基于單片機(jī)的智能脈搏測試儀設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-21 00:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。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。光電式脈搏傳感器按照光的接收方式可分為透射式和反射式2種。其中透射式的發(fā)射光源與光敏接收器件的距離相等并且對稱布置，接收的是透射光，這種方法可較好地反映出心律的時間關(guān)系。因此本系統(tǒng)采用了指套式的透射型光電傳感器, 實現(xiàn)了光電隔離,減少了對后級模擬電路的干擾。 透射式光電傳感器 光電傳感器檢測原理檢測原理是: 隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變。當(dāng)血液送到人體組織時，組織的半透明度減小，當(dāng)血液流回心臟，組織半透明度則增大；這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。因此本設(shè)計將紅外發(fā)光二極管產(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。由于手指動脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的反射和衰減也是周期性脈動的, 于是紅外接收三極管輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。故只要把此電信號轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形、計數(shù)和顯示，即可實時的測出脈搏的次數(shù)。,U3是紅外發(fā)射和接收裝置,由于紅外發(fā)射二極管中的電流越大,發(fā)射角度越小,產(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大,所以對R21阻值的選取要求較高。R21選擇270Ω同時也是基于紅外接收三極管感應(yīng)紅外光靈敏度考慮的。R21過大,通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小,紅外接收三極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時的信號。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的信號。當(dāng)手指離開傳感器或檢測到較強(qiáng)的干擾光線時，輸入端的直流電壓會出現(xiàn)很大變化,為了使它不致泄露到輸入端而造成錯誤指示，用CC9串聯(lián)組成的雙極性耦合電容把它隔斷。但該傳感器輸出信號的頻率很低，如當(dāng)脈搏只有為50次/分鐘時，200次/，因此信號首先經(jīng)R2C10濾波以濾除高頻干擾，再由耦合電容CC9加到線性放大輸入端。 信號采集電路由于光電傳感器所輸出的信號波源強(qiáng)度比較弱，且為類似于正弦波波形，所以對信號進(jìn)行放大整形處理，使其以較強(qiáng)方波形式輸出。 脈搏仿真信號正弦波 放大整形電路 放大整形電路。 脈搏信號對比，本部分運用了ATMEL公司的89C51單片機(jī)作為核心元件，在這里運用單片機(jī)能更快更準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，而且可以根據(jù)實際情況進(jìn)行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。，單片機(jī)設(shè)為下降沿中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖下降沿到達(dá)時觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷并進(jìn)行計數(shù)，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一；定時器中斷主要完成十秒鐘的定時功能。單片機(jī)對十秒鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進(jìn)行累加并進(jìn)行計算得出所測人一分鐘的脈搏次數(shù)，通過P0、P2口把測量過程和結(jié)果送到數(shù)碼管顯示出來。 單片機(jī)處理電路 顯示電路 LED 的使用由于靜態(tài)顯示占用資源較多，而動態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點亮每位顯示器（稱為掃描），即每個數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個數(shù)碼管公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對位選選中的數(shù)碼管有效。對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。通過調(diào)整電流和時間參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。故LED動態(tài)顯示更加適合本設(shè)計，所以就采用此方法。 數(shù)碼管顯示電路 脈搏測量儀電路原理圖 電路原理圖4軟件系統(tǒng) 主程序流程系統(tǒng)主程序控制單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運行, 它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序主要完成對單片機(jī)內(nèi)專用寄存器、定時器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。系統(tǒng)
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