【導(dǎo)讀】采集電路、放大濾波電路、控制電路及電源電路。其中數(shù)據(jù)采集部分采用的。軟件濾波程序設(shè)計(jì)等四部分組成。儀器的硬件、軟件各部分配合良好，測(cè)試。所得脈搏波形能夠正確反映人體脈搏的真實(shí)特征。該儀器同時(shí)具有使用、攜。帶方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明：本系統(tǒng)已達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。

　　

【正文】 指令進(jìn)行解析，得知是轉(zhuǎn)換量程的指令后，程序跳轉(zhuǎn)到量程轉(zhuǎn)換子程序，控制模擬開(kāi)關(guān) 各通道的轉(zhuǎn)換。 量程轉(zhuǎn)換中斷子程序流程圖如圖 32所示。 對(duì)于脈搏波形的計(jì)數(shù)，采用單片機(jī)為核心的計(jì)時(shí)法，計(jì)時(shí)法是對(duì)時(shí)鐘Φ計(jì)數(shù)，測(cè)出相鄰兩個(gè)脈搏脈沖信號(hào)間的時(shí)間間隔。 時(shí)鐘脈沖利用 C8051F320 內(nèi)部的時(shí)鐘。每來(lái)一個(gè)周期的脈搏脈沖，便啟動(dòng)計(jì)數(shù)中斷，從而測(cè)量并計(jì)算脈搏跳動(dòng)的頻率與次數(shù)。這種方法的頻率測(cè)量誤差來(lái)自于177。 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖，誤差小，適合于低頻場(chǎng)合，脈搏頻率的測(cè)量非淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 常適合采用這種方法。頻率測(cè)量如圖 32 所 示。 信號(hào)采集子程序流程圖如圖33 所示。 中 斷 入 口處 理 指 令跳 轉(zhuǎn) 量 程 轉(zhuǎn) 換 子 程序發(fā) 出 指 令 控 制 口 電 平是 否 轉(zhuǎn) 換 完 畢 ？關(guān) 閉 中 斷返 回YN 圖 32 量程轉(zhuǎn)換中斷程序流程圖 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) Visual Basic 簡(jiǎn)介 Visual Basic 是在世界范圍內(nèi)廣泛使用的一種強(qiáng)大的編程語(yǔ)言，它為 WINDOWS 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供了最迅速和便捷的方法。不論是 WINDOWS 應(yīng)用程序的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員還是初學(xué)者， Visual Basic 都為他們提供了一整套工具用來(lái)方便的開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。 VB 之所以受到廣大編程人員及用戶(hù)的喜愛(ài)，除了 VB簡(jiǎn) 單易學(xué)，不用對(duì) WINDOWS 復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制有所了解，同時(shí)， VB 功能強(qiáng)大，完全勝任專(zhuān)業(yè) WINDOWS 程序的開(kāi)發(fā)。其良好的擴(kuò)展性主要表現(xiàn)在： VB 除了可以直接使用自定義控件和第三方提供的控件，還可以在其他語(yǔ)言環(huán)境（如Borland C++， Visual ++）中根據(jù)需要制作自己的控件。 VB 可以調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（ 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(lái)只能由 VC 或 BC 才能實(shí)現(xiàn)的若干功能。目前 Visual Basic 軟件 開(kāi)發(fā)團(tuán)體是世界上第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19 最大的軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)體，它為全世界數(shù)千種工具和控件開(kāi)發(fā)商所支持。因此選擇 Visu 脈搏 脈沖時(shí)鐘 Φ 。 信 號(hào) 采 集子 程 序 入 口初 始 化設(shè) 置 2MHz時(shí) 鐘 信 號(hào)開(kāi) 定 時(shí) 器 0計(jì) 數(shù) 器 1是 否 處 于 檢 測(cè) ？關(guān) 定 時(shí) 器 0， 計(jì) 數(shù)器 1返 回定 時(shí) 60sNY上 升 沿 觸 發(fā)計(jì) 數(shù) 器 +1 圖 33信號(hào)采集子程序流程圖 圖 34 頻率測(cè)量 來(lái)自信號(hào)處理電路的脈沖電平輸入單片機(jī) C8051F320 的 引腳，單片機(jī)設(shè)為正跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖上升沿到達(dá)時(shí)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷T 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 并進(jìn)行計(jì)時(shí)， 來(lái)一個(gè)脈沖脈搏次數(shù)就加一 ；定時(shí)器中斷 主要完成一分鐘的定時(shí)功能。 單片機(jī)對(duì)一分鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進(jìn)行累加，通過(guò) USB 串口通訊把測(cè)量結(jié)果送到上位機(jī)數(shù)據(jù)采集界面顯示出來(lái)。 al Basic 開(kāi)發(fā)工具具有很大的優(yōu)勢(shì)[22]。 Visual Basic 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，具有編程簡(jiǎn)潔、程序集成度高的特點(diǎn)，可以充分利用其界面設(shè)計(jì)工具，迅速完成各種功能的圖形界面設(shè)計(jì)，得到美觀清楚的界面；它能充分利用系統(tǒng)的資源，有利于對(duì)大量數(shù)據(jù)、圖像進(jìn)行處理；可以充分利用其面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，也可由操作系統(tǒng)和其它應(yīng)用程序的消息觸發(fā)（應(yīng)用程序的運(yùn)算結(jié)果，參數(shù)調(diào)用等），甚至由應(yīng)用程序本身的消息觸發(fā)（自身收 /發(fā)信息以及執(zhí)行自身程序產(chǎn)生的參數(shù)變化等）。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采 集程序用 VB 語(yǔ)言編寫(xiě)，完成數(shù)據(jù)傳輸、脈搏顯示、數(shù)據(jù)管理等功能。軟件開(kāi)始運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊采集按鈕開(kāi)始測(cè)量，在系統(tǒng)測(cè)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(hù)可以選擇模擬通道放大倍數(shù)，測(cè)量時(shí)系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)反映出該測(cè)試用戶(hù)的脈搏數(shù)據(jù)，記錄按鈕功能鍵可以記錄最近 3 次的測(cè)量數(shù)據(jù)，以供測(cè)試用戶(hù)參考。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面如圖 35 所示。 圖 35 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面 本章小結(jié) 本章對(duì)脈搏檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹。軟件的設(shè)計(jì)包括MCU 固件程序、 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、數(shù)據(jù)管理程序及軟件濾波程序。 MCU 用的是具有 CIP51 內(nèi)核的 C8051F320，在這里采用 Cygnal 公司的 IDE 軟件和單片機(jī)仿真器進(jìn)行軟件和硬件仿真調(diào)試。 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序采用 Cygnal 公司的 C8051F 通用驅(qū)功程序做模板，在源程序的基礎(chǔ)上做一些改動(dòng)即成為該 USB 設(shè)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 備的驅(qū)動(dòng)程序。數(shù)據(jù)管理程序用 來(lái)編譯調(diào)試。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 第 四 章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 23 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 儀器經(jīng)調(diào)試后，先后測(cè)量了三十人的脈搏，由于篇幅所限，現(xiàn)僅給出如下五人的脈搏波圖， 如圖 4 4 4 4 45所示 。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。 圖 41 同學(xué)甲脈搏波圖 圖 42 同學(xué)乙脈搏波圖 圖 43 同學(xué)丙脈搏波圖 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 圖 44 同學(xué)丁脈搏波圖 圖 45 同學(xué)戊脈搏波圖 通過(guò)如上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得出如下結(jié)論： （ 1）脈搏波圖為規(guī)律的周期信號(hào)，各測(cè)試者的脈搏周期大小各有差異。 （ 2）在每個(gè)脈搏周期內(nèi)，脈圖都由上升 支和下降支組成，它們形成一個(gè)大的波峰，這就是我們通常說(shuō)的主波，在下降支上我們可以看一個(gè)小的波峰，這是我們通常說(shuō)的重搏波。 (3）各脈搏波的主波峰高和波形均各有特點(diǎn)，它反映了不同人所具有不同的心血管及血流特征。 (4）所測(cè)得各脈搏波圖重復(fù)性好，脈搏曲線光滑，無(wú)毛刺，效果較好。 第 五 章 總結(jié)與展望 25 第五章 總結(jié)與展望 本論文從硬件和軟件兩個(gè)方面介紹了脈搏檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)，并給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明該儀器達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求 ，測(cè)試所得脈搏波形能夠正確反映人體脈搏的真實(shí)特征 。 在硬件設(shè)計(jì)中采用了高集成度的 C8051F320主控制器芯片，設(shè)備與主機(jī)通過(guò) USB接口進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)采集界面采用 VB編寫(xiě)， 完成數(shù)據(jù)傳輸、脈搏顯示、參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)管理等功能。 對(duì)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。 整個(gè)硬件電路密封在指夾內(nèi)，儀器具有體積小、使用攜帶方便，性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。 由于時(shí)間關(guān)系，本課題的脈搏檢測(cè)儀在硬件和軟件設(shè)計(jì)方面都可以采取更加高級(jí)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)儀器的改進(jìn)思想概括如下： (1)目前的硬件電路多采用低集成度器件的設(shè)計(jì) ， 今后可以開(kāi)發(fā)高集成度新技術(shù)的系統(tǒng)以進(jìn)一步縮小體積、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、提高穩(wěn)定性和處 理速度 。 (2) 加強(qiáng)軟件功能，改善軟件用戶(hù)界面，引入數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)病患的信息，利用網(wǎng)絡(luò)將脈搏數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，成為遠(yuǎn)程醫(yī)療的一部分。 (3) 目前對(duì)脈 搏波的分析工作僅僅是簡(jiǎn)單的借用了第三方的脈搏分析軟件，作者對(duì)脈搏分析的理論研究還不夠透徹。今后的工作可以參照醫(yī)學(xué)原理，對(duì)頻域脈搏波作進(jìn)一步的分析，從而達(dá)到智能識(shí)別脈搏波所代表病征的目的，最終形成輔助專(zhuān)家系統(tǒng) 致 謝 26 致 謝 在論文完成之際，我首先要向我的導(dǎo)師楊金紅老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 楊金紅老師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)、求實(shí)的工作作風(fēng)給我留下深 刻的印象，我將終生難忘。再一次向她表示衷心的感謝，感謝她為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無(wú)私幫助 ! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向楊老師致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無(wú)限欣慰。為此，我向熱心幫助過(guò)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(píng)閱論文和參加答辯的各位專(zhuān)家、教授 ! 參考文獻(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [l]朱顏 .中醫(yī)對(duì)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(qián)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(guó)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 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