单片机心率计设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com医学院学报1995年6月第2922000l995卯一；单片机心率计的设计坚772-2·关键调垡：兰兰口一退该计鲫研跏在科研实验中常常需蛋心率变化过程的准确指1．1R波提取窗口电路标．通常采用定时积分对比法、心动周期计算法。上R波提取窗口电路原理框田见圈2．R渡掘取连第一种方法统计麻蠼．不拖反映瞬时心率变化；第窗口电路的特点是设有2十(上、下)f1槛电平，调节二种方法较直接、准确。但目前市鲁产品抗干扰能力上、下门槛电平使R波尖峰落入两电平之间(窗口差。匿此率文舟绍一种以8031单片机为主体．具有内)，即可提取出与R波同步的脉冲信号．图3为

2、窗R渡提取窗口电路．采用软件自动计算心动周期变口电路原理图。用示波器从监视输出口可观察到上化的心率计．整机结构原理框图如图l所示述选择过程．而位于宙口外的模拟信号均不输出Ⅲ。田此心电信号经前置放大器的高、低频滤波后再由窗口电路提取出的R坡触发脉冲，可排除低额干扰、工频干扰及刺激动物所审入的高频干扰等。由窗口电路输出的脉冲经。555单豫电路展宽后一路送LED发光二授管作R渡输出监视．另一路经电平转换电路转换后送单片机系统，一八一一坤一闰l整机结构原理框图脉冲回■出1硬件设计硬件包括R波提取窗口电路、单片机表统电圆路、LED显示电路、D／A输出电路、音响夏电源电路围2回R苗波提取窗口电路

3、原理框囝等福建置学院生理学教研室‘{甍州350004)维普资讯http://www.cqvip.com第2期白玉山等单片机心率计的设计201围4单片机系瓤再理图12单片机系统电路2软件设计以8031CPU为核心．一片74LS373作地址锁存器厦一片EPROM2716作程序存储器．组成一十心电频率属低频范围，故采用周期测量法．其测罱小单片机系统。系统中I／O分配如下：8031的P量原理是将8031中的TO工作于定时，T1工作于外1．O—P1．5口为显示辅出口}P1．6、P17为工作状中断．这样每当输^脉冲下降柑刊来时．T1产生中态选择口{P24为D／A的片选线}P3．O、P32及断请求

4、．CPU响应此中断后，立即停止TO定时+读P3．3分剐为仪器的音响辅出口、定标输人口及R取其定时值．即心动周期时间。随后定时器清0”，重波输人口。图4为系统原理圈新启动，开始下一个周期的定时。。1．3LED显示电路软件由3部分组成：主程序、外部中斯程序，定心率显示设为3位数．采用动态显示方式用3时中断程序。十七段LED显示块作为数字显示器l一片2．1主程序LS47BCD译码及驱动器为-LED的段选}一片包括系统韧始化、显示值变换与显示扫描辅出LS139译玛器及一片LS125驱动器作LED的位选工作等系统初始化：RAM区数据设定，定时器韧CPU的P1．0-P1．3为段选数据口，P1．4

5、-p15始化T0设定于定时方式1(16位计数)、TO、T1外为位选数据口中断口设为负跳变触发方式标志为工作／停止、平1．4D／A输出电路均／~png、定标等。主程序在循环中等待中断处理。主数模转换处理由一片0832及二十运算放大器程序流程框图见围5。2．2外部中断程序组成0832与CPU闻，采用单缓冲器方式接口，与TO外中断程序为定标输出程序设置定标标前一运放A1共同掏成D／AI禽出F后一运放A2为志．程序选定标值显示口及D／A输出．井设置TO为可变增益放大器．把D／A辅出信号加以放大．以保定标输出定时器T1外中斯程序为心率计算程序：证记录仪对辅^信号的要求。程序采用外中断作为每次测

6、量心动周期的同步信1．5音响与电源电路号．以启动TO定时器，因而程序中取得的定时值为由单片机P3．o口输出的心动音响信号，经三上次心动周期时间．测量设有即时与平均计算二种楹管放大后推动音响器．作为心电的信号的监听器。方式。平均计算3十心动周期作一次统计输出。程本机选用蜂鸣器为音响器。机内共需4组直流电源：序流程框图见图6士5V、士9V。士5V分别提供给窗口电路、系统电2．3定时中断程序路、显示电路I士9V供给D／A辅出电路中的运算当定标辅出时阐达到时产生定时中断，中断程放大器使用电路稳压均使用三端集成稳压块78、序将完成清除定标值的输出及心动周期改数的标79系列，其中+5V电源电浇较

7、大，需加散热片．或志，井允许T1外中断，为重新计算心率作准备。最分阿路输出．后程序中断返回。维普资讯http://www.cqvip.com医1995年6月第2922020lleVo1．29No一,2l9953实验应用率机应用于科研实验中具有较高的精确度和抗干扰能力-能满足实验的要求，取得了良好的实验结果。．’图7为1倒实验结果．太鼠静脉注射苯肾上腺索(腿／kg)，可提升平均动脉压(MAP)，降低心率’(HR)-MAP的变化量(△MAP)为4．8kPa，H