【正文】 來提高采樣精度，相當(dāng)于用高分辨率的 ADC 對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，達(dá)到了提高信噪比并改善動(dòng)態(tài)范圍的效果。脈搏傳感器的輸出信號(hào)大致在 05mV 的毫伏級(jí)電壓信號(hào)，所以需要放大的倍率在1000 以上。信號(hào)處理系統(tǒng)中濾波電路得到了非常廣泛的應(yīng)用，其種類繁多。 顯示電路 本文設(shè)計(jì)的顯示電路是將脈搏信息顯示在 LCD 屏上，以助于更加生動(dòng)形象的觀察 脈搏信息的變化。電阻 R2 為光敏電阻提供工作電壓，電阻 R5 和電容 C2 組成無緣低通濾波器，能對(duì)進(jìn)入檢測(cè)電路的高頻噪聲進(jìn)行濾波。從 M6800 開始 ,開發(fā)了廣泛的品種 ,4 位 ,8 位 ,16 位 32 位的單片機(jī)都能生產(chǎn) ,其中典型的代表有 :8 位機(jī)M6805,M68HC05 系列 ,8 位增強(qiáng)型 M68HC11,M68HC12 , 16 位機(jī) M68HC16, 32 位機(jī) M683XX. Motorola 單片機(jī)的特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較 Intel 類單片機(jī)低得多 ,因而使得高頻噪聲低 ,抗干擾能力強(qiáng) ,更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。 ④ EM78系列 OTP型單片機(jī) : 臺(tái)灣義隆電子股份有限公司 ,直接替代 PIC16CXX,管腳兼容 ,軟件可轉(zhuǎn)換。 采用 EEPROM/FLASH 程序存儲(chǔ)器 ,可以實(shí)現(xiàn)在線系統(tǒng)編程。 ⑧ 華邦單片機(jī) : 華邦公司的 W77,W78系列 8位單片機(jī)的腳位和指令集與 8051兼容 , 但每個(gè)指令周期只需要 4 個(gè)時(shí)鐘周期 ,速度提高了三倍 ,工作頻率最高可達(dá) 增加了 WatchDog Timer,6 組外部中斷源 ,2 組 UART,2 組 Data pointer 及 Wait state control pin. W741 系列的 4 位單片機(jī)帶液晶驅(qū)動(dòng) ,在線燒錄 ,保密性高 ,低操作電壓(~)。 我們之所以選用 AT89S51 單片機(jī)是因?yàn)椋?AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash存儲(chǔ)單元， AT89S51 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。其中， P1口作為 LCD 的數(shù)據(jù)總線使用， ~ 為 LCD 的控制信號(hào)線， (T0)為脈搏信號(hào)脈沖的輸入端。以同樣的方法再得到再次脈搏周期，將這三個(gè)周期做一平均，得到一段時(shí)間內(nèi)的平均周期，進(jìn)而得到每分鐘的脈搏數(shù)。 液晶屏與單片機(jī)直接訪問方式接口如圖 所示： 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 圖 單片機(jī)與 LCD 接口連接圖 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 5 總結(jié)與展望 研究中的很多電路都比較簡(jiǎn)單，但是必須保持清醒的頭腦和一絲不茍的精神，否則稍不留神就會(huì)有錯(cuò)誤，一點(diǎn)的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失??！此次研究通過小組人員之間的互相溝通學(xué)習(xí)得到了很大的成功，我們都倍感欣慰，并通過這次的研究得到了很多的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，利用到了平時(shí)學(xué)習(xí)中的很多知識(shí)，這不僅增加了我們的知識(shí)更通過實(shí)際行動(dòng)來獲得了極大的自信和動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)。 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) [1] 高上凱淺談腦一機(jī)接口的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) [J]中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)， 20xx， 26(6)801— 803 [2] Mason S G． Bi rch G E A general f ramework for braln— e0mputer inte rface design l EEE Transactions on Neural Systerns andRehabilitation Engineering， 20xx， 1 1(1)： 70— 85 [3] 孫友明，黃秉鐮新型腦電信號(hào)放大檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) [J]醫(yī)療衛(wèi)生裝備， 20xx 28(1)： 1 5— 1 7 [4] 李建鋒，何為，楊浩．基于 DSP 的心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì) [N]．重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， 6： 21—24． [5] 李秀農(nóng)，汪國(guó)強(qiáng)．光電式脈搏傳感器及由其組成的血壓測(cè)量?jī)x [J]．電測(cè)與儀表，總第 一期． [6] 彭承琳．生物醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用 [M]．高等教育出版社． [7] 楊國(guó)忠．生物醫(yī)學(xué)工程的過去、現(xiàn)在和未來 [J1．世界醫(yī)療 器械， 1995， 1(1) [8] Lee M L， Rosner B A， Vokonas P S． Longitudinal Analysis of AdultMale Blood Pressure：the Normative A ng Study[J]． Journal of Epidemiologyamp。在四年的學(xué)習(xí)過程中，我還得到了信息工程學(xué)院許多老師在各方面的幫助和指導(dǎo)，他們都在工科領(lǐng)域具有很深的造詣，并且對(duì)待學(xué)生十分平易近人，在此我也向各位老師表示衷心的感謝 ! 。并將成為我今后學(xué)習(xí)和工作的主要?jiǎng)恿?。我們要更加努力的學(xué)習(xí)，無論在生活中還是工作中都要保持不斷的學(xué)習(xí)，只有學(xué)習(xí)才會(huì)進(jìn)步，只有學(xué)習(xí)才能夠掌握技術(shù)，掌握了技術(shù)就掌握了未來。 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制的軟件設(shè)計(jì)包括初始化程序、 A/D 轉(zhuǎn)換子程序、串口發(fā)送子程序三大部分。 表 單片機(jī)端口使用情況表 端口引腳 功能描述 RST 系統(tǒng)復(fù)位端 (RXD) LCD 的 RS 端 (TXD) LCD 的 RW 端 (INT0) LCD 的 E 端 (INT0) 按鍵 (T0) 脈搏脈沖輸入端 (T1) 電池電量檢測(cè)端 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 脈搏指示 Vcc 電源正極 GND 地 XTAL1 , 2 系統(tǒng)時(shí)鐘 ~ LCD 數(shù)據(jù)總線 除了利用 口進(jìn)行中斷計(jì)時(shí)的方法測(cè)量脈搏外，還可以采用脈沖查詢的方式。 AT89S51 單片機(jī)管腳如圖 所示。我想很多人都知道Z80 單板機(jī) ,直到 90 年代后期 ,很多大學(xué)的微機(jī)原理還是講述 Z80。 ⑥ 8051 單片機(jī)最早由 Intel 公司推出 ,其后 ,多家公司購(gòu)買了 8051 的內(nèi)核 ,使得以8051 為內(nèi)核的 MCU 系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大 ,應(yīng)用也最廣泛 ,有人推測(cè) 8051 可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn) MCU 芯片。在技術(shù)上有其獨(dú)到之處 : SX 系列雙時(shí)鐘設(shè)置 ,指令運(yùn)行速度可達(dá)50/75/100MIPS(每秒執(zhí)行百萬條指令 ,XXX M Instruction Per Second) 。適用于用量大 ,檔次低 ,價(jià)格敏感的產(chǎn)品 .在辦公自動(dòng)化設(shè)備 ,消費(fèi)電子產(chǎn)品 ,電訊通信 ,智能儀器儀表 ,汽車電子 ,金融電子 ,工業(yè)控制不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用 ,PIC 系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場(chǎng)份額排名中逐年提高 .發(fā)展非常迅速。我們可以使用一個(gè)有源積分器，這樣同時(shí)完成了放大與積分的處理。 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)為核心，由光電脈搏傳感器采集脈搏信號(hào)，經(jīng)濾波、放大、積分、比較后得到與脈搏相關(guān)的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)作為中斷信號(hào)交由單片機(jī)進(jìn)行脈沖周期的計(jì) 算，然后得出每分鐘的脈搏搏動(dòng)次數(shù)，并在顯示屏上顯示。 數(shù)據(jù)采集電路 由光電傳感器感測(cè)的脈搏信號(hào)經(jīng)前電路一系列處理后，還需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后才可以送到單片機(jī)進(jìn)行邏輯 與數(shù)據(jù)傳輸控制等處理。 濾波電路 濾波電路就是對(duì)信號(hào)波形進(jìn)行一種類似過濾處理的電路，具體來說是讓某些頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而其它頻率信號(hào)不能通過的電路單 元。 放大電路 脈搏信號(hào)的基本特征是：穩(wěn)定性不高并且具有隨機(jī)性，還是一種典型 的極微弱生理信號(hào)。 信號(hào)采集系統(tǒng) 由于光電脈搏波屬于緩慢變化的微弱生理信號(hào)，信噪比低，極易受到環(huán)境噪聲和 肢體運(yùn)動(dòng)的干擾。近年來光電檢測(cè)技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中發(fā)展很快，這主要是由于光能避開強(qiáng)烈的電磁干擾，具有很高的絕緣性，且可非侵入地檢測(cè)病人各種癥狀信息。其測(cè)量原理是，將測(cè)力傳感器的受力端壓在人體橈動(dòng)脈處，模仿人的指頭。血管不受壓力時(shí)，血流均勻，反射光也比較均勻，故傳感器無脈搏信號(hào)輸出；當(dāng)血管受壓血液不流動(dòng)時(shí)，傳感器也無輸出信號(hào)；只有當(dāng)血管受到擠壓，血管中的血液斷續(xù)流動(dòng)時(shí)，反射光也隨之變化，這時(shí)傳感器輸 出脈搏信號(hào)，達(dá)到了測(cè)量脈搏的作用。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。內(nèi)容涉及到傳感器的選擇，有光電脈搏傳感器，壓力測(cè)試脈搏傳感器，還有光電容積脈搏波法、液體耦合腔脈搏傳感器、壓阻式脈搏傳感器以及應(yīng)變式脈搏傳感器，而我們此次研究選擇的是光電脈搏傳感器，這是由于近年來光電檢測(cè)技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中發(fā)展很快，這主要是由于光能避開強(qiáng)烈的電磁干擾，具有很高的絕 緣性，且可非侵入地檢測(cè)病人各種癥狀信息。這其中較有代表性的儀器如：美國(guó)醫(yī)學(xué)博士 John． H． Laub 研制的一種針灸臨床用的新型無創(chuàng)脈搏波記錄儀、日本的田口賢輝設(shè)計(jì)的一 種“壓力、脈搏測(cè)定裝置 和代用文彥設(shè)計(jì)的一種“局部加壓型可償還脈裝置”以及日本 Sony 公司曾經(jīng)推出的