,信号处理后驱动LCD1602显示一分钟脉搏跳动的次数。
2.总体方案设计通过查阅一些资料,并结合了自己的实际情况,我们主要提出了两种设计方案来实现脉搏测试仪的功能。
下面我将对两种方案的框图和原理进展比拟,然后说明我选择方案的原因。
2.1方案比拟方案一:光电脉搏测试仪方案一原理框图如图2-1所示:图2.1 方案一构造框图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,这就外部中断信号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展计算处理后把结果送到数码管显示。
方案二:压电脉搏测试仪方案二原理框图如图2.2所示图2.2 方案二构造框图 当人的脉搏每跳动一次,薄膜式压电传感器受到一个微小的压力后输出一个微小的电压。
从传感器输出的微小电压经过仪用放大器抑制共模信号后放大输出,然后再通过二阶压控低通滤波器滤去50Hz 的工频信号和测量时有抖动带来的干扰,通过整形电路后的信号送入单片机。
单片机电路对输入的脉冲信号进展处理计算后把结果送到LCD 显示实现了脉搏每跳动一次,LCD 的数值加1定时一分钟后显示最后的数值。
2.2方案选择光电传感器由红外发光二级管和红外接收三极管组成。
采用GaAs红外发光二极管作为光源时,可根本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。
红外接收三极管在红外光的照射下能产生电能,它的特性是将光信号转换为电信号。
在此方案中,红外接收三极管和红外发射二极管相对摆放不是很适宜的话,对最后的结果有很大影响,误差较大。
压电薄膜力敏元件是一种高新能、低本钱动态微压传感器,产品采用压电薄膜作为换能材料,动态压力信号通过薄膜变成电荷量,再经传感器部放大电路转换成电压输出。
该传感器具有灵敏度高、体积小、重量轻等特点,广泛应用于医疗、工业控制、交通等领域。
最后,综合了测量精度和难度等因素,我们选择了方案二。
3.单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路构造、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系;同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及特殊器件进展必要说明。
3.1各单元模块功能介绍及电路设计设计中包括前置放大电路、滤波电路、放大电路、整形电路。
3.1.1前置放大电路前置放大电路选用AD620,既能到达放大目的又能有效抑制共模信号。
电路图如图3.1所示图3.1 AD620放大电路AD620采用8引脚SOIC和DIP封装,尺寸小于分立式设计,并且功耗较低(最大电源电流仅1.3 mA),因此非常适合电池供电的便携式(或远程)应用。
AD620具有高精度(最大非线性度40 ppm)、低失调电压(最大50 µV)和低失调漂移(最大0.6µV/°C)特性,是电子秤和传感器接口等精细数据采集系统的理想之选。
它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性,使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。
AD620 由传统的三运算放大器开展而成, 但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计, 如电源围宽(±2. 3~±18 V ) , 设计体积小, 功耗非常低(最大供电电流仅1. 3 mA ) , 因而适用于低电压、低功耗的应用场合。
AD620 的单片构造和激光晶体调整, 允许电路元件严密匹配和跟踪, 从而保证电路固有的高性能。
AD620 为三运放集成的仪表放大器构造, 为保护增益控制的高精度, 其输入端的三极管提供简单的差分双极输入, 并采用β工艺获得更低的输入偏置电流, 通过输入级部运放的反应, 保持输入三极管的集电极电流恒定, 并使输入电压加到外部增益控制电阻RG上。
AD620 的两个部增益电阻为24.7 KΩ, 因而增益方程式为对于所需的增益, 那么外部控制电阻值为3.1.2 滤波电路滤波电路的作用实质上是选频,即允许某一局部频率的信号顺利通过,而将另一局部频率的信号滤掉。