【正文】 時(shí)，用靜態(tài)顯示所需的 I/O 太多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示的方法。本 設(shè)計(jì)中，顯示位數(shù)較多。 單片機(jī)工作方式的選擇 單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送方式 [19]一般有以下幾種： （ 1）查詢方式：由于 CPU 與外設(shè)之間存在時(shí)序、速度等差異，在數(shù)據(jù)傳送前必須檢測接口狀態(tài)，探查外設(shè)是否數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒。采用單片機(jī)內(nèi)的一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以單片機(jī)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器周期作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基信號(hào) Ts。肌電干擾可能會(huì)導(dǎo)致放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)偏移，甚至使放大器達(dá)到飽和，所以第一級(jí)放大 器的放大倍數(shù)不能太高。通用型，有總線擴(kuò)展，有較強(qiáng)的位處理功能，有全雙工異步串行通信口。高性能價(jià)格比： μ’nSPTM家族片內(nèi)帶有高尋址能力的 ROM，靜態(tài) RAM 和多功能的 I/O 口，另外μ’nSPTM的指令系統(tǒng)提供出具有較高運(yùn)算速度的 16 位， 16 位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用添加了 DSP 功能，使得 μ’nSPTM家族運(yùn)用在復(fù)雜 的數(shù)字信號(hào)處理方面既很便利又比專用的 DSP 芯片廉價(jià)。micro。micro。 （ 2）凌陽單片機(jī) 凌陽是臺(tái)灣凌陽公司推出的單片機(jī)，具有高速度、低價(jià)、可靠、實(shí)用、體積小、功耗低和簡單易學(xué)等特點(diǎn)， 它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽推出的 Microcontroller and Signal Processor 16 位微機(jī)處理器芯片，以下簡稱 amp。由本次試驗(yàn)，可以得知壓電陶瓷片可以實(shí)現(xiàn)我們所要達(dá)到的目標(biāo)。該傳感器價(jià)格較低，而且輸出電壓變化較為明顯，可以 實(shí)現(xiàn)我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較 （ 1）光電式： 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，易于操作 ,響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單。常用檢測脈搏的光電傳感器 [10]分為紅外對(duì)管和紅外放射管。電極的好壞對(duì)采集到的心電信號(hào)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用 ,采用的電極應(yīng)有貼力強(qiáng) ,能緊附在人體表面 ,柔軟、吸汗、極化電壓低、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)。通過信號(hào)調(diào) 理電路，將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)脈搏測量功能。 脈搏測量儀的上述功能要求，可采用兩個(gè)不同的方案來實(shí)現(xiàn)： （ 1）把轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的脈搏信號(hào)，在單位時(shí)間內(nèi)（一分鐘或半分鐘）進(jìn)行計(jì)數(shù)，并用數(shù)字顯示其計(jì)數(shù)值，從而直接得到每分鐘的脈搏數(shù)。另外， 溫度變化會(huì)造成零點(diǎn)漂移，漂移現(xiàn)象限制了放大器的輸入范圍，使得 第 4 頁 共 40 頁 微弱的緩變信號(hào)無法被放大。選擇放大器時(shí)需要從增益、頻率響應(yīng)，輸入阻抗，共模抑制比，噪聲，漂移等幾個(gè)方面加以綜合考慮 [6]。 目前很多脈搏測量儀都具有檢測血氧等其他的功能，但是對(duì)這些信號(hào)的分析和診斷還需要一些有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生觀察，進(jìn)行分析后才能確認(rèn)結(jié)果，浪費(fèi)大量的人力，且由人為 第 3 頁 共 40 頁 引入的誤差較 大。 本設(shè)計(jì)所使用的系統(tǒng)利用壓電陶瓷片將脈博轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理后利用AT89S51 單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集和處理，在短時(shí)間內(nèi)，測量出人體一分鐘的脈搏數(shù)，并將心率進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，便于攜帶。人體內(nèi)各器官的健康狀態(tài)、病變等信息將以某種方式顯現(xiàn)在脈搏中即在脈象中。計(jì)數(shù)結(jié)果將最終送至液晶屏 1602 來進(jìn)行顯示。 基于單片機(jī)的人體脈搏檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 脈搏波所呈現(xiàn)出來的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息，能反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理疾病的血流特征。計(jì)數(shù)的方法是利用單片機(jī)的計(jì)時(shí)器，然后由該周期計(jì)算出頻率，繼而就可以求出一分鐘的脈搏數(shù)。 singleship 第 1 頁 共 2 頁 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................ 1 課題背景及目的 ...................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢 .................................................................................. 2 課題研究難點(diǎn) .......................................................................................................... 3 抗干擾 ............................................................................................................ 3 低噪聲、低漂移 ............................................................................................ 3 課題主要研究內(nèi)容 .................................................................................................. 4 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 5 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方案 .......................................................................................... 6 傳感器的選擇 ................................................................................................. 6 單片機(jī)的選擇 ................................................................................................ 8 信號(hào)調(diào)理電路的選擇 .................................................................................... 9 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................ 10 脈搏波動(dòng)頻率測量方案的選擇 .................................................................. 10 單片機(jī)工作方式的選擇 .............................................................................. 10 顯示電路方案的選擇 .................................................................................. 11 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 11 一級(jí)放大電路的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 12 二階濾波器電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 14 第二級(jí)放大電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 17 整形電路 ................................................................................................................ 18 定時(shí)計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 21 顯示電路的設(shè)計(jì) .................................................................................................... 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 25 第 2 頁 共 2 頁 主程序流程的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 25 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中斷程序流程的設(shè)計(jì) ................................................................... 26 顯示程序流程的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 27 5 總結(jié)與展望 .................................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 29 致謝 .................................................................................................................................. 31 附錄 .................................................................................................................................. 32 附錄 A 原理圖 ............................................................................................................. 32 附錄 B 主程序 ............................................................................................................. 33 附錄 C 顯示程序 ......................................................................................................... 37 附件 附件 A 開題報(bào)告 附件 B 譯文及原文影印件 第 1 頁 共 40 頁 1 緒論 課題背景及目的 脈搏是臨床檢查和生理研究中常見的生理現(xiàn)象 [1]，包含了反映心臟和血管狀態(tài)的重要生理信息。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息，很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。 脈搏測量儀的發(fā)展主要向以下幾個(gè)趨勢發(fā)展： (1) 自動(dòng)測量脈搏并且對(duì)所得到的脈搏進(jìn)行自動(dòng)分析。 課題研究難點(diǎn) 由于人體的脈搏信號(hào)具有頻率低、幅度小干擾大，不穩(wěn)定度低，隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得對(duì)脈搏信號(hào)的采集放大電路的設(shè)計(jì)提 出了很嚴(yán)格的要求，尤其是抗干擾變?yōu)槭种匾?，需要設(shè)計(jì)低通濾波器進(jìn)行濾波。為了獲得一定信噪比的輸出信號(hào)，對(duì)放大器的低噪聲性能有嚴(yán)格要求。可見，脈搏測量儀的主要組成部分是計(jì)數(shù)器和數(shù)字顯示器。整個(gè)系統(tǒng)的框圖如下圖 所示