基于单片机的智能脉搏测试仪设计

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1、基于单片机的智能脉搏测试仪设计摘要脉搏测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏测量仪。系统以AT89C51单片机为核心，利用光电传感器采集信号，通过硬件电路整形放大后，实现单片机对脉搏的累加计数。系统运行中能显示脉搏次数，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数。经测试，系统工作正常，能准确达到设计要求。关键词：脉搏计数AT89C51单片机光电传感器AbstractPulsemeasuringinstrumenthasbeenwidelyusedinourdailylife.Inordertoincreaseits

2、simplicityandaccuracy,thissubjectdesignsonesystembasedonsingle-chipmicrocomputer.ThesystemtakestheAT89C51microcontrollerasthecore,usestheopticalsensortocollectsignals.Aftershapingandenlargingbyhardwarecircuits,themicrocontrollercanmakethepulseaccumulatedcounting.Thesystemcandisplaythetimeofthepulse

3、duringoperation.Itcanalsoshowthetotalnumberwhenitstops.Aftertesting,thesystemworkswellandmeetsthedesignrequirementsaccurately.Keywords：PulsecountingAT89C51single-chipmicrocomputerPhotoelectricsensor1概述1.1选题的背景和意义脉搏携带有丰富的人体健康状况的信息，医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1

4、分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。为了提高脉搏测量的精确与速度，多种脉搏测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。1.2应用现状目前脉搏测量仪在多个领域被广泛应用，除了应用于医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等，商业应用也不断拓展，如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏测量仪。2脉搏测量系统结构2.1光电脉搏测量仪的结构组成光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本

5、系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。（1）光电传感器即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。（2）信号处理即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、整形等)。（3）单片机电路即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括AT89C51、外部晶振、外部中断等）。（4）数码显示即把单片机计算得出的结果用8位LED数码管显示，便于直接准确无误的读出数据。（5）电源即向光电传感器、信号

6、处理、单片机供电的电源，可以是5V的交流或直流的稳压电源。2.2工作原理本设计采用单片机AT89C51为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。脉搏测量仪硬件框图如下图2.2所示：外部中断信号光电传感器低通放大器比较和整形单片机AT89C51数码显示电路外部晶振图2.2脉搏测量仪的工作原理当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单

7、片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。2.3光电脉搏测量仪的特点与传统的脉搏测量仪相比，光电式脉搏测量仪具有以下特点：（1）测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，通常在体外。（2）传感器可重复使用且速度快，精度高。（3）测试的适用电压为5V的直流电压。（4）稳定性好、磨损小、寿命长、维修方便。（5）由于结构简单，因此体积小、重量轻、性价比优越。3硬件系统3.1单