【正文】 ............... 14 USB 時(shí)鐘配置 ...................................................................................... 14 MCU 為外圍電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 14 本章小結(jié) .................................................................................................... 15 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 17 MCU 固件程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 17 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 18 VISUAL BASIC 簡介 ................................................................... 18 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ..................................................................................... 20 本章小結(jié) ..................................................................................................... 20 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 ............................................................................ 23 第五章 總結(jié)與展望 ............................................................................................ 25 致 謝 .................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................ 27 第一章 引言 1 第一章 引言 脈搏測試儀是用來測量一個(gè)人脈搏跳動(dòng)次數(shù)的電子儀器，也是心電圖的主要組成部分，因此，在現(xiàn) 代醫(yī)學(xué)上具有重要的作用。 編號(hào) 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目 基于 USB接口的脈搏檢測儀的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉巍 學(xué) 號(hào) 11012111 院 系 電子信息工程 專 業(yè) 電子信息技術(shù) 班 級 110121 指導(dǎo)教師 楊金紅 顧問教師 孫云龍 二〇一五年六月摘 要 I 摘 要 本文設(shè)計(jì)、制作了一種基于 USB 接口的脈搏檢測儀，硬件電路包括數(shù)據(jù)采集電路、放 大濾波電路、控制電路及電源電路。 Control circuit selects the microcontroller with USB controller and ADC with C8051F320。幾乎世 界上所有的民族都用過“摸脈”作為診斷疾病的手段。 RS232 總線是 PC 機(jī)早期采用的通用串行總線 , 至今仍然適用于要求較低的虛擬儀器或測試 系統(tǒng)。例如 80 年代研制的液態(tài)傳感器利用將單位長度管段動(dòng)脈內(nèi)血液休積隨時(shí)間變化量轉(zhuǎn)換成導(dǎo)電液柱體電阻的改變參量來測最脈搏波的。 傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。本系統(tǒng)采用過采樣技術(shù)，通過對信號(hào)的高速采樣來提高采樣精度，相當(dāng)于用高分辨率的 ADC 對信號(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。近紅外單色光在一般組織中的穿透性比在血液中大幾十倍。 R2過大，通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小， BPW83 型紅外接收二極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時(shí)的信號(hào)。在信號(hào)采集過程中，工頻、人體位移、呼吸作用等都會(huì)對原始信號(hào)產(chǎn)生干擾，所以必須對信號(hào)進(jìn)行濾波處理。 18V)，體積小 ,功耗低 (最大供電電流僅為 A)，因而經(jīng)常使用在低電壓、低功耗的應(yīng)用場合。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 圖 23 AD620 原理圖 AD62012348765RgIN+INVsRg+VsOUTPUTREFTOP VIEW 圖 24 AD620 封裝引腳圖 8 16234 5 7+5VGND5VAD620R3500AD620 圖 25 信號(hào)初級放大電路 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 低通濾波電路設(shè)計(jì) 濾波器是一種能使有用頻率信號(hào)通過而同時(shí)抑制無用頻率信號(hào)的 電子裝置。 USB 是在 1994 年底由英特爾、康柏、 IBM、 Microsoft 等多家公司聯(lián)合提出的。 USB 端口支持多個(gè)外設(shè)的連接，采用“菊花瓣”式的連接方式。另外， USB 支持低功耗模式，如果其連續(xù) 3ms 沒有總線活動(dòng)的話， USB 就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入掛起狀態(tài)，以節(jié)省電能消耗。每一次總線執(zhí)行動(dòng)作最多傳送三個(gè)數(shù)據(jù)包。 MCU 及外圍電路設(shè)計(jì) C8051F320 介紹 美國 Cynical 公司是一家專業(yè)從事混合信號(hào)片上系統(tǒng)單片機(jī)設(shè)計(jì)與制造的半導(dǎo)體公司，它在市場上推出了 53 個(gè)品種的 C8051F 系列片上系統(tǒng)單片機(jī)。片上的參考電源校準(zhǔn)器支持 USB 總線電源操作；校準(zhǔn)器的 Bypass 模式支持 USB 內(nèi)部電源操作。 P011P002GND3D+4D5VDD6REGIN7VBUS8REST9R30(C2D)10P2711P2612P2513P2414P2315P2216P2117P2018P1719P1620P1521P1422P1323P1224P1125P1026P0727P0628P0529P0430P0331P0232 C8051F320 圖 26 C8051F320 引腳圖 C8051F320 封裝圖如圖 27 所示。通信速度通過特殊功能寄存器 USB0XCN 中的 SPEED 位選擇。這里我們設(shè)置 P10 、 P07 為模擬信號(hào)輸入端，其中 P07 為參考輸入端。 MCU 對緩沖區(qū)管理器發(fā)送來的 8 字節(jié)控制指令進(jìn)行解析，并將解析結(jié)果通知邏輯控制器。這種方法的頻率測量誤差來自于177。 VB 可以調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫（ DLL）內(nèi)的函數(shù)，這意味著 VB 可以直接調(diào)用為數(shù)眾多的 WINDOWSAPI 函數(shù)，這不僅大大的擴(kuò)充了程序設(shè)計(jì)的能力，而且使 VB 實(shí)現(xiàn)了原來只能由 VC 或 BC 才能實(shí)現(xiàn)的若干功能。軟件開始運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊采集按鈕開始測量，在系統(tǒng)測量結(jié)束后可按退出按鈕關(guān)閉數(shù)據(jù)采集程序界面，用戶可以選擇模擬通道放大倍數(shù)，測量時(shí)系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)反映出該測試用戶的脈搏數(shù)據(jù)，記錄按鈕功能鍵可以記錄最近 3 次的測量數(shù)據(jù)，以供測試用戶參考。圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，單位為 s，縱坐標(biāo)為電壓軸，單位為 V，脈搏波圖反應(yīng)了脈搏，如圖信號(hào)隨時(shí)間的變化規(guī)律。 對于信號(hào)的低頻干擾采用小波變換法進(jìn)行濾波，該方法濾波效果良好。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [l]朱顏 .中醫(yī)對高血壓癥的認(rèn)識(shí)和治療 .中華醫(yī)學(xué)雜志 ,1953,(8):605 [2]錢宗才 .“浮、中、沉”壓力標(biāo)定設(shè)計(jì)的中醫(yī)脈圖信號(hào)采集系統(tǒng) .第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào) ,1991,(6):411414 [3]梁中慶 ,阮曉聲 .光閘式撓動(dòng)脈搏傳感器的研制 .中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志 ,1996,13(1):5557 [4]閆述池 ,胡家寧 ,劉明巖等 .仿中醫(yī)脈象傳感器的研究與應(yīng)用 .中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志 ,1996,13(4):245247 [5]鄭行一 .多維脈象信息檢測 .醫(yī)療器械 ,1985,9(5):15 [6]陳先農(nóng) ,羅致誠 .一種區(qū)分檢測中醫(yī)脈學(xué)脈波信息的新方法 .中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào) ,1984,3(3):170175 [7]傅 驄 遠(yuǎn) .脈診浮、沉、虛、實(shí)的客觀指標(biāo)探討 .中西醫(yī)結(jié)合雜志 ,1990,(10):603605 [8]王強(qiáng) .脈診“舉、尋、按”三候客觀標(biāo)準(zhǔn)的初步研究 .中國醫(yī)藥學(xué)報(bào) .1993, (2):1518 [9]朱德增 .用超聲多普勒學(xué)流檢測技術(shù)研究脈象的探討 .上海中醫(yī)藥雜志 ,1987,4749 [10]唐金元 .血壓病寸口跌陽脈多普勒血流圖與辨證關(guān)系的研究遼寧中醫(yī)雜 ,1992,(6):13