基于51單片機(jī)人體脈搏測量儀的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)-wenkub
2023-07-08 15:40:19 本頁面
【正文】 脈搏測量儀的研究現(xiàn)狀在日新月異的醫(yī)療學(xué)中，檢測脈搏跳動，來獲得患者的身體健康狀態(tài)的電子科技醫(yī)療器件是越來越多了?，F(xiàn)如今已經(jīng)有很多人慢慢認(rèn)識到，在日常中綠色健康的生活方式，以及對相關(guān)疾病防治的重要性。目錄1 緒 論 3 研究背景及意義 3 脈搏測量儀的研究現(xiàn)狀 3 研究的主要內(nèi)容 42 脈搏測量儀的設(shè)計方案 53 硬件電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 7 主控制模塊 7 信號采集與處理模塊設(shè)計 8 ST188紅外光電傳感器 8 雙運(yùn)算放大器LM358P 8 信號采集電路 9 信號處理電路 10 顯示模塊 10 鍵盤電路模塊 11 時鐘電路 11 復(fù)位電路 12 報警電路 12 電源模塊 134 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 14 14 中斷程序 15 顯示模塊 175 脈搏儀測試與結(jié)果分析 20 程序調(diào)試 20 脈搏測量儀原理圖調(diào)試 20 脈搏測量儀在Proteus的仿真 20 PCB排版布線及硬件焊接 21 測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析 236 總結(jié)與分析 24參考文獻(xiàn) 25 1 緒 論 研究背景及意義脈象診斷已經(jīng)在我國存在有幾千多年歷史了，就是我國傳統(tǒng)中醫(yī)必須研究的對象，由于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)采用的相關(guān)手段，對病人進(jìn)行的病情診斷，病情的診斷會因?yàn)椴∪嘶蛘哚t(yī)者的影響，就會導(dǎo)致測量的準(zhǔn)確度問題。在檢測人體脈搏信號的領(lǐng)域里，當(dāng)今世界上已有許多的先進(jìn)的知識體系，在當(dāng)今醫(yī)學(xué)技術(shù)里面，人體心血管健康能進(jìn)行無創(chuàng)檢測的方法和儀器不斷涌現(xiàn)。脈搏信號是顯示出身體健康狀況的渠道，檢測脈搏信號的儀器在傳統(tǒng)檢測中有它的優(yōu)勢所在。此外有的儀器是在操作的過程當(dāng)中，因?yàn)椴僮鬟^程比較繁瑣，所以就無法推廣并當(dāng)作產(chǎn)品進(jìn)行廣泛銷售。該系統(tǒng)成本低，實(shí)用性強(qiáng)。用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)設(shè)計的核心控制和處理單元，并且用紅外傳感器ST188對人體的脈搏信號進(jìn)行采集，接下來把脈搏信號經(jīng)相關(guān)電路放大、濾波、整形，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸入給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，運(yùn)用軟件和硬件的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對脈搏信號比較準(zhǔn)確的測量，設(shè)計出指尖放在ST188的表面上，系統(tǒng)能夠在2到5秒鐘內(nèi)測出脈搏在1分鐘的跳動數(shù)據(jù)，并顯示在1608液晶屏上，可以設(shè)置脈搏測量儀測量脈搏信號的的上下限，報警模塊會根據(jù)設(shè)置進(jìn)行蜂鳴報警。生物的各部分的生理信號都是相互干擾、相互影響，在這種情況下，脈搏信號就會受到噪聲的干擾。光電式傳感器測量比較微小的位移變化有非常明顯的作用，而且紅外傳感器對材料、電路模塊控制以及光電管的特性要求是相對要高的。顯示模塊選擇LCD液晶顯示屏，因?yàn)橐壕э@示屏的信息量大，使用的壽命相關(guān)的長，而且能夠在低壓的情況下驅(qū)動。電源模塊是采用的DC電源插座，還有自鎖開關(guān)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的斷電續(xù)電，并保護(hù)系統(tǒng)。圖31 硬件電路原理圖 主控制模塊STC89C52單片機(jī)可以讓開發(fā)者通過計算機(jī)的并行端口或者串行端口直接將可執(zhí)行文件燒寫到單片機(jī)中，這樣就可以在開發(fā)板上進(jìn)行仿真，在電路設(shè)計中，單片機(jī)的每個引腳的功能都要充分實(shí)現(xiàn)，圖32為STC89C52的引腳圖。能連接各個輔助電路實(shí)現(xiàn)硬件的連接，如顯示電路，按鍵電路，蜂鳴器電路等。 頻率引腳：18引腳、19引腳是時鐘脈沖引腳，連接震蕩電路。A_K為發(fā)射管；C_E為接收管。 圖34 LM358的引腳結(jié)構(gòu) 信號采集電路打開電源后，發(fā)光二極管發(fā)射紅外光照射到血管上，其中的部分光信號經(jīng)過血管反射被光敏三極管所接收且轉(zhuǎn)換成電信號送至測量處理電路，測出血管中血液流動狀態(tài)[7]。圖35 脈搏采集電路 信號處理電路經(jīng)過傳感器的輸出信號是低頻信號而且還伴有干擾信號，信號經(jīng)R5和C4濾除高頻干擾，再由耦合電容CC6加到放大輸入端，電容的作用傳遞電流信號，進(jìn)入運(yùn)算放大器電路處理后變?yōu)殡妷盒盘柤让}沖信號，信號要經(jīng)過兩級放大，即濾波放大和整形放大，經(jīng)過濾波放大后的信號還是不規(guī)則的脈沖信號，而且還有低頻信號的干擾，就必須利用整形電路進(jìn)行處理 [9]。接口如下：第1引腳GND是接地的；第2引腳為VCC是接5V電源正極；第3引腳，V0是LCD1602的液晶顯示器對比度調(diào)整端，接VCC時對比度是最弱的，接GND時對比度是最高的，在使用時如果對比度過高[10]，會因?yàn)轫憫?yīng)速度原因使圖像發(fā)生模糊，所以在使用時用R2接VCC和R1接地調(diào)整對比度；第4腳RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器；第5腳RW為讀寫信號線，高低電平時分別進(jìn)行讀操作和寫操作；第6腳，EN端為使能端,高電平時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令；第7腳與第14腳，D0到D7是8位雙向數(shù)據(jù)端，在LCD的7到14腳與單片機(jī)的32到39引腳之間要用到排阻103，P0口做輸出口時，只有接上拉電阻才能有高電平輸出。KKK4按鍵分別接到單片機(jī)的PP1P12上；K2是設(shè)置上下限，按一次顯示設(shè)置下限，按第二次顯示設(shè)置上限，按K3進(jìn)行數(shù)值加，按K4進(jìn)行數(shù)值減，以便在超出限制時有報警提示。 圖39時鐘電路 復(fù)位電路系統(tǒng)上電后單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，開始的=測量工作，如果需要復(fù)位，那么按下彈片K1開關(guān)，系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)，重新開始測
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