基于單片機(jī)的心率設(shè)計(jì)說明

1、 PAGE35 / NUMPAGES40 寧波理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目心率監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名園園學(xué) 號(hào)3070431071專業(yè)班級(jí)07通信工程3班指導(dǎo)教師應(yīng)蓓華分 院信息工程與工程分院完成日期2011年6月1日摘要心率是指單位時(shí)間心臟跳動(dòng)的次數(shù),一般指每分鐘的心跳次數(shù),是臨床常規(guī)檢查的生理指標(biāo)。心率監(jiān)測系統(tǒng)在我們的日常生活中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)上，通過測量人的心率，便可初步判斷人的健康狀況。本課題設(shè)計(jì)完成了一個(gè)基于51單片機(jī)的心率監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，以紅外發(fā)光二極管和光敏三極管為傳感器，利用單片機(jī)系統(tǒng)部定時(shí)器來計(jì)算時(shí)間，由光敏三極管感應(yīng)心跳脈沖，單片

2、機(jī)通過脈沖累加得到心臟跳動(dòng)次數(shù)，在數(shù)碼管上顯示心跳次數(shù)和時(shí)間。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了心率的實(shí)時(shí)監(jiān)測與顯示、定時(shí)測量以與報(bào)警提醒等功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)工作正常，測量靈敏度高，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能。關(guān)鍵詞：心率監(jiān)測；AT89C51單片機(jī)；光電傳感器AbstractHeart rate generally refers to the number of heart beats per minute. It is one of the physiological indexes in clinical routine examination. The heart rate monitoring system has

3、 been widely used in our daily life. In medicine, it can preliminarily determine the health status by measuring heart rate. This paperproposesa new system based on a single-chip microcomputer and two sensors ofan infrared light emitting diode and a photo transistor. The sensorsdetect heart beating a

4、nd the single-chip microcomputer gets the frequency by accumulating the times of heart beating. The time is obtained by the inner timer of the single-chip microcomputer. This system can not only display the heart rate, the test time online, but alsogive alarming as a reminding when the heart rate is

5、 not normal. The test result shows that the system works well with high sensitivity and short delay. It has realized the functions of design.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音字典Keywords: Hearting rate monitoring；AT89C51 single-chip microcomputer；Photoelectric sensor目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296018353摘要 PAGERE

6、F _Toc296018353 h IHYPERLINK l _Toc296018354Abstract PAGEREF _Toc296018354 h IIHYPERLINK l _Toc296018355第1章概述 PAGEREF _Toc296018355 h 1HYPERLINK l _Toc2960183561.1選題的背景和意義 PAGEREF _Toc296018356 h 1HYPERLINK l _Toc2960183571.2心率監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用 PAGEREF _Toc296018357 h 2HYPERLINK l _Toc296018358第2章心率監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7、PAGEREF _Toc296018358 h 3HYPERLINK l _Toc2960183592.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc296018359 h 3HYPERLINK l _Toc2960183602.2工作原理 PAGEREF _Toc296018360 h 3HYPERLINK l _Toc296018361第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc296018361 h 5HYPERLINK l _Toc2960183623.1控制器 PAGEREF _Toc296018362 h 5HYPERLINK l _Toc2960183633.1.1AT89C51 簡介 P

8、AGEREF _Toc296018363 h 5HYPERLINK l _Toc2960183643.1.2AT89C51 的特點(diǎn) PAGEREF _Toc296018364 h 5HYPERLINK l _Toc2960183653.1.3AT89C51 的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc296018365 h 5HYPERLINK l _Toc2960183663.2心率信號(hào)取樣 PAGEREF _Toc296018366 h 7HYPERLINK l _Toc2960183673.2.1光電傳感器的原理 PAGEREF _Toc296018367 h 7HYPERLINK l _Toc29

9、60183683.2.2光電傳感器的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc296018368 h 8HYPERLINK l _Toc2960183693.2.3光電傳感器檢測原理 PAGEREF _Toc296018369 h 8HYPERLINK l _Toc2960183703.2.4信號(hào)取樣電路 PAGEREF _Toc296018370 h 9HYPERLINK l _Toc2960183713.3信號(hào)放大電路 PAGEREF _Toc296018371 h 10HYPERLINK l _Toc2960183723.3.1LM324放大器 PAGEREF _Toc296018372 h 10H

10、YPERLINK l _Toc2960183733.3.2低通放大電路 PAGEREF _Toc296018373 h 10HYPERLINK l _Toc2960183743.4波形整形電路 PAGEREF _Toc296018374 h 12HYPERLINK l _Toc2960183753.5單片機(jī)控制電路 PAGEREF _Toc296018375 h 14HYPERLINK l _Toc2960183763.6LED顯示電路 PAGEREF _Toc296018376 h 14HYPERLINK l _Toc2960183773.6.1LED的結(jié)構(gòu)與工作原理 PAGEREF _To

11、c296018377 h 15HYPERLINK l _Toc2960183783.6.2LED數(shù)碼管的顯示方式 PAGEREF _Toc296018378 h 16HYPERLINK l _Toc2960183793.7報(bào)警電路 PAGEREF _Toc296018379 h 16HYPERLINK l _Toc2960183803.8硬件系統(tǒng)原理 PAGEREF _Toc296018380 h 17HYPERLINK l _Toc296018381第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc296018381 h 18HYPERLINK l _Toc2960183824.1主程序流程 PA

12、GEREF _Toc296018382 h 18HYPERLINK l _Toc2960183834.2中斷程序流程 PAGEREF _Toc296018383 h 18HYPERLINK l _Toc2960183844.3顯示程序流程 PAGEREF _Toc296018384 h 19HYPERLINK l _Toc296018385第5章系統(tǒng)干擾分析與處理措施 PAGEREF _Toc296018385 h 20HYPERLINK l _Toc2960183865.1干擾分析 PAGEREF _Toc296018386 h 20HYPERLINK l _Toc2960183875.1.

13、1環(huán)境光干擾與處理措施 PAGEREF _Toc296018387 h 20HYPERLINK l _Toc2960183885.1.2電磁干擾與處理措施 PAGEREF _Toc296018388 h 20HYPERLINK l _Toc2960183895.1.3測量過程中運(yùn)動(dòng)噪聲干擾與處理措施 PAGEREF _Toc296018389 h 21HYPERLINK l _Toc296018390第6章系統(tǒng)測試結(jié)果 PAGEREF _Toc296018390 h 22HYPERLINK l _Toc2960183916.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc296018391 h 22HYP

14、ERLINK l _Toc2960183926.2系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc296018392 h 24HYPERLINK l _Toc2960183936.3誤差分析 PAGEREF _Toc296018393 h 24HYPERLINK l _Toc296018394第7章總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc296018394 h 25HYPERLINK l _Toc296018395參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc296018395 h 26HYPERLINK l _Toc296018396附錄 PAGEREF _Toc296018396 h 28HYPERLINK l _To

15、c296018397致 PAGEREF _Toc296018397 h 34概述選題的背景和意義心率(Heart Rate)是用來描述心跳周期的專業(yè)術(shù)語，是指心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù), 它不僅是反映心臟功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志，也是反映人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的生理指標(biāo)。心率攜帶有豐富的人體健康狀況信息。自我國最早的脈學(xué)專著脈經(jīng)問世以來，脈學(xué)理論得到不斷發(fā)展和提高。在中醫(yī)四診(望、聞、問、切)中，脈診具有非常重要的位置。它是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中最具特色的一項(xiàng)診斷方法，歷史悠久，容豐富，是中醫(yī)“整體觀念”、“辨證論證”基本精神的體現(xiàn)與應(yīng)用。脈診作為“綠色無創(chuàng)”診斷的手法，得到了中外人士的關(guān)注。但由于中醫(yī)是靠手指獲取心率信息

16、，雖然脈診具有簡便、無創(chuàng)、無痛的特點(diǎn)易為患者接受，然而在長期的醫(yī)療實(shí)踐中也暴露出一些缺陷1。進(jìn)入21世紀(jì)以來，科技不斷的發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越多，系統(tǒng)的價(jià)格越來越便宜；產(chǎn)品的科技含量比例也越來越大，性能越來越可靠。人們?nèi)粘５纳a(chǎn)、生活都在慢慢走向高度自動(dòng)化和智能化。醫(yī)院的護(hù)士每天都要給住院的病人把脈記錄病人每分鐘心跳數(shù)，方法是用聽診器放在胸口處，根據(jù)心臟的跳動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)。為了節(jié)省時(shí)間，一般不會(huì)作1分鐘的測量，通常是測量10秒的心跳數(shù)，再把結(jié)果乘以6得到每分鐘的心跳數(shù)，這樣做還是比較費(fèi)時(shí)，而且精度也不高。為了提高心率測量的精確性與速度，多種心率監(jiān)測儀被運(yùn)用到醫(yī)學(xué)上來，從而開辟了一條全新的醫(yī)學(xué)診斷方法

17、。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提高，健康已成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)和追求的目標(biāo)。參加鍛煉無疑是保持健康的最佳方法，但很多人急于求成，往往適得其反，達(dá)不到鍛煉的效果，甚至可能對(duì)身體造成一定程度的傷害。目前市場上單純的跑步計(jì)步器不能同時(shí)監(jiān)測人體生理參數(shù)并實(shí)時(shí)顯示，反饋給鍛煉者。心率監(jiān)測儀是一種可對(duì)跑步者跑步等各種身體運(yùn)動(dòng)心率參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的儀器，并能將實(shí)時(shí)監(jiān)測的心率參數(shù)顯示出來。目前心率監(jiān)測儀2在多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，除了應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如無創(chuàng)心血管功能檢測、妊高癥檢測、中醫(yī)脈象、脈率檢測等等，商業(yè)應(yīng)用也不斷拓展，如運(yùn)動(dòng)、健身器材中的心率測試都用到了技術(shù)先進(jìn)的心率監(jiān)控儀。心率監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與

18、應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，心率監(jiān)測技術(shù)也越來越先進(jìn)，對(duì)心率的測量精度也越來越高，國外先后研制了不同類型的心率監(jiān)測系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于對(duì)心率傳感器的研究。起初用于體育測量的心率測試儀主要集中在對(duì)接觸式傳感器的研究，利用此類傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優(yōu)缺點(diǎn)。指脈測量比較方便、簡單，但因?yàn)槭种干虾瓜佥^多，指夾常年使用，污漬會(huì)使測量靈敏度下降；耳脈測量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，易維護(hù)，但耳脈較弱，尤其是當(dāng)季節(jié)變化時(shí)，所測信號(hào)易受環(huán)境溫度影響，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確3。過去在醫(yī)院臨床監(jiān)護(hù)和中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護(hù)儀器，如便攜式電子血壓計(jì)，可以完成心率的測量，但是這種便攜式電子血壓計(jì)利用微型氣泵

19、加壓橡膠氣囊，每次測量都需要一個(gè)加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程造成不適、心率檢測的精確度低等缺點(diǎn)。近年來國外致力于開發(fā)無創(chuàng)非接觸式傳感器，這類傳感器的重要特征是測量探測部分不侵入機(jī)體，不會(huì)造成機(jī)體創(chuàng)傷，能夠自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差，測量精度高，通常在體表間接測量人體的生理和生化參數(shù)。人體心室周期性的收縮和舒引起主動(dòng)脈的收縮和舒，是血壓以波的形式從主動(dòng)脈根部開始沿著整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)傳播，這種波成為心率波4。從心率波中提取人體的病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來都受到了中外醫(yī)學(xué)界的重視。心率波所呈現(xiàn)出的形態(tài)(波形)、強(qiáng)度(波幅)、速率(波速)和節(jié)律(周期)等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人

20、體心血管系統(tǒng)中許多病理的血流特征，因此對(duì)心率波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景5。但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻弱信號(hào)，心率波信號(hào)更是低頻微弱的非電生理信號(hào)，因此必需經(jīng)過放大和濾波以滿足采集的要求。心率監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)心率監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須是通過采集人體心率變化引起的一些生物信號(hào)，然后把生物信號(hào)轉(zhuǎn)化為物理信號(hào)，使得這些變化的物理信號(hào)能夠表達(dá)人體的心率變化，最后要得出每分鐘的心跳次數(shù)，就需要通過相應(yīng)的硬件電路與芯片來處理物理變化并存儲(chǔ)心跳次數(shù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光電式心率監(jiān)測系統(tǒng)是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測心臟跳動(dòng)的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用電子儀表進(jìn)行測量和顯示的裝置。本系

21、統(tǒng)的組成包括光電傳感器、信號(hào)處理電路、單片機(jī)電路、數(shù)碼顯示、電源等部分。光電傳感器是將非電量(紅外光)轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，由紅外發(fā)射二極管和接收三極管組成，可以將接收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。信號(hào)處理電路主要處理光電傳感器采集到的低頻信號(hào)的模擬電路(包括放大、濾波、整形等)。單片機(jī)電路利用單片機(jī)自身的定時(shí)中斷計(jì)數(shù)功能對(duì)輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算得出心率(包括AT89C51、外部晶振、外部中斷等)。電源電路向光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)提供的電源，可以是5V-9V的交流或直流的穩(wěn)壓電源。工作原理本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89C51為控

22、制核心，實(shí)現(xiàn)心率監(jiān)測系統(tǒng)的基本測量功能。該系統(tǒng)的硬件框圖如下圖2.1 所示：外部中斷信號(hào)光電傳感器低通放大器比較器/振蕩器單片機(jī)AT89C51數(shù)碼顯示電路外部晶振報(bào)警電路圖2.1 心率監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理當(dāng)手指放在紅外發(fā)射二極管和接收三極管中間，隨著心臟的跳動(dòng)，血管中血液的流量將發(fā)生變換。由于手指放在光的傳遞路徑中，血管中血液飽和度的變化會(huì)引起光的強(qiáng)度發(fā)生變化，因此和心跳的節(jié)拍相對(duì)應(yīng)，紅外接收三極管的電流也跟著改變，這就使紅外接收三極管輸出脈沖信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大、濾波、整形后輸出，輸出的脈沖信號(hào)作為單片機(jī)外部中斷信號(hào)。單片機(jī)電路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理之后把結(jié)果送到數(shù)碼管顯示。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)控

23、制器本系統(tǒng)基于51系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)功能，因?yàn)橄到y(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，我們最終選擇了比較普遍的AT89C51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。AT89C51 簡介AT89C5l是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含4k bytes可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和128 bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容MCS-51指令系統(tǒng)，片置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。AT89C51 的特點(diǎn)與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：OHz-24MHz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器

24、128*8字節(jié)的部RAM32個(gè)可編程IO口線2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行UART通道AT89C51 的結(jié)構(gòu)此次設(shè)計(jì)所使用的AT89C51 的封裝形式是DIP40。如圖3.1 所示。圖3.1 AT89C51的封裝形式引腳功能：Vcc：電源電壓GND：接地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I0口，也是地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗轉(zhuǎn)入端用。Pl口：P1是個(gè)帶部上拉電阻的8位雙向IO口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)

25、，因部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P2口：P2是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向IO口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮?，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P3口：可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備；作為第二功能使用。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍能以時(shí)鐘

26、振器頻率的16輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。PSEN：程序存儲(chǔ)允許(PSEN)輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí)每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。EAVPP：EA0，單片機(jī)只訪問外部程序存儲(chǔ)器。EA1，單片機(jī)訪問部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：振蕩器反相放大器與部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。心率信號(hào)取樣目前心率監(jiān)測系統(tǒng)有以下幾種檢測方法：光電容積脈搏波法、液體耦合腔心率傳感器、壓阻式心率傳感器以與應(yīng)變式心率傳感器。近年

27、來，光電檢測技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中發(fā)展很快,主要由于光能避開強(qiáng)烈的電磁干擾, 具有很高的絕緣性,可非侵入地檢測病人各種癥狀信息，具有結(jié)構(gòu)簡單、無損傷、精度高、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)6。用光電法提取指尖脈搏光信息受到了從事生物醫(yī)學(xué)儀器工作專家和學(xué)者的重視。光電傳感器的原理根據(jù)朗伯一比爾(LamberBeer)定律，物質(zhì)在一定波長處的吸光度和其濃度成正比。當(dāng)恒定波長的光照射到人體組織上時(shí)，通過人體組織的吸收、反射衰減后，測量到的光強(qiáng)將在一定程度上反映了被照射部位組織的結(jié)構(gòu)特征。心率主要由人體動(dòng)脈舒和收縮產(chǎn)生的，在人體指尖組織中的動(dòng)脈成分含量高，而且指尖厚度相對(duì)其他人體組織而言比較薄，透過手指后檢測到的光強(qiáng)相對(duì)

28、較大，因此光電式脈搏傳感器的測量部位通常在人體指尖。手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織光的吸收量是恒定的。在血液中，靜脈血的搏動(dòng)相對(duì)于動(dòng)脈血來說十分微弱，可以忽略。因此可以認(rèn)為光透過手指后的變化僅由動(dòng)脈血的搏動(dòng)引起，那么在恒定波長的光照下，通過檢測透過手指的光強(qiáng)將可以間接測量到人體的心率信號(hào)7。光電傳感器的結(jié)構(gòu)傳感器由紅外發(fā)光二級(jí)管和接收三極管組成。采用GaAs紅外發(fā)光二極管作為光源時(shí)，可基本抑制由呼吸運(yùn)動(dòng)造成的心率波曲線的漂移。紅外接收三極管在紅外光照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中，紅外接收三極管和紅外發(fā)射二極管相對(duì)擺放以獲得最

29、佳的指向特性。從光源發(fā)出的光除了被手指組織吸收以外，一部分由血液漫反射返回，其余部分透射出來。光電式心率傳感器8按照光的接收方式可分為透射式和反射式兩種。其中透射式的發(fā)射光源與光敏接收器件的距離相等并且對(duì)稱布置，這種方法可較好地反映出心律的時(shí)間關(guān)系。因此本系統(tǒng)采用了指套式的透射型光電傳感器, 實(shí)現(xiàn)了光電隔離,減少了對(duì)后級(jí)模擬電路的干擾。結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2 透射式光電傳感器光電傳感器檢測原理隨著心臟的跳動(dòng)，人體組織半透明度隨之改變：當(dāng)血液送到人體組織時(shí)，組織的半透明度減小，當(dāng)血液流回心臟，組織半透明度則增大；這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最明顯9。因此本設(shè)計(jì)將紅外發(fā)光二極管

30、產(chǎn)生的紅外線照射到人體手指部位，經(jīng)過手指組織的反射和衰減由裝在該部位旁邊的光敏三管來接收其透射光并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于手指動(dòng)脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動(dòng)變化，所以它對(duì)光的反射和衰減也是周期性脈動(dòng), 于是紅外接收三極管輸出信號(hào)的變化也就反映了動(dòng)脈血的脈動(dòng)變化。只要把此電信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形、計(jì)數(shù)和顯示10，即可實(shí)時(shí)的測出心臟跳動(dòng)的次數(shù)。信號(hào)取樣電路硬件電路中，關(guān)鍵部分在于心率信號(hào)的檢測。系統(tǒng)采用紅色發(fā)光二極管和硫化鎘光敏電阻組成透射遮光指套式光電傳感器。紅色發(fā)光二極管穩(wěn)定性好，遮光指套式的裝置減少了外界光的干擾，只需將待測手指插入，便可進(jìn)行測量測試時(shí)，被測手指正好處在發(fā)光二極管和光敏電阻

31、之間，這樣一來，光敏電阻的阻值便將隨著手指的血容量的變化而變化。心率信號(hào)取樣電路如圖3.3所示，U4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(duì)R17阻值的選取要求較高。R17選擇270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。R17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)別有心跳和無心跳時(shí)的信號(hào)。反之，R17過小，通過的電流偏大，紅外接收三極管也不能準(zhǔn)確地辨別有心跳和無心跳時(shí)的信號(hào)。硬件系統(tǒng)是通過檢測指尖來采取脈搏信號(hào)，從而得到心率信號(hào)。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

32、它不致泄露到U3A輸入端而造成錯(cuò)誤指示，用C8、C10串聯(lián)組成的雙極性耦合電容把它隔斷11。圖3.3 信號(hào)采集電路信號(hào)放大電路LM324放大器LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用14 腳雙列直插塑料封裝.它的部包含四組形式完全一樣的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖3.4所示符號(hào)來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-(-)為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+(+)為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位一樣。LM324

33、 的引腳排列見圖3.5。圖3.4 運(yùn)算放大器圖3.5 引腳排列由于LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓圍寬，靜態(tài)功耗小，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種電路中。低通放大電路由于通過光電傳感器接收到的信號(hào)極其微弱，容易被其外圍電路所干擾，因此系統(tǒng)必須為信號(hào)處理電路提供電源。檢測到的信號(hào)經(jīng)過LM324放大器放大后仍存在較大的偏置電壓，因此必須在信號(hào)輸入端加濾波電容，將電路中的直流成份濾掉并保證不影響交流信號(hào)的傳遞。該系統(tǒng)按人體心率在運(yùn)動(dòng)后跳動(dòng)次數(shù)達(dá)200次/分鐘的計(jì)算來設(shè)計(jì)低通放大器，如圖3.6所示。R24、C6組成低通濾波器以進(jìn)一步濾除殘留的干擾，截止頻率由R24、C6決定，運(yùn)放U3A將信號(hào)放大，

34、放大倍數(shù)由R22和R24的比值決定。經(jīng)過低通放大后輸出的信號(hào)是疊加有噪聲的脈動(dòng)正弦波12。圖3.6 信號(hào)低通放大電路根據(jù)一階有源濾波電路的傳遞函數(shù)，可得：(3.1)放大倍數(shù)為： () (3.2)截止頻率為：(3.3)按人體心率跳動(dòng)為200次/分鐘時(shí)的頻率是3.3 Hz考慮，低頻特性是令人滿意的。經(jīng)過低通放大后輸出的信號(hào)是疊加有噪聲的脈動(dòng)正弦波。波形如圖3.7所示。圖3.7脈動(dòng)正弦波波形整形電路本電路的功能是將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為高低電平信號(hào)輸出到單片機(jī)系統(tǒng)，可以采用反向滯回電壓比較器進(jìn)一步提高電路抗干擾能力。經(jīng)過對(duì)強(qiáng)弱心率信號(hào)的測試和統(tǒng)計(jì)分析可以將其閾值確定。整形電路如圖3.8所示，U3B是一個(gè)

35、電壓比較器，C7、R27構(gòu)成一個(gè)微分器，U3C和C15、R31組成單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其脈寬由C15、R31決定。U3B的輸出信號(hào)(波形如圖3.9)經(jīng)C7、R27的微分后總是將正、負(fù)相間的尖脈沖(波形如圖3.10)加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U3C的反向輸入端，不會(huì)造成很大的觸發(fā)誤差，因此稍微調(diào)節(jié)下R28即可將該比較器的閥值電壓控制在正弦波的幅值圍。當(dāng)檢測到輸入信號(hào)時(shí)，U3B在比較器輸入信號(hào)的每個(gè)后沿到來時(shí)輸出高電平，使C15通過R31充電。大約持續(xù)20ms之后，因C15充電電流減小而使U3B同相輸入端的電位降低到低于反相輸入端的電位，于是U3B改變狀態(tài)并再次輸出低電平。脈沖高電平與心跳同步，并由紅色發(fā)

36、光二極管DS3的閃亮指示出來，即發(fā)光二極管作心跳狀態(tài)顯示，心臟每跳動(dòng)一次發(fā)光二極管就亮一次。同時(shí)，該脈沖電平通過R29送到單片機(jī)/INTO腳，進(jìn)行對(duì)心率的計(jì)算和顯示。輸出波形如圖3.11所示。圖3.8 波形整形電路經(jīng)過比較器U3C產(chǎn)生的輸出波形：圖3.9 輸出波形經(jīng)過微分器產(chǎn)生的輸出波形：圖3.10 比較后的輸出波形單片機(jī)接收到的信號(hào)：圖3.11 接收信號(hào)單片機(jī)控制電路本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)最小系統(tǒng)作為信號(hào)的處理電路，如圖3.12所示，來自取樣和整形輸出電路的脈沖電平輸入單片機(jī)AT89C51的/INTO腳，單片機(jī)設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式，每次脈沖下降沿到達(dá)時(shí)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷并進(jìn)行計(jì)時(shí)，來一個(gè)脈沖心跳

37、次數(shù)就加一；定時(shí)器中斷主要完成一分鐘的定時(shí)功能 13。圖3.12 單片機(jī)處理電路LED顯示電路本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描來顯示數(shù)據(jù)。兩個(gè)4位的共陽極LED數(shù)碼管組成8位顯示，其中0、1兩位顯示測量中的時(shí)間，3、4兩位顯示測量中的心跳次數(shù)，6、7兩位用來顯示上次測量的數(shù)據(jù)，如圖3.13所示。單片機(jī)P0口控制顯示字型，P2口控制顯示字位。圖3.13 單片機(jī)處理電路LED的結(jié)構(gòu)與工作原理LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管顯示字段組成的。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最多的就是七段LED數(shù)碼管，有共陰極和共陽極兩種。共陰極LED數(shù)碼管顯示器的公共端為發(fā)光二極管陰極，通常接地，當(dāng)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極

38、管點(diǎn)亮。共陽極的LED數(shù)碼管顯示器的公共端為發(fā)光二極管的陽極，通常接+5V電源，當(dāng)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。本設(shè)計(jì)中采用的是4位七段共陽極數(shù)碼管顯示器，一共具有12個(gè)引腳，4個(gè)位選端，8個(gè)字選端。圖3.14中所示，1、2、3、4是位選端；ag、Dp是字選端。部結(jié)構(gòu)如圖3.15所示。圖3.144位數(shù)碼管引腳分布圖圖3.154位共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖LED數(shù)碼管的顯示方式LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)碼管的顯示方式可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩類。靜態(tài)顯示方式是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，發(fā)光二極管的位選始終被選中。在這種顯示方式下，

39、每一個(gè)LED數(shù)碼管顯示器都需要一個(gè)8位的輸出口進(jìn)行控制。靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，缺點(diǎn)在于占用硬件資源較多，每個(gè)LED數(shù)碼管需要獨(dú)占8條輸出線。動(dòng)態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點(diǎn)亮每位顯示器(稱為掃描)，即每個(gè)數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個(gè)數(shù)碼管公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對(duì)位選選中的數(shù)碼管有效。對(duì)于每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。通過調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。若顯示器的位數(shù)不大于8位，則顯示器的公共端只需一個(gè)8位I/O口進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描(稱為掃描口)，控制每位顯示器所顯示的字形也需一個(gè)8位口(稱為段碼輸出)

40、。通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn)LED動(dòng)態(tài)顯示更加適合本設(shè)計(jì)，所以就采用此方法。報(bào)警電路報(bào)警電路部分如圖3.16所示，它使用的是一個(gè)蜂鳴器，其一端接P1.1，另外一端接地。當(dāng)P1.1為高電平是就發(fā)出嘟的聲音，為報(bào)警提示音。在系統(tǒng)初始化完成時(shí)會(huì)“嘟、嘟、嘟”連響三聲，系統(tǒng)正常運(yùn)行后在出現(xiàn)生理參數(shù)超出正常閾值時(shí)，報(bào)警電路會(huì)嘟嘟嘟的報(bào)警到生理參數(shù)回到正常閾值或重啟監(jiān)測儀才會(huì)解除報(bào)警。圖3.16 報(bào)警電路硬件系統(tǒng)原理該硬件系統(tǒng)由信號(hào)取樣，信號(hào)放大，波形整流，數(shù)碼管顯示以與報(bào)警等以上所述幾部分電路組成，心率信號(hào)通過取樣電路的傳感器檢測，經(jīng)過信號(hào)放大，濾波，整流后，由單片機(jī)部進(jìn)行處理，最后將檢測到的信號(hào)通過顯示電

41、路顯示出來，其硬件原理圖如圖3.17所示。圖3.17 電路原理圖軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主程序流程系統(tǒng)主程序控制單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行, 它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序主要完成對(duì)單片機(jī)專用寄存器、定時(shí)器工作方式與各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。系統(tǒng)初始化之后， 進(jìn)行定時(shí)器中斷、外部中斷、顯示數(shù)據(jù)等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序15。流程如圖4.1所示。圖4.1 主程序流程圖中斷程序流程定時(shí)器中斷服務(wù)程序由一分鐘計(jì)時(shí)、有無測試信號(hào)判斷等部分組成。當(dāng)定時(shí)器中斷開始執(zhí)行后，對(duì)一分鐘開始計(jì)時(shí)，到60s到了再停止并保存測得的心跳次數(shù)。同時(shí)可以對(duì)按鍵進(jìn)行檢測，只要復(fù)位測試值就

42、可以重新開始測試。主要完成一分鐘的定時(shí)功能和保存測得的心跳次數(shù)。外部中斷服務(wù)程序完成對(duì)外部信號(hào)的測量和計(jì)算。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測量狀態(tài)的時(shí)候，來一個(gè)脈沖心跳次數(shù)就加一，由單片機(jī)部定時(shí)器控制一分鐘，累加得出一分鐘的心跳次數(shù)。流程如圖4.2所示。圖4.2中斷程序流程圖顯示程序流程顯示程序包括顯示上次的心跳次數(shù)、本次測量中的時(shí)間和心跳次數(shù)。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的心跳次數(shù)，經(jīng)過10ms的延時(shí)后再顯示測試中的心跳次數(shù)，再經(jīng)過10ms的延時(shí)顯示測試中的時(shí)間。流程如圖4.3所示。圖4.3 顯示程序流程圖系統(tǒng)干擾分析與處理措施干擾分析為了提高該監(jiān)測系統(tǒng)的精確度，系統(tǒng)首先要解決的是

43、硬件方面的干擾問題。在光電式心率監(jiān)測系統(tǒng)的測量過程中，前端測量到的心率信號(hào)十分微弱，容易受到外界環(huán)境干擾，其中主要的干擾源有測量環(huán)境光干擾、電磁干擾、測量運(yùn)動(dòng)噪聲。環(huán)境光干擾與處理措施在光電心率傳感器中，光敏器件接收到的光信號(hào)不僅包含心跳信息的透射光信號(hào)，還包含測量環(huán)境下的背景光信號(hào)，由于動(dòng)脈波動(dòng)引起的光強(qiáng)變化比背景光變化微弱得多，因此在測量過程當(dāng)中要保持測量背景光恒定，減少背景光干擾16。 測量環(huán)境下的背景光包含環(huán)境光和在測量過程中引起的二次反射光。為了減少環(huán)境光對(duì)心率信號(hào)測量的影響，同時(shí)考慮到傳感器使用的方便性，采用密封的指套式包裝方式，整個(gè)外殼采用不透光的介質(zhì)和顏色，盡量減小外界環(huán)境光的

44、影響。為了避免測量過程中的二次反射光影響，在指套式傳感器的層表面涂一層吸光材料，能有效減少二次反射光的干擾。 加上指套式外殼后的心率傳感器測量到的心率波形比較平滑。這是因?yàn)榧又柑资降男穆蕚鞲衅髦协h(huán)境光在測量過程中基本不受外界環(huán)境光的影響，而且能夠有效減少二次反射光，使照射到手指上的光波長單一，所以得到的心率信號(hào)較為穩(wěn)定，沒有明顯的重疊雜波信號(hào)，能夠很好的體現(xiàn)出心率波形的特征。電磁干擾與處理措施通過光電轉(zhuǎn)換得到的包含心率信息的電信號(hào)一般比較微弱，容易受到外界電磁信號(hào)的干擾，在傳統(tǒng)的光電式心率傳感器電路中，由于光敏器件和放大電路是分開的，在信號(hào)的傳遞過程就很容易受到外界電磁干擾，通常在一級(jí)放大電路

45、采用電磁屏蔽的方式來消除電磁干擾17。本系統(tǒng)采用新型光敏器件，在芯片部集成光敏器和一級(jí)放大電路，有效抑制了外界電磁信號(hào)對(duì)原始心率信號(hào)的干擾。 工頻干擾是電路中最常見的干擾，心率信號(hào)變化緩慢，特別容易受到工頻信號(hào)的干擾，因此對(duì)工頻信號(hào)干擾的抑制是保證心率信號(hào)測量精度的主要措施之一。通常心率信號(hào)的頻率圍在0.3-30Hz之間，小于工頻50Hz，因此通過低通濾波器可以有效濾除工頻干擾，這在信號(hào)調(diào)理電路中容易實(shí)現(xiàn)；同時(shí)可以在控制電路中對(duì)光源進(jìn)行脈沖調(diào)制，這樣不但能夠降低系統(tǒng)的功耗，而且能夠在一定程度上減小外界的電磁干擾，在心率信號(hào)數(shù)據(jù)采集后，可以通過數(shù)據(jù)處理法方法進(jìn)一步濾除工頻信號(hào)的干擾。測量過程中運(yùn)

46、動(dòng)噪聲干擾與處理措施測量過程當(dāng)中，通常情況下手指和光電心率傳感器可能產(chǎn)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，這樣對(duì)心率測量產(chǎn)生誤差，可以通過兩個(gè)方面減少運(yùn)動(dòng)噪聲誤差：一是改善指套式傳感器的機(jī)械抗運(yùn)動(dòng)性，比如說使指套能夠更緊的套在手指上，不易松動(dòng)；二是從心率信號(hào)處理的角度，通過算法來減小誤差。對(duì)于傳感器的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在采用的第一個(gè)途徑。系統(tǒng)測試結(jié)果硬件調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)調(diào)試分為兩大部分：模擬部分和MCU部分。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便各電路功能模塊的逐級(jí)測試。斷開兩部分連接點(diǎn)，先調(diào)試MCU部分，試著輸入一系列脈沖，觀察MCU部分能是否能顯示；模擬部分用不透明的筆在紅外發(fā)射二極管和接收三級(jí)管之間搖擺，用示波器觀察

47、波形效果如何。單片機(jī)軟件先在最小系統(tǒng)板上調(diào)試，確保工作正常之后，再與硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試，使系統(tǒng)的功能得以實(shí)現(xiàn)。以下是硬件系統(tǒng)調(diào)試過程。系統(tǒng)上電后等待測試狀態(tài)，如圖6.1所示：圖6.1 等待測試測量中顯示的數(shù)據(jù)，如圖6.2所示：圖6.2 測量中顯示數(shù)據(jù)測量結(jié)束后顯示的心跳次數(shù)，如圖6.3所示：圖6.3 測量結(jié)束顯示數(shù)據(jù)調(diào)試過程中的問題與解決辦法：(1)傳感器輸出的正弦波幅度很小，經(jīng)整形輸出后檢測到的脈沖還是很弱，在確定電路沒有問題的情況下，加強(qiáng)信號(hào)的放大倍數(shù)，調(diào)整電阻R22和R24的阻值。(2)測量顯示正常但經(jīng)適當(dāng)運(yùn)動(dòng)后測量，心跳次數(shù)沒有增加，經(jīng)檢查是前置放大級(jí)有問題，

48、更換之后系統(tǒng)運(yùn)行正常。(3)進(jìn)人測量狀態(tài)后，測量值不穩(wěn)定，主要是光電傳感器受到手機(jī)等電磁波干擾，其次是指尖汗液影響測量，將手機(jī)關(guān)機(jī)且測量前擦干指尖汗液即可。系統(tǒng)測試系統(tǒng)于2011年5月25日10：00在石麟大樓707進(jìn)行測試，標(biāo)準(zhǔn)的心跳次數(shù)是以型號(hào)T006的富林多功能聽診器測出的心跳次數(shù)，結(jié)果如下。表6.1 測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)第一次測量第二次測量第三次測量第四次測量第五次測量686467666763727071696970767675757473828080798180858383858284誤差分析根據(jù)均方差公式對(duì)以上表格數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得： =0.28 (6.1)誤差分析結(jié)果，均方差越小，結(jié)果就越接

49、近平均值，該處平均值即為實(shí)際測量的標(biāo)準(zhǔn)值。由于冬季和夏季的心率值不同，本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)使用夏季測量的值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的誤差主要來自硬件方面，實(shí)驗(yàn)室的背景光、電磁波等以與手指汗液都會(huì)影響傳感器的信號(hào)采集，最終導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的偏差。由于傳感器和其他器件本身并非理想線性，因此實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性補(bǔ)償，使得誤差值能保持在合理圍。經(jīng)校準(zhǔn)，非線性補(bǔ)償后，誤差在合理圍?？偨Y(jié)與展望隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)健康的重視程度越來越高，對(duì)健康監(jiān)護(hù)產(chǎn)品的需求量也穩(wěn)步提升，心率監(jiān)測系統(tǒng)已從危重病人監(jiān)護(hù)，發(fā)展到如今普通病房的監(jiān)護(hù)，其應(yīng)用圍越來越廣泛，市場對(duì)心率監(jiān)測系統(tǒng)的需求也越來越大，具有很大的發(fā)展前景。本次所設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)

50、實(shí)現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具有實(shí)際意義。由于時(shí)間比較短，同時(shí)本人掌握的知識(shí)有限，本次設(shè)計(jì)還存在很多不足，如程序不夠簡練，電路板不夠美觀，光電傳感器靈敏度不夠高，數(shù)碼管顯示部分不夠完美等，同時(shí)此次設(shè)計(jì)的測量儀功能比較單一，沒有如語音系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀出心跳次數(shù)等人性化功能，且在設(shè)計(jì)過程中使用的運(yùn)放數(shù)量也較多，加大了電源管理的復(fù)雜度。但我相信科技的進(jìn)步勢(shì)必會(huì)使監(jiān)測儀的功能日益強(qiáng)大和完善，應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)不斷擴(kuò)大，會(huì)給我們的生活帶來更多的方便和精彩。為了更好的進(jìn)行心率監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里，認(rèn)真收集有關(guān)資料，并做相關(guān)的整理和閱讀，為這次的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。經(jīng)過此次畢設(shè)，我受益良多

51、：(1)無論做什么事都應(yīng)該事先做好充分的準(zhǔn)備，不應(yīng)該為了完成任務(wù)而被動(dòng)盲目的學(xué)習(xí)；(2)了解了心率監(jiān)測系統(tǒng)在國外發(fā)展之迅速、應(yīng)用領(lǐng)域之廣、市場前景之大；(3)對(duì)硬件設(shè)計(jì)和各模塊的功能有了更深的了解，同時(shí)提高了動(dòng)手能力；(4)體會(huì)到堅(jiān)持不懈的毅力對(duì)完成一件事情起著巨大的作用；(5)體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性與相互討論過程中的樂趣。參考文獻(xiàn)1 歐陽俊，定基于BL-410的指端脈搏波采集系統(tǒng)應(yīng)用研究J實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)報(bào)，2004，第11卷，第2期，2-42 文波，維國，精慧光電式脈搏波監(jiān)測系統(tǒng)J光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，第22卷，第4期，2-63 朱國富，廖明濤，王博亮袖珍式脈搏波測量儀J電子技術(shù)

52、應(yīng)用雜志，1998，第12卷，第1期，1-34 云麗，徐可欣微功耗光電式脈搏測量儀J電子測量技術(shù)雜志，2005，第2卷，第4期，2-55 程詠梅，夏雅琴，尚嵐人體脈搏波信號(hào)檢測系統(tǒng)J生物醫(yī)學(xué)工程報(bào)，2006，第25卷，第5期，1-36 文，欣，鎧麟基于AT89C2051單片機(jī)的指脈檢測系統(tǒng)的研究J醫(yī)療裝備學(xué)報(bào)，2005，第17卷，第9期，2-147 郁道銀，談恒英工程光學(xué)M：機(jī)械工業(yè)，19988福學(xué)傳感器應(yīng)用與其電路精選(下冊(cè))M：電子工業(yè)，19929 林功，吳飛青，王兵等單片機(jī)原理與應(yīng)用M：機(jī)械工業(yè)，200710程光，崇侃指動(dòng)脈搏波光電傳感器的研制J醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，第11卷，第4期，3

53、29-33011AnalogDeviceADuC841datasheetEB/OL.docin./p-3262435.html，200312王華奎數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用(第2版)M：高等教育，200913 何忠蛟. 基于單片機(jī)控制的心率計(jì)J學(xué)院院報(bào)，2008，第5卷，第2期，28-2914 Yunus ACengel，JohnMCimbalaElectronic Fundamentals and ApplicationsMAmerica：McGraw-Hill Science，200415 Koenig L JAccelerated C+Practical Programming by Examp

54、leMAmerica：Addison Wesley，200016 白玉山，林默君單片機(jī)心率計(jì)的設(shè)計(jì)J醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，第29卷，第2期，200-20317 郭尚平一種數(shù)字心率計(jì)的研制J中國醫(yī)療器械雜志，1994，第18卷，第6期，330-334附 錄參考程序心率監(jiān)控智能系統(tǒng)的信號(hào)采集、處理、顯示的程序#include #define uint8 unsigned char#define uint16 unsigned int#define TIMER0_HIGHT 0 xDC/設(shè)置定時(shí)器0工作方式1自動(dòng)裝載初值，定時(shí)10ms，F(xiàn)osc=11.059200MHZ#define TIMER0_

55、LOW 0 x00sbit keyin = P31;/按鍵輸入bit starttest;/啟動(dòng)測心率標(biāo)志uint16t10ms;/10ms計(jì)數(shù)器uint8t1s;/1秒計(jì)數(shù)器uint8 Pulsecnt;/心跳次數(shù)，計(jì)數(shù)器uint8 Pulsenum;/上次測試的心跳次數(shù)uint8 codeDispCode=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;/共陽數(shù)碼管段碼表void Init_Extint(void);void TimerInitProc();void initvar();void Init_System(void);void Display(uint8 chose_dat, uint8 dat);void ShowDisp(uint8 tPulsenum, uint8 tPulsecnt, uint8 tcnt1s