畢業(yè)設(shè)計(jì)人體脈搏測量儀設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-29 15:02本頁面
【正文】 在沒有漏失脈沖時(shí)，電容C3的充電值始終達(dá)不到uc =2/3Ucc，則輸出端將一直維持高電平。但是，當(dāng)有漏失脈沖時(shí)，電容C3的充電時(shí)間加長，可使電容C3充電值達(dá)到2/3 Ucc，于是電路由暫態(tài)返回穩(wěn)態(tài)，輸出端變?yōu)榈碗娖?。在下一個(gè)觸發(fā)脈沖下降沿到達(dá)時(shí)，輸出端又變?yōu)楦唠娖剑Y(jié)果在漏失脈沖狀態(tài)下，輸出端產(chǎn)生一負(fù)脈沖，它可作為有漏失脈沖的標(biāo)志信號(hào)?，F(xiàn)在結(jié)合圖336所示電路和圖337的工作波形圖進(jìn)行說明，如圖338所示。圖338漏失脈沖檢出電路波形 假設(shè)單穩(wěn)態(tài)電路開始時(shí)“。一1，本來電容C3應(yīng)通過電阻R18被電源電壓Ucc充電，但由于此時(shí)CP為低電平，三極管V4飽和導(dǎo)通，則C3兩端電壓uc將近似為0。只有在tl時(shí)刻后，由于CP為高電平，三極管V4截止，電容C3才開始充電，甜。：將近似線性增加。當(dāng)?shù)竭_(dá)t2時(shí)刻，電容C3充電電壓尚未達(dá)到2Ucc/3，而觸發(fā)脈沖CP的下降沿出現(xiàn)。在此后的tz～t3期間，電容C3很快放電（因三極管V4導(dǎo)通），這樣輸出電壓“。仍保持原來的高電平。在t3時(shí)刻C3又充電，未充到2Ucc／3時(shí)，CP又產(chǎn)生下降沿（t4時(shí)刻，C3很快放電。t5時(shí)刻，C3被充電，但由于在z?！闷陂g有觸發(fā)脈沖漏失，這樣C3充電時(shí)間加長，在t6時(shí)刻可使電容C3充電至2Ua:/3，使輸出端“。變?yōu)榈碗娖?，C3則通過LM555J內(nèi)部的開關(guān)管迅速放電。t7時(shí)刻有觸發(fā)脈沖下降沿出現(xiàn)，從而使“?；靥粮唠娖??？梢娪新┦}沖時(shí)，輸出端“。就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，它就是檢出漏失脈沖的標(biāo)志信號(hào)。兩個(gè)與非門組成RS愈發(fā)器，用來記憶漏失脈沖的狀態(tài)。這樣，當(dāng)有漏失脈沖（脈搏停跳1次）時(shí)，甜。出現(xiàn)負(fù)脈沖，通過RS觸發(fā)器使發(fā)光二極管V5陰極為低電平，于是V5被點(diǎn)亮，以告知測試者。注意為了能檢出漏失脈沖，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度Tw (Tw=)，使其稍大于輸入脈沖（脈搏電信號(hào)）的周期。由于正常人的,跳速度為60～120次/min，～1 s， RC (0. 5～1)s，電容C的取值范圍為幾百皮法到幾十微法，而電阻R應(yīng)該采用電位器，以便于調(diào)整。 4 脈搏測試儀的總體電路 由以上各單元電路可組合出脈搏計(jì)的總體電路，如圖339所示，電源采用9V疊層干電池或使用穩(wěn)壓電源。 元器件選擇 本電路主要由數(shù)字電路構(gòu)成，元器件主要是一些通用集成電路，只要按照電路中使用的型號(hào)選擇即可。為了使數(shù)字集成電路工作穩(wěn)定，在每塊集成電路的電源與地之間加上一只電源濾波電容器，電源濾波電容器選用0. 01 pF高頻獨(dú)石電容器。本電路所用到的元器件明細(xì)見表37。表37 脈搏計(jì)元器件明細(xì)表圖339脈搏計(jì)的總體電路圖注意在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，電源濾波電容器C9～C12一定要緊貼集成電路的電源引腳布局，這樣才能使電源濾波電容器起到去除干擾的作用。如果電源濾波電容器離集成電路的電源端很遠(yuǎn)，則電源濾波電容器不能起到任何去除干擾作用。人體脈搏測試儀的安裝，如圖341所示為該電路的印制電路板裝配圖。圖341脈搏計(jì)印制電路板裝配圖 2．將各元器件檢查無誤后，進(jìn)行成形處理。誓囂注意元器件成形處理要根據(jù)印制電路板上的元件封裝來確定。本印制電路板上所有的固定電阻器、電容器和集成電路均采用表面貼封裝，故不需要進(jìn)行成形處理，僅三極管V’VVV4需要做成形處理，采用立式安裝。， 3．先用萬用表測量印制電路板上電源連接器XSI的電源端與接地端之間的阻值，它們之間應(yīng)該呈現(xiàn)一定的阻值，如果萬用表顯示為O，則表明印制電路板本身存在短路，此印制電路板不能安裝元器件，必須先把短路問題解決掉。 4．按照脈搏計(jì)印制電路板的裝配圖，將元器件安裝在印制電路板的正確位置上，檢查元器件安裝位置不能錯(cuò)、有極性的元器件極性不能插反，元器件不能漏裝。注意元器件安裝要有順序，應(yīng)遵循先低后高、先輕后重、先易后難的原刪。本電路的安裝順序?yàn)椋弘娮杵饕患呻娐芬浑娙萜饕贿B接器一按鈕開關(guān)一發(fā)光二極管。 5．焊接。焊接時(shí)要注意焊接的溫度和時(shí)間，焊接溫度一般設(shè)置在300℃左右，每個(gè)焊點(diǎn)的焊接時(shí)間為3～5 s。 6．檢驗(yàn)。焊接結(jié)束后，要按照IPCA6IOD標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，特別要注意假焊、虛焊、漏焊等問題。5 測試方案和測試結(jié)果。 測試方案系統(tǒng)整體功能實(shí)現(xiàn)后，就要對其進(jìn)行測試。設(shè)計(jì)使用一個(gè)夾子，將傳感器夾在人的手腕處，這樣能夠減少因此身體抖動(dòng)而產(chǎn)生的干擾。 模擬測試結(jié)果首先，使用信號(hào)源輸入與脈搏信號(hào)相仿的信號(hào)，來測試整個(gè)系統(tǒng)的工作情況。我們設(shè)定輸入信號(hào)幅度為5mv，則模擬測試結(jié)果如下表所示。 模擬測試結(jié)果表頻率（HZ）理論值實(shí)際值誤差30300%160600%90900%1081080%21201200%31801800%1921920%4240可見，在3HZ以前，系統(tǒng)的測試結(jié)果非常準(zhǔn)確，但是在之后，由于濾波器的作用，結(jié)果無法顯示。由此可以得知，系統(tǒng)的測頻和濾波作用都實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。 實(shí)際測試結(jié)果。單片機(jī)上電后會(huì)首先對液晶進(jìn)行初始化，然后直到檢測完脈搏，才會(huì)出現(xiàn)顯示內(nèi)容。因此需要大概幾秒的時(shí)間。我們選擇了三位同學(xué)來測試本系統(tǒng)，其結(jié)果記錄在下面的表中。其實(shí)際值由統(tǒng)計(jì)一分鐘脈搏數(shù)得出。其測試結(jié)果如下表所示。 實(shí)際測試結(jié)果記錄表項(xiàng)目次數(shù)測試結(jié)果實(shí)際值誤差測試者一第一次7278%第二次71%第三次82%第四次77%測試者二第一次7568%第二次73%第三次66%第四次65%測試者三第一次7872%第二次76%第三次75%第四次720%由上表可以看出，由于傳感器的粗糙，在測量時(shí)，仍然存在著較大的誤差，個(gè)別值的誤差還比較大，不過結(jié)合模擬測試結(jié)果，可以看出，本設(shè)計(jì)基本上實(shí)現(xiàn)了對脈搏的測量。同時(shí)也知道，該設(shè)計(jì)仍有很多的不足之處，需要進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。6 結(jié)束語參考文獻(xiàn)[1] 黃冰 覃偉年 黃知超:微機(jī)原理及應(yīng)用[M]..[2] 閻石: 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第5版), 北京，高等教育出版社,2006.[3] 康華光:電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）[M]. .[4] 湯山俊夫: 數(shù)字電路設(shè)計(jì), 北京，科學(xué)出版社，2006.[5] 王保華：生物醫(yī)學(xué)測量與儀器(第2版)，上海，復(fù)旦大學(xué)出版社， 2009.[6] 康華光:單片機(jī)典型外圍器件及應(yīng)用實(shí)例[M]. .[7] 馬忠梅:單片機(jī)的C語音應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]. .[8] 張建民:傳感器與檢測技術(shù)[M]. .[9] 趙茂泰:智能儀器原理及應(yīng)用[M]. .[10] 強(qiáng)錫富:傳感器[M]. .[11] 傳感器原理及工程應(yīng)用(第3版)[M].[12] （美）Mark :電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化基礎(chǔ)[M]..[13] Kara Sadik Kemaloglu Semra Kribras Samil:Lowcost pact ECG with graphic LCD and phonocardiogram system Med . Jun.[14] Ozawa Yukio Kasamaki Yuji:Transmission and nontransimission portable ECG in home care .附 錄附錄1 原理圖附圖1 原理圖附錄2 PCB圖附圖2 PC
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