【正文】 外部信號拉低時會輸出一個電流。 ②作為第二功能使用。 光電傳感器的結(jié)構(gòu)及原理近年來，光電檢測技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中發(fā)展很快，這主要是由于光能避開強烈的電磁干擾，具有很高的絕緣性，且可非侵入地檢測病人各種癥狀信息。傳感器由紅外發(fā)光二級管和紅外接收三極管組成。紅外接收三極管在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13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。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。透射式光電傳感器結(jié)構(gòu)如圖 所示。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。反之，R21 過小，通過的電流偏大，紅外接收三極管也不能準確地辨別有脈搏和無脈搏時的信號。雖然手指遮擋了紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光，但是由于紅外接收三極管中存在暗電流，會造成輸出電壓略低。當有跳動的脈搏時，血脈使手指透光性變差，紅外接收三極管中的暗電流減小，輸出電壓上升。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14VCU3Optoislar1R27056KufGND圖 信號采集電路 信號放大電路本設(shè)計采用的放大器是LM324。由于LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。按人體脈搏在運動后跳動次數(shù)達 200次/分鐘的計算來設(shè)計低通放大器，放大電路如圖 所示。 M4ALn黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15圖 放大電路根據(jù)一階有源濾波電路的傳遞函數(shù)，可得： ()coiOwsAVsA??1)(放大倍數(shù)為： ()?截止頻率為： ()??按人體的脈搏跳動為 200 次/分鐘時的頻率是 Hz 考慮，低頻特性是令人滿意的。 波形整形電路波形整形電路如圖 所示，U2A 是一個電壓比較器，C1R29 構(gòu)成一個微分器，U1A 和 CR32 組成單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其脈寬由 CR32 決定。0INTn58ULGD圖 整形電路 單片機處理電路單片機處理電路如圖 所示，本部分運用了 ATMEL 公司的 89S52 單片機作為核心元件，在這里運用單片機能更快更準確地對數(shù)據(jù)進行運算，而且可以根據(jù)實際情況進行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。本設(shè)計采用自激蕩方式，使內(nèi)部振蕩器按照石英晶振的頻率振蕩產(chǎn)生時鐘信號。如圖 中振蕩電路所示。時鐘電路工作后，在 REST 管腳上usM1)(???加兩個機器周期（12 個晶振周期）以上的高電平，芯片內(nèi)部開始進行初始復(fù)位。單片機對一分鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進行累加，通過 P0、 P2 口把測量過程和結(jié)果送到數(shù)碼管顯示出來。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17R123456708Q9VCabcdefgpW圖 顯示電路本設(shè)計的顯示采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描來顯示。對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。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。本設(shè)計采用的 LED 是兩個 3 位的共陽極 LED 數(shù)碼管組成 8位顯示，其中 0、1 兩位顯示測量中的時間，4 兩位顯示測量中的脈搏次數(shù)，7 兩位用來顯示上次測量的數(shù)據(jù)。 報警電路根據(jù)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，人體脈搏正常在 60 到 120 之間，當數(shù)碼管所顯示的示數(shù)大于 120 或小于 60 時，蜂鳴器響應(yīng)報警；示數(shù)小于 120 時大于 60 時，蜂鳴器不響。報警電路如圖 所示。在這里給出了整體的硬件電路設(shè)計思路，并且對電路的各個部分進行分析與解釋。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19第 4 章 軟件系統(tǒng)硬件電路設(shè)計完成以后，系統(tǒng)的主要功能將依賴于系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)。 主程序流程。把黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20一個多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設(shè)計和調(diào)試，有利于程序的優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。各程序模塊都要完成一個明確的任務(wù)，實現(xiàn)某個具體的功能，在具體需要時調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進行初始化。系統(tǒng)初始化之后,進行定時器中斷、外部中斷、顯示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序。保存脈搏數(shù)繼續(xù)計時YYY到 1 S ?到 6 0 S ?處于檢測 ？返回NN按鍵檢測定時器初值設(shè)定 圖 定時器中斷程序流程定時器中斷服務(wù)程序由一分鐘計時、按鍵檢測、有無測試信號判斷等部分組成。同時可以對按鍵進行檢測，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21只要復(fù)位測試值就可以重新開始測試。 INT 中斷程序流程INT 中斷程序流程如圖 所示。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當處于測量狀態(tài)的時候，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一，由單片機內(nèi)部定時器控制一分鐘，累加得出一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。定時器中斷 0 進入處于檢測 ？脈搏數(shù) + 1等待按鍵按下返回NY圖 INT 中斷程序流程 顯示程序流程在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，為了便于人們觀察和監(jiān)視單片機的運行情況，常常需要用顯示器顯示運行的中間結(jié)果、狀態(tài)等信息，因此顯示器也是不可缺少的外部設(shè)備之一。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。單片機的P0口控制顯示字型， P2口控制顯示字。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的脈搏次數(shù)，經(jīng)過10ms的延時后再顯示測試中的脈搏次數(shù)，再經(jīng)過10ms 的延時顯示測試中的時間。單片機的P0口控制顯示字型，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22P2口控制顯示字。當 管腳為高電平時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電路形成回路，發(fā)出聲音；當 管腳為低電平時，三極管截止，這樣蜂鳴器中無法形成電流回路，蜂鳴器不出聲。根據(jù)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，人體脈搏正常在 60 到 120 之間，當數(shù)碼管所顯示的示數(shù)大于 120 或小于 60 時，蜂鳴器響應(yīng)報警；示數(shù)大于 120 時小于 60 時，蜂鳴器不響。蜂鳴器報警流程如圖 所示。軟件應(yīng)用系統(tǒng)的程序由包含多個模塊的主程序和各種子程序組成。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24結(jié)束語本設(shè)計主要是單片機在脈搏測試系統(tǒng)中的應(yīng)用。而且本設(shè)計所設(shè)計的便攜式心率測試儀還有報警功能，在脈搏次數(shù)超出設(shè)定值時報警電路會驅(qū)動蜂鳴器鳴叫。本次所設(shè)計的測量儀系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具有實際意義。然而科技的進步勢必會使測量儀的功能日益強大和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U大，將會給我們的生活帶來更多的方便和精彩。通過此次的設(shè)計，使我知道了無論做什么事都應(yīng)該事先做好充分的準備，不應(yīng)該盲目的只為了完成任務(wù)而被動的學(xué)習(xí)；通過此次的設(shè)計，使我了解了脈搏測量儀在國內(nèi)外發(fā)展之迅速、應(yīng)用領(lǐng)域之廣、市場前景之大；通過此次的設(shè)計，使我對硬件設(shè)計和各模塊的功能有了更深的了解，同時提高了動手能力；通過次次的設(shè)計，使我體會到堅持不懈的毅力對完成一件事情起著巨大的作用。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26參考文獻[1]程詠梅，夏雅琴，[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程，2022，9（5）：120123.[2]劉文，唐輝，[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2022，2（9）：2223.[3]歐陽俊， BL410 的指端脈搏波采集系統(tǒng)應(yīng)用研究 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謝本設(shè)計是在李靜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。李靜老師認真的教學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，以及對學(xué)生無微不至的關(guān)愛，都深深地感染和激勵著我。感謝劉鑫磊、王亮以及我寢室的同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計期間，和我共同探討，提出很多寶貴意見和建議。在此還要感謝測控 081 班的全體同學(xué)，在短暫的大學(xué)四年生活中，我們彼此間建立了深厚的友誼，祝愿我們大家庭中的每一位成員事業(yè)有成，一帆風(fēng)順。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29附 錄附錄 A 整體硬件電路圖 GNDVCR10kSWPB+黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 30附錄 B 程序脈搏測量儀的信號采集、處理、顯示的程序include define uint8