便携式人体脉搏信号检测系统设计报告.docx

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1、综合实训报告2014—2015学年第1学期实训名称：便携式人体脉搏信号检测系统设计指导教师：学院：电气工程及其自动化学院班级：姓名：学号：2014年10月17日便携式人体脉搏信号检测系统设计一．综合实训的主要内容设计一种人体脉搏信号检测系统，使得系统能够采集人体脉搏信号，并对信号进行处理，分析每分钟脉搏次数及其他生理指标。人体脉搏信号检测系统能够通过USB端口与PC机通讯，并在PC机上对采集数据进行处理，并显示每分钟脉搏跳动的次数和脉搏波形。二．硬件方案设计HK-2000B脉搏传感器：HK-2000B集成化脉搏传感器将

2、力敏组件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。具有灵敏度高、抗干扰能力强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。压电式原理采集信号，能够输出完整的脉搏波电压信号。它的输出是和脉压对应的0~1.0v脉动模拟电压信号。AD/DA转换器PCF8951：8位AD/DA转换器。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bitCMOS数据获取器件。它具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0,A1和A2可用于硬件地址编程

3、，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I2C总线的最大速率决定。STC89C52单片机：与51指令兼容。通用型，有总线扩展和较强的位处理功能，其全双工异步串行通信口，所以具有串口通讯功能。作为数据采集和传输的控制器。RS232转USB芯片PL2303：PL2303是Pr

4、olific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步串行通信装置与USB功能接口便利联接的解决方案。该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换。三．软件编程（1）结构框图满足综合实训的内容要求，选择的硬件等，人体的脉搏经过HK-2000B脉搏传感器测量得到脉搏的模拟信号，由电路中的放大及滤波电路放大和滤波之后，再由A/D转换电路转换成数字信号，经过LabVIEW，最后在Lab

5、VIEW的前面板显示，设计结构框图如图1所示。脉压变式放大及滤A/D转单片机接串行通搏→传感器→波电路→换电路→口电路→信程序↑↓A/D转换脉搏波←LabVIEW驱动程序形显示编程图1系统结构框图（2）程序流程图：满足综合实训的内容要求，选择的硬件等，由程序框图可得，主程序中：先定时初始化和串口波特率初始化，接着判断，最后通过I2C总线协议读取PCF8591的数据，由串口发送读取的数据；中断服务子程序：先重装定时初值，t0_num的判断，与主程序共同执行，其中在PCF8591中的程序流程是：启动IIC总线--停止IIC

6、总线--应答IIC总线--非应答IIC总线--发送一个字节--读入一个字节并返回。设计程序流程图如图2所示。主程序开始定时初始化串口波特率及初始化NFlag_time=1?Y通过I2C总线协议读取PCF8591的数据串口发送读取的数据中断服务子程序重装定时初值t0_num++t0_num≧1?NYFlag_time=1t0_num=0返回主程序Flag_time=0图2程序流程图（3）主要功能的程序实现：利用KeiluVision4来编写和编译代码KeiluVision4的图标如图3所示图3KeiluVision4

7、编写AT89C52设计数据采集和数据传输的控制程序/*---------------读取AD模数转换的值，有返回值------------*/unsignedcharReadADC(unsignedcharChl){unsignedcharData;Start();//写入芯片地址Send(AddWr);Ack();Send(0x40

8、Chl);//写入选择的通道，本程序只用单端输入，差分部分需要自行添加//Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道Ack();Start();Send(AddRd);//读入地

9、址Ack();Data=Read();//读数据Scl=0;NoAck();Stop();returnData;//返回值}数据采集：调用ADtemp=ReadADC(0);//采集数据传输：SBUF=ADtemp;//传输利用STC_ISP_V480来烧写目标代码STC_ISP_V480的图标如图4所示图4STC_ISP_V48