基于51單片機(jī)人體脈搏測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-在線瀏覽
2025-08-10 15:40本頁面
【正文】 時(shí)的生活中進(jìn)行預(yù)防。 脈搏測(cè)量?jī)x的研究現(xiàn)狀在日新月異的醫(yī)療學(xué)中，檢測(cè)脈搏跳動(dòng)，來獲得患者的身體健康狀態(tài)的電子科技醫(yī)療器件是越來越多了。在研究脈搏系統(tǒng)期間，對(duì)許多已經(jīng)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)上的脈搏儀器進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)上有許多較高的效率，而且比較精確的測(cè)量產(chǎn)品，在仔細(xì)調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)其中的許多儀器都存在部分不足，所以就沒有把其設(shè)計(jì)的路線和解決其中問題的設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到大范圍的電子產(chǎn)品生產(chǎn)方面去，也就沒有大規(guī)模的應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中去。有的醫(yī)療測(cè)量?jī)x器需要比較嚴(yán)格的檢測(cè)環(huán)境，才能檢測(cè)出人體的脈搏信號(hào)，如此要求嚴(yán)格的測(cè)量環(huán)境，根本不能在平常的消費(fèi)者當(dāng)中所處的條件里準(zhǔn)確測(cè)量。根據(jù)走訪調(diào)查，了解到現(xiàn)如今還有許多經(jīng)濟(jì)比較落后的地方都是采取聽診來進(jìn)行測(cè)量的，沒有相對(duì)比較便宜且準(zhǔn)確的儀器所代替。2005年09月劉文等設(shè)計(jì)了利用51系列單片機(jī)開發(fā)指脈采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的脈搏數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能[2]。2011年10月將為等設(shè)計(jì)了基于32位CMOS單片機(jī)的人體脈搏波形測(cè)量?jī)x，實(shí)現(xiàn)了在LCD上直接顯示出脈搏波形，該體系基本達(dá)到了儀器的測(cè)量精度，而且系統(tǒng)的響應(yīng)速度方面得到了提升了[3]，系統(tǒng)有良好準(zhǔn)確度，使用便捷，耗材低。 研究的主要內(nèi)容 2 脈搏測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)方案在脈搏測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)中，信號(hào)的采集和獲取是關(guān)鍵。動(dòng)脈信號(hào)極弱，振幅非常有限，難于進(jìn)行采集和獲取。脈搏信號(hào)的頻率是很低的，正常人每分鐘的脈搏跳動(dòng)次數(shù)在60到100之間，平均在70次左右。采用紅外傳感器進(jìn)行對(duì)脈搏信號(hào)的采集，光電系統(tǒng)通常是指能夠敏感到紫外光至紅外光的光能量，并將這個(gè)光能量變換成電信號(hào)的器件。光電式檢測(cè)信號(hào)是使用紅外傳感器測(cè)試出血脈中流動(dòng)時(shí)對(duì)光的透過率、反射率不同，就將收到的信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。選擇STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)的的可靠性可以得到提升，而且簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，從而使系統(tǒng)耗材減少。LCD具有的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)特性，對(duì)信息的顯示效果也是非常好的，而且控制方面也比較簡(jiǎn)便使用等等。按鍵功能由4個(gè)按鍵開關(guān)組成，用于對(duì)單片機(jī)的復(fù)位，設(shè)置上下限，數(shù)值加，數(shù)值減。硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖21所示。硬件電路如圖31所示。圖32 STC89C52RC引腳圖 電源引腳：40引腳為VCC引腳，連接5V的電源，20引腳為GND引腳，必須接地。 輸入/輸出端口：如圖32，40引腳的下一個(gè)是第39引腳，是P0的起始引腳，直到第32腳這8個(gè)腳是P0；1引腳到8引腳為P1；21到28引腳為P2；10引腳到17引腳為P3；39引腳、1引腳、21引腳、10引腳就是4個(gè)Port的開始引腳，因此把這四個(gè)引腳稱為輸入/輸出端口。P3口：①可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備；②作為第二功能使用。 復(fù)位引腳：所有的微處理都需要復(fù)位的動(dòng)作，復(fù)位引腳是9引腳，接高電平超過2個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。 存儲(chǔ)器引腳：31引腳是存取外部存儲(chǔ)器使能引腳，設(shè)計(jì)中只使用內(nèi)部存儲(chǔ)器，因此就把使能引腳直接接到電源正極[5]。 信號(hào)采集與處理模塊設(shè)計(jì) ST188紅外光電傳感器 信號(hào)采集用的是反射式紅外光電傳感器，由紅外發(fā)光二極管和紅外光敏三極管構(gòu)成。電路圖如圖33所示。LM358P的引腳結(jié)構(gòu)如圖34所示。血管中的血液流動(dòng)平滑時(shí)，發(fā)射出去的光經(jīng)過反射，接收管收到的發(fā)射光沒有幅度上的大變化，采集電路就沒有信號(hào)輸出；當(dāng)血管受壓血液不流動(dòng)時(shí)，傳感器也無輸出信號(hào)；只有當(dāng)血管受到了壓力的作用時(shí)，血管里面的血液就會(huì)根據(jù)壓力的作用產(chǎn)生斷續(xù)，反射光也跟著之產(chǎn)生改變，就會(huì)讓接收管電流發(fā)生變化，因此傳感器就會(huì)輸出脈搏信號(hào)。脈搏采集電路如圖35所示。R9為反饋電阻，運(yùn)放電路中選第二級(jí)作為滯回電壓比較器，處于開環(huán)狀態(tài)，電壓增益很大，目的是進(jìn)一步提高電路的抗干擾能力，而且還在LM358P的輸出端XL連接一個(gè)作為系統(tǒng)工作狀態(tài)的發(fā)光二極管。圖36 信號(hào)處理電路 顯示模塊LCD1602是因?yàn)樵陲@示屏要顯示的數(shù)據(jù)是16X2,就是可以顯示出兩行數(shù)據(jù)，上下兩行都可以顯示16個(gè)字符和數(shù)字，LCD1602顯示模塊有標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口。；第15腳與第16腳，空腳或背燈電源，15腳背光正極就接VCC，16腳背光負(fù)極就接地。圖37 LCD顯示電路 鍵盤電路模塊因?yàn)镮/O口足夠用，鍵盤設(shè)計(jì)采用線性鍵盤，三個(gè)引腳通過按鍵接地，有程序控制掃描。鍵盤電路如圖38所示。振蕩電路是由兩個(gè)30pF的電容和一個(gè)12MHz的晶振組成，單片機(jī)系統(tǒng)的工作周期通過計(jì)算是1us。如果在測(cè)量時(shí)手指離開過傳感器，那么就需要進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位電路如圖310所示。有時(shí)候會(huì)因?yàn)楦蓴_導(dǎo)致蜂鳴器長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警，加一個(gè)開關(guān)進(jìn)行控制。如圖311所示。STC89C52RC的工作電壓在5V電壓下,電源電路圖如圖312所示。系統(tǒng)上電后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，LCD顯示并打開定時(shí)器，進(jìn)入循環(huán)，開始掃描按鍵程序，再顯示出來，再次掃描按鍵程序，結(jié)束程序。 圖41 主程序流程圖主程序：void main() //主函數(shù){ InitLcd()。 lcd_1602_word(0x80,16,Pulse Rate: )。 TR1=1。 //將按鍵使能變量清零，等待下次按鍵按下
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