【正文】 號產(chǎn)生電路應(yīng)產(chǎn)生一個定時(1 min)方波脈沖的控制信號，使計數(shù)器在定時脈沖寬度固定的時間內(nèi)對脈搏電脈沖進行計數(shù)。由于VCC=5V，所以，當(dāng)輸入電壓大于2/3VCC，電路就可以輸出高電平，然后一直持續(xù)到1/3VCC，電路開始輸出低電平。 在這里選取R14 =22 k?．R15=220k?。為所選門電路的高電平輸出電流最大允許值。R15≥(UOHUTH) /IOHmax 式中，UOH為門電路的輸出高電平(UOH≈VDD)；UTH為門電路的閾值電壓(UTH一VDD/2)。 D4C和D4D門通過正反饋構(gòu)成施密特觸發(fā)器使用施密特觸發(fā)器后。D4C和D4D門通過正反饋構(gòu)成施密特觸發(fā)器，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，因此選用555芯片來完成該項任務(wù)。只要使用一個施密特觸發(fā)器，就可以實現(xiàn)對于信號的整流作用。這里有兩個方案可以選擇。 由門電路構(gòu)成的放大電路具有功耗小、穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點，缺點是輸出阻抗高和上限頻率較低。 當(dāng)R15選定后，即可確定電阻R14的阻值，由于這里的施密特觸發(fā)器主要用來對輸入電壓進行整形，以提高抗干擾能力，通?？砂碦14一(0. 01～)Ris的關(guān)系來選取電阻R14的阻值。 IOHma。D4C和D4D門通過正反饋構(gòu)成施密特觸發(fā)器，電阻比值R14 /R15影響其回差值，一般先確定電阻R15，可根據(jù)公式求得R15的值。由非門構(gòu)成的放大電路，其放大倍數(shù)約為20倍，且一般是不可調(diào)的。一般R1R17的阻值應(yīng)比非門的輸出電阻RO大兩個數(shù)量級(非門R。 放大電路圖 其中非門D4A和D4B構(gòu)成兩級放大器，為了使D4A和D4C兩個非門處于傳輸特性的線性區(qū)，應(yīng)適當(dāng)選取反饋電阻R1R17的阻值。放大與電路是整個系統(tǒng)設(shè)計的重點,脈搏測量儀要求在脈搏信號頻率范圍內(nèi)，不失真的放大所采集的微弱信號,這要求所用的放大器必須具有低噪聲,低漂移,低失調(diào)參數(shù),高共模抑制比,高輸入阻抗,線形度小等特點。同時完成放大工作后還需對信號進行整形，這里運用施密特觸發(fā)器，完成整形功能。肌電干擾可能會導(dǎo)致放大器的靜態(tài)工作點偏移，甚至使放大器達到飽和，所以第一級放大器的放大倍數(shù)不能太高。門電路的轉(zhuǎn)換特性如圖329所示，如果使它工作在線性區(qū)，它就有電壓放大能力。如美國AD公司的專用放大器AD6系列，其具有輸入阻抗高和輸出阻抗低以及調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)方便等優(yōu)點，微伏級的信號一般采用調(diào)制、解調(diào)方式作前級放大，就是一個乘法器一（類似于收音機的解調(diào)電路）。信號調(diào)理電路包括對信號的放大和整形部分。 壓電陶瓷片輸出電壓測試表壓力(N)輸出電壓(mV) 由于只需要4mv5mv左右的電壓輸出，就可以實現(xiàn)設(shè)計要求。 壓電陶瓷片的符號及外觀由于壓電陶瓷片的資料比較少，為了確定使用該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)本次設(shè)計的目的，先要對其進行實驗，來確定它的輸出電壓是否符合要求。外部壓力作用于銅片時，壓電陶瓷就可以感受壓力而產(chǎn)生電信號，并最終通過鍍銀層將該信號輸出。考慮到種種情況，結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計要求以及經(jīng)費的考慮，最終選擇壓電式陶瓷片。集成式:優(yōu)點:集成度高,包含了濾波,放大電路,可以直接輸出信號,便于操作,有效的減少了各種干擾。缺點：直接與人體相接觸，容易因為人體肌肉的顫動等而產(chǎn)生干擾。缺點：外部光源的變化對測量結(jié)果的影響較大； 需要購買專門的醫(yī)用光電傳感器，價格較貴且不易購買； 對這樣的器件接觸很少，對其進行調(diào)試時可能會出現(xiàn)較大困難。缺點是價格非常昂貴，一般均在五百元以上，就本次設(shè)計來說，考慮到經(jīng)費以及鍛煉自己的目的，不選擇使用該型傳感器。接收的是血液漫反射回來的光，此信號可以精確地測得血管內(nèi)容積變化。采用反射式的紅外管。采用紅外對管。指端血管的容積和透光度隨心搏改變時，將使光電三極管極管收到不同的光強，并由此產(chǎn)生的光電流均隨之作相應(yīng)變化。光電式傳感器血液是高度不透明的液體，光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍，據(jù)此特點，采用光電效應(yīng)手指脈搏傳感器來拾取脈搏信號。目前市場上有一種采用新型高分子壓電材料聚偏氟乙烯研制的壓電傳感器,其靈敏度高,頻帶范圍好,結(jié)構(gòu)簡單,便于使用。當(dāng)選用電極傳感器時,需要3個電極分別置于左右手和左腿,構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)。這種傳感器采用接扣與敏感區(qū)分離的方法,能明顯的減少由于人體運動產(chǎn)生的干擾。 該單元要將脈搏跳動的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，因此需要使用傳感器來實現(xiàn)。 系統(tǒng)總體框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計，包括五個部分組成。單片機單元通過計時器求出一次脈搏的時間，并進而得出脈搏數(shù)，然后將該數(shù)據(jù)送到顯示單元進行顯示。信號調(diào)理單元主要包括信號的低通濾波，以及實現(xiàn)信號的放大，經(jīng)過信號調(diào)理單元，幾毫伏的脈搏信號的電壓被放大為4V5V左右。系統(tǒng)由六個部分組成：輸入單元電路，信號放大與整形電路，時基產(chǎn)生電路，主門電路，計數(shù)顯示器，邏輯控制電路。為了使脈搏計輕巧而且便宜，這里準(zhǔn)備采用第一種方案。 這兩種方案均采用頻率測量的基本原理來實現(xiàn)。 定脈沖數(shù)產(chǎn)生電路：產(chǎn)生定時脈沖數(shù)信號，如3000個脈沖送入可預(yù)置8位計數(shù)器輸入端。門控電路：控制基準(zhǔn)脈沖信號進入8位二進制計數(shù)器。此方案的傳感器，放大與整形電路，譯碼顯示電路與方案一完全一樣，其余部分的功能敘述如下：六進制計數(shù)器：檢測6個脈搏信號，產(chǎn)生5個脈沖周期的門控信號。方案二：測量脈搏計跳動固定次數(shù)（例如5次，10次）所需的時間，然后換算為每分鐘的脈搏次數(shù)，脈搏計方案二電路框圖如圖所示?？刂齐娐罚罕ＷC在基準(zhǔn)時間控制下，將放大整形后的脈沖信號送到計數(shù)譯碼顯示電路。放大與整形電路：將傳感器的微弱信號放大，整形除去雜散信號，獲得標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)脈沖。用這種方案測量的誤差為+/2次/min，測量時間越短，誤差也就越大。要滿足上述脈搏計功能的要求，可以實現(xiàn)的方案有很多，現(xiàn)提出兩種不同的方案。要求在很短的時間（若干秒）內(nèi)測量出放大的電信號頻率值。因此，脈搏計時用來測量低頻信號的裝置，根據(jù)任務(wù)要求可知，要把人體的脈搏（振動）信號裝換成點信號，這就需要借助于傳感器。所以放大器應(yīng)選用低漂移，高輸入阻抗并且具有高共模抑制比的集成運放電路。另外，溫度變化會造成零點漂移，漂移現(xiàn)象限制了放大器的輸入范圍，使得微弱的緩變信號無法被放大。脈搏信號放大器運行過程中的噪聲主要表現(xiàn)為電子線路的固有熱噪聲和散粒噪聲，這些都屬于白噪聲，其幅值為正態(tài)分布?！?。由于呼吸引起的基線漂移和ECG幅度變化呼吸引起的基線漂移可以看成是一個以呼吸的頻率加入ECG信號的竇性成分（正弦曲線），這個正弦成分的幅度和頻率是變化的。選擇放大器時需要從增益、頻率響應(yīng)，輸入阻抗，共模抑制比，噪聲，漂移等幾個方面加以綜合考慮。2次/分鐘；(3) 、正常成年人的脈搏數(shù)為60～80次/min，老年人為100～150次/min，如果出現(xiàn)心律不齊，要有所指示。1 設(shè)計任務(wù)及要求 設(shè)計任務(wù)本課題要求利用傳感器對人體脈搏信號進行采集，設(shè)計相應(yīng)的信號調(diào)理電路，然后利用通過對脈搏信號進行測量，來進行實時顯示測量結(jié)果。心臟跳動頻率通常用每分鐘心臟跳動的次數(shù)來表示。這樣的脈搏測量系統(tǒng)性能良好，結(jié)構(gòu)簡單，性價比高，輸出顯示穩(wěn)定，比較適應(yīng)大眾化，適合家庭進行自我檢查以及醫(yī)院護士進行每日的臨床記錄。本設(shè)計所使用的系統(tǒng)利用壓電陶瓷片將脈博轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理后利用AD放大器進行放大和整形，在短時間內(nèi)，測量出人體一分鐘的脈搏數(shù)，并將心率進行實時顯示，便于攜帶。心臟跳動頻率通常用每分鐘心臟跳動的次數(shù)來表示。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀必然可以實現(xiàn)更多的功能。數(shù)字信號處理的運用將使干擾更小，測量更為準(zhǔn)確。(2) 數(shù)字化技術(shù)等