【正文】 況進(jìn)行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。 圖 56 波形整形部分 波形整形電路如圖 57 所示， U2C 是一個(gè)電壓比較器， C1 R29 構(gòu)成一個(gè)微分器， U2A和 C R32 組成單穩(wěn)態(tài) 多諧振蕩器，其脈寬由 C R32 決定。 每一組運(yùn)算放大器可用圖 所示的符號(hào)來表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中“+” 、 “ ” 為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+” 、 “V ” 為正、負(fù)電源端， “Vo” 為輸出端。反之， R21 過小，通過的電流偏大，紅外接收三極管也不能準(zhǔn)確地辨別有脈搏和無脈搏時(shí)的信號(hào)。 從光源發(fā)出的光除被手指組織吸收以外，一部分由血液漫反射返回，其余部分透射出來。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。 圖 45 數(shù)碼管引腳分布圖 圖 46 共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 LED數(shù)碼管的顯示方法 靜態(tài)顯示方式是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，發(fā)光二極管的位選始終被選中。 LED 的結(jié)構(gòu) LED 數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光的二極管顯示字段組成的。因此本設(shè)計(jì)將 光敏 二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的手指部位，經(jīng)過手指組織的反射和衰減由裝在該部位旁邊的光敏三管來接收其透射光并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用 來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。 7. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。用作輸入時(shí) ,被外部拉低的 P3 口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示。低功耗空載和掉電方式。兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 直接 LED 驅(qū)動(dòng)輸出 ～ 6V 的操作范圍 六個(gè)中斷源 5. 由于結(jié)構(gòu)簡單，因此體積小、重量輕、性價(jià)比優(yōu)越。脈搏測量儀硬件框圖如下圖 31所示： 圖 31 脈搏測量儀的工作原理 當(dāng)手指放在紅外線發(fā)射二極管和接收三極管中間，隨著心臟的跳動(dòng)，血管中血液的流量將發(fā)生變換。 光電脈搏測量儀的結(jié)構(gòu) 光電脈搏測量儀是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測脈搏跳動(dòng)的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用電子儀表進(jìn)行測量和顯示的裝置。 （ 圖中 S_GND為信號(hào)地，運(yùn)算放大器工作正負(fù)電源為 5V、 0V，為避免 信號(hào) 丟失 ，將信號(hào)抬高至VS_GND=1V。為了克服這一問題本系統(tǒng)采用脈沖振幅光調(diào)制技術(shù)。 工作原理： 打上電源開關(guān)，電路各部分開始工作。 本章小結(jié) .而我們此次研究選擇的是光 電脈搏傳感器，由于近年來光電檢測技術(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，且可非侵入地檢測病人各種癥狀信息。近年來日本、美國等國家的醫(yī)生、學(xué)者在對(duì)醫(yī)學(xué)與針灸研究中設(shè)計(jì)出了一些對(duì)脈象進(jìn)行客觀化描述的描記儀器和裝置。到了漢代，《難經(jīng)》又進(jìn)一步確立寸口部位的寸關(guān)尺脈與其浮、中、沉診法為定為三部九候的診脈方法。隨著集成電路的發(fā)展，脈搏測量計(jì)必然向微型化、大眾化、智能化發(fā)展。 脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài) (波形 )、強(qiáng)度 (波幅 )、速率 (波速 )和節(jié)律 (周期 )等方面的綜合信息，在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，因此對(duì)脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。從中可以得知脈搏跳動(dòng)是否正常以及每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號(hào) , 脈搏波信號(hào)更是低頻微弱的非生理信號(hào) , 必需經(jīng)過放大和后級(jí)濾波以滿足采集的要求。隨后， Calen 成為國外第 一個(gè)采用檢查手腕處脈搏來對(duì)疾病進(jìn)行診斷的方法的醫(yī)學(xué)家。這其中較有代表性的儀器如：美國醫(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)推出的一種采用三個(gè)駐體微音器作為脈搏波轉(zhuǎn)換元件的脈搏波形儀器 141。因此，將三片 74LS160 直接按并行進(jìn)位方式連接即的千進(jìn)制計(jì)數(shù)器。來 一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器就加一。脈沖載波由 ADuC841 內(nèi)部16 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。傳統(tǒng)的光電脈搏波信號(hào)檢測電路都采用高增益放大器，以獲得較高的檢測靈敏度，這種設(shè)計(jì)思路導(dǎo)致了檢測信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍縮小，在受到運(yùn)動(dòng)干擾時(shí)，將導(dǎo)致由于干擾信號(hào)而帶來的光 電脈搏波信號(hào)檢測的飽和失真。 2．信號(hào)處理 即處理光電傳感器采集到的低頻信號(hào)的模擬電路 (包括放大、濾波、整形等 )。單片機(jī)電路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后把結(jié)果送到數(shù) 碼管顯示。 AT89C51 的 主要性能 AT89C2051 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的帶 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的 8位單片機(jī) ,它具有如下主 要特性，如圖 41所示： （ 1）和 MCS51 產(chǎn)品的兼容 （ 2） 2K 字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器 （ 3）耐久性： 1,000 寫／擦除周期 （ 4） ～ 6V的操作范圍 （ 5）全靜態(tài) 操作： 0Hz～ 24MHz 片內(nèi)模擬比較器 128 8位內(nèi)部 RAM 和 MCS51 產(chǎn)品的兼容 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2. GND：地。 P1口 還在閃速編程和程序校驗(yàn)期間接收代碼數(shù)據(jù)。 5. RST： 復(fù)位輸入。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作胡機(jī)器周期為： 12（ 1247。 在此次設(shè)計(jì)中我們采用的是光電傳感器中最常見普遍的光敏二極管做紅外接收二極管和光面三極管做紅外發(fā)送三極管。光敏三級(jí)管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極 —— 發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。 LED 的綜述 在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，為了便于人們觀察和監(jiān)視單片機(jī)的運(yùn)行情況，常常 需要用顯示器顯示運(yùn)行的中間結(jié)果、狀態(tài)等信息，因此顯示器也是不可缺少的外 部設(shè)備之一。共陰極 LED 數(shù)碼管顯示器的公共端為發(fā)光二極管陰極，通常接地，當(dāng)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電流一定的情況下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)，CPU 才去執(zhí)行顯示更新子程序，這樣既節(jié)約了 CPU 的時(shí)間，又提高了 CPU 的工作效率。 通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn) LED動(dòng)態(tài)顯示更加適合本設(shè)計(jì)，所以就采用此方法。因此本系統(tǒng)采用了指套式的透射型光電傳 感器 , 實(shí)現(xiàn)了光電隔離 ,減少了對(duì)后級(jí)模擬電路的干擾。雖然手指遮擋了紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光，但是由于紅外接收三極管中存在暗電流，會(huì)造成輸圖 51 透射式光電傳感器圖 出電壓略低。 放大電路 按人體脈搏在運(yùn)動(dòng)后跳動(dòng)次數(shù)達(dá) 200 次 /分鐘的計(jì)算來設(shè)計(jì)低通放大器，如圖55 所示。大約持續(xù) 20ms 之后，因 C7充電電流減小而使 U2A 同相輸入端的電位降低到低于反相輸入端的電位（尖脈沖已過去很久），于是 U2A 改變狀態(tài)并再次輸出低電平。 顯示電路 本設(shè)計(jì)的顯示采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描來顯示。為了減少環(huán)境光對(duì)脈搏信號(hào)測量的影響，同時(shí)考慮到傳感器使用的方便性，采用密封的指套式包裝方式，整個(gè)外殼采用不透光的介質(zhì)和顏色，盡量減小外界環(huán)境光的影響，為了避免測量過程中的二次反射光的影響，在指套式傳感器的內(nèi)層 表面涂上一層吸光材料，這樣能有效減少二次反射光的干擾。對(duì)于傳感器的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在采用的主要是第一個(gè)途徑。 總體來說，本次實(shí)驗(yàn)獨(dú)立完成，使我受益匪淺。 我們要熟練地掌握課本上的知識(shí)，這樣才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分