脉搏测量器设计说明书

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1、）就目录第1章绪论3第1.1节课题背景3第1.2节脉搏测量原理3第1.3节设计任务5第1.4节设计的意义5第2章无线传输方案选择6第2.1节系统设计62.2.1方案172.2.2方案28第2.2节方案讨论9第3章脉搏测量原理10第3.1节脉搏信号的拾取10第3.2节信号的放大12第3.3节波形整形15第4章温度测量及声光报警原理16第4.1节数字温度传感器DS18B20介绍164.1.1DS18B20的主要特性164.1.2DS18B20工作原理174.1.3DS18B20的4个主要的数据部件：174.1.4高速暂存存储器204.1.5DS1

2、8B20的应用电路224.1.6DS1820使用中注意事项24第4.2节声光报警电路2566）第5章主要开发工具27第5.1节工具介绍275.1.1Protus软件介绍275.1.2Protues提供的资源285.1.3基于Protues的软件仿真29第5.2节Altiumdesigner6.9原理图与电路板制作30第六章主要器件介绍33第6.1节编码和解码芯片33第6.2节单片机AT89C51366.2.1AT89C51的特点366.2.2AT89C51的功能描述376.2.3AT89C51引脚功能386.2.4操作方法40第6.3节LCD

3、1602A显示器416.3.11602A引脚说明416.3.21602A指令表426.3.3基本操作时序42参考文献44附录45完整程序4566）第1章绪论第1.1节课题背景现代社会，随着人们生活水平的不断提高，生活方式、饮食结构的不断改变，高血压、冠心病、动脉硬化等心血管疾病已成为常见病和多发病。据统计，目前我国城市人口中每5个成年人中就有1个不同程度的患有心血管方面的疾病，由此而致的心肌梗塞、脑中风、猝死等恶性后果时有发生，而且发病率逐年提高，发病年龄也呈下降趋势。中国每年有100多万人死于脑猝中，并且有更多的人致残。在心血管疾病的初期，

4、虽然患者还没有自觉症状，但血压、血流、血管阻力、血管弹性和血液黏性等一系列心血管、血流参数却已经发生了变化，并首先反应在脉搏波的波形变化中因此通过对脉搏波的采集分析，可以将心血管疾病潜在的危险及早诊断出来，为心血管疾病的预防和治疗争取宝贵时间。第1.2节脉搏测量原理血液是一种高度不透明的液体。近红外单色光在一般组织中的穿透性比在血液中大几十倍。皮肤内的血液容积在心脏作用下呈波动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多，而心脏舒张时则外周血容量减小。血容积搏动使组织中血液透光率随之变化，当光源和光敏元件置于被测部位(如手指)的同一侧(或两侧)，光源发

5、出的光照射在组织上，经反射(或透射)后被光敏元件接收，光敏元件将脉动的光强度信号转变为脉动的电信号。在检测系统中将变化量与直流量相互分离，从而得到光电容积脉搏波。在本设计采用IR333型红外发射二极管作为光源，BPW83型红外接收二极管作为光电转换器件，两种二极管的峰值波长都在900nm66）附近，在指夹中，红外发射二极管和红外接收二极管并排摆放由于光电传感器拾取的脉搏信号十分微弱，仅为毫伏量级，所以要求前置放大电路满足下述要求:(1)高输入阻抗。光电信号是不稳定的内阻变化的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，必须提高放大器输入阻抗，所以要求

6、放大器具有高的输入阻抗。(2)低噪声、低漂移。可以减小信号源的影响，增强信号的拾取能力，使输出稳定。AD620是一种仅需在其引脚跨接一个电阻就能调节放大倍数的低功耗、高精度仪表放大器，其放大倍数调节范围为1～1000倍。它的电源范围宽(±2.3V～±18V)，体积小，功耗低，因而经常使用在低电压、低功耗的应用场合。AD620的外围电路十分简单。只需在1脚与8脚之间外接电阻RG，其放大增益为G=49.4kΩRG+1。本系统选择RG为500Ω，即前置放大增益约为100。通常脉搏信号的频率范围在0.05～20Hz，因此通过低通滤波器可以有效滤除50

7、Hz工频干扰及其他的高频噪声干扰。滤波部分采用有源二阶低通滤波器，设置截止频率为30Hz。经过计算取R3=R4=20kΩ，C3=C4=0.1μF。集成运放采用LM324四运放集成芯片。后级放大采用典型的同相放大电路，放大增益为1+R8R7=6。经过前后两级放大，脉搏信号约被放大了600倍。脉搏测量属于检测有无脉搏的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。这二种测量方式各有优缺点，指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可

8、能会使测量灵敏度下降；耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。66）第1