基于51單片機(jī)的脈搏心率測量儀-參考論文

1、基于基于51單片機(jī)的脈搏測量儀單片機(jī)的脈搏測量儀摘要摘要：脈搏心率測量儀在我們的日常生活中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。為了提高脈搏心率測量儀的簡便性和精確度，本課題設(shè)計(jì)了一種基于51單片機(jī)的脈搏心率測量儀。系統(tǒng)以STC89C51單片機(jī)為核心，以紅外反射式傳感器ST188為檢測原件，并利用單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器來計(jì)算時(shí)間，由紅外反射式傳感器ST188感應(yīng)產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)通過對脈沖累加得到脈搏心率跳動(dòng)次數(shù)，時(shí)間由定時(shí)器定時(shí)而得。系統(tǒng)運(yùn)行中能顯示

2、脈搏心率次數(shù)和時(shí)間，系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，能夠顯示總的脈搏心率次數(shù)和時(shí)間。經(jīng)測試，系統(tǒng)工作正常，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：脈搏心率測量儀；STC89C51單片機(jī)；紅外反射式傳感器一脈搏心率測量儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脈搏心率測量儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脈搏心率測量儀的設(shè)計(jì)，必須是通過采集人體脈搏心率變化引起的一些生物信號，然后把生物信號轉(zhuǎn)化為物理信號，使得這些變化的物理信號能夠表達(dá)人體的脈搏心率變化，最后要得出每分鐘的脈搏心率次數(shù)，就需要通過相應(yīng)的硬件電路及芯片來處

3、理物理變化并存儲(chǔ)脈搏心率次數(shù)。在硬件設(shè)計(jì)中一般的物理信號就是電壓變化。1.1光電脈搏心率測量儀的結(jié)構(gòu)光電脈搏心率測量儀的結(jié)構(gòu)光電脈搏心率測量儀是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測脈搏心率跳動(dòng)的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號，用電子儀表進(jìn)行測量和顯示的裝置。本系統(tǒng)的組成包括光電傳感器、信號處理、單片機(jī)電路、數(shù)碼管顯示電路、電源等部分。1光電傳感器即將非電量(紅外光)轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它由紅外發(fā)射二極管和紅外接收三極管組成，它可以將接收

4、到的紅外光按一定的函數(shù)關(guān)系(通常是線性關(guān)系)轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量(如電壓、電流或頻率等)輸出。濾波、整形后輸出，輸出的脈沖信號作為單片機(jī)的外部中斷信號。單片機(jī)電路對輸入的脈沖信號進(jìn)行計(jì)算處理后把結(jié)果送到四位一體數(shù)碼管顯示。二.硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)2.1信號采集電路信號采集電路圖3.3是脈搏心率信號的采集電路，U2是紅外發(fā)射和接收裝置，由于紅外發(fā)射二極管中的電流越大，發(fā)射角度越小，產(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大，所以對R10阻值的選取要求較高。R10

5、選擇470Ω同時(shí)也是基于紅外接收三極管感應(yīng)紅外光靈敏度考慮的。R21過大，通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小，紅外接收三極管無法區(qū)別有脈搏心率和無脈搏心率時(shí)的信號。反之，R21過小，通過的電流偏大，紅外接收三極管也不能準(zhǔn)確地辨別有脈搏心率和無脈搏心率時(shí)的信號。當(dāng)手指離開傳感器或檢測到較強(qiáng)的干擾光線時(shí)，輸入端的直流電壓會(huì)出現(xiàn)很大變化，為了使它不致泄露到LM358輸入端而造成錯(cuò)誤指示，用C4耦合電容把它隔斷[10]。當(dāng)手指處于測量位置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)二

6、種情況：一是無脈期。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(huì)造成輸出電壓略低。二是有脈期。當(dāng)有跳動(dòng)的脈搏心率時(shí)，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。但該傳感器輸出信號的頻率很低，如當(dāng)脈搏心率只有為50次分鐘時(shí)，只有0.78Hz，200次分鐘時(shí)也只有3.33Hz，因此信號首先經(jīng)耦合電容C4耦合，再由R5、C5濾波以濾除高頻干擾后，加到線性放大輸入端。2.2信號信號放大放