心率测试仪
1.消抖电路：
2.分频器：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity fpq is
port (clk: in std_logic;
f50k:buffer std_logic:='0';
f1k:buffer std_logic;
f5k:buffer std_logic;
f2k:buffer std_logic;
f100hz:buffer std_logic;
f2hz:buffer std_logic;
f1s:buffer std_logic;
f6s:buffer std_logic:='1');
end fpq;
architecture one of fpq is
signal count_6s,count_100: std_logic_vector(3 downto 0);
signal
count_1m,count_1s,count_05s,count_1k,cou nt_2k,
count_5k: std_logic_vector(8 downto 0); signal count_hec:std_logic_vector(9 downto 0);
signal fpq_hec:std_logic_vector(9 downto 0); Begin
--50khz
process(clk)
begin
if(clk'event and clk='1')then
if(count_1m="011111001")then--500分频(系统时钟25MHz)
count_1m<="000000000";
f50k<=not f50k;
else
count_1m<=count_1m+1;
end if;
end if;
end process;
--5Khz
process(f50k)
begin
if(f50k'event and f50k='1')then
if(count_5k="00000100")then--10分频count_5k<="000000000";
f5k<=not f5k;
else
count_5k<=count_5k+1;
end if;
end if;
end process;
--1khz
process(f50k)
begin
if(f50k'event and f50k='1')then
if(count_1k="00011000")then--50分频count_1k<="000000000";
f1k<=not f1k;
else
count_1k<=count_1k+1;
end if;
end if;
end process;
--2.5khz
process(f50k)
begin
if(f50k'event and f50k='1')then
if(count_2k="00001001")then--20分频count_2k<="000000000";
f2k<=not f2k;
else
count_2k<=count_2k+1;
end if;
end if;
end process;
--100hz
process(f1k)
begin
if(f1k'event and f1k='1')then
if(count_100="0100")then--10分频count_100<="0000";
f100hz<=not f100hz;
else
count_100<=count_100+1;
end if;
end if;
end process;
--2hz process(f1k)
begin
if(f1k'event and f1k='1')then
if(count_05s="011111001")then--500分频count_05s<="000000000";
f2hz<=not f2hz;
else
count_05s<=count_05s+1;
end if;
end if;
end process;
--1hz
process(f1k)
begin
if(f1k'event and f1k='1')then
if(count_1s="111110100")then--1000分频count_1s<="000000000";
f1s<=not f1s;
else
count_1s<=count_1s+1;
end if;
end if;
end process;
--6s
process(f1s)
begin
if(f1s'event and f1s='1')then
if(count_6s="0101")then
f6s<='0';
count_6s<=count_6s+1;
elsif(count_6s="0110")then
f6s<='1';
count_6s<="0000";
else
count_6s<=count_6s+1;
f6s<='1';
end if;
end if;
end process;
end one;
3.计数器：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity jsq is
Port(
jsq_clk,jsq_clr: in std_logic;
jsq_h_loc: buffer std_logic_vector (3 downto 0); --高位
jsq_l_loc: buffer std_logic_vector (3 downto 0); --低位
jsq_situ: buffer std_logic_vector (1 downto 0)); --状态
end jsq;
architecture one of jsq is
signal jsq_h,jsq_l: std_logic_vector(3 downto 0);
signal jsqet_h,jsqet_l: std_logic_vector(3 downto 0);
begin
process(jsq_clk,jsq_clr)
begin
if(jsq_clr='0')then --计数,同步复位
jsq_h<="0000"; jsq_l<="0000";
elsif(jsq_clk'event and jsq_clk='1')then
if(jsq_l="0000"and jsq_h="0010" ) then
jsq_l<="0000";jsq_h<="0010";
elsif(jsq_l="1001" and jsq_h<"0010")then
jsq_l<="0000";
jsq_h<=jsq_h+1;
else
jsq_l<=jsq_l+1;
end if;
end if;
--比较状态
if(jsq_h_loc>"0001") then --心率过速
jsq_situ<="11";
elsif(jsq_h_loc="0000" and jsq_l_loc<"0110") then --心率过缓jsq_situ<="01";
elsif(jsq_h_loc="0000" and jsq_l_loc="0000") then --心跳停止jsq_situ<="00";
else
jsq_situ<="10"; --正常心率
end if;
end process;
process(jsq_clr,jsq_l,jsq_h)
begin
if(jsq_clr'event and jsq_clr='0')then
jsq_h_loc<=jsq_h;
jsq_l_loc<=jsq_l;
end if;
end process;
end one;
4.蜂鸣器：
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity fmq is
Port (
fmq_situ:in std_logic_vector (1 downto 0);
fmq_1k,fmq_05s,fmq_2k,fmq_5k,fmq_100,fmq_heart: in std_logic; fmq_show,fmq_bee:buffer std_logic);
end fmq;
architecture one of fmq is
begin
process(fmq_1k,fmq_2k,fmq_5k,fmq_show,fmq_bee)
begin
if(fmq_situ="00")then --心跳停止，连续报警，闪动显示
if(fmq_100='1'and fmq_heart='0')then
fmq_bee<='0';
else
fmq_bee<='1';
end if;
if(fmq_05s='1')then
fmq_show<='0';
else
fmq_show<='1';
end if;
elsif(fmq_situ="10")then
if(fmq_heart='1'and fmq_2k='1')then --正常心率，非闪动显示，同步声响fmq_bee<='0';
else
fmq_bee<='1';
end if;
fmq_show<='0';
elsif(fmq_situ="01")then
if(fmq_05s='1'and fmq_1k='1')then --心率过缓，闪动显示，间隔报警fmq_bee<='0';
else
fmq_bee<='1';
end if;
if(fmq_05s='1')then
fmq_show<='0';
else fmq_show<='1';
end if;
elsif(fmq_situ="11")then
if(fmq_05s='1'and fmq_5k='1')then --心率过速，闪动显示，间隔报警fmq_bee<='0';
else
fmq_bee<='1';
end if;
if(fmq_05s='1')then
fmq_show<='0';
else
fmq_show<='1';
end if;
end if;
end process;
end one;
5.寄存器：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity jcq is
Port (
h: in std_logic_vector (3 downto 0);
l: in std_logic_vector (3 downto 0);
jcq_situ:in std_logic_vector (1 downto 0);
jcq_clk: in std_logic;
el: buffer std_logic_vector (3 downto 0);
eh: buffer std_logic_vector (3 downto 0);
th: buffer std_logic_vector (3 downto 0);
tl: buffer std_logic_vector (3 downto 0));
end jcq;
architecture one of jcq is
signal hertet_h,hertet_l: std_logic_vector(3 downto 0);
begin
process(jcq_situ,h,l,el,eh)
begin
if(jcq_clk'event and jcq_clk='1')then
if(jcq_situ/="10")then --不正常心率
eh<=h;
el<=l;
hertet_l<="0110";
hertet_h<="0000";
end if;
end if;
end process;
process(jcq_clk,hertet_l,hertet_h ) --不正常心率时间begin
if(jcq_clk'event and jcq_clk='1')then
th<=hertet_h; tl<=hertet_l;
end if;
end process;
end one;
6.查询器：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity cxq is
Port (nowh,nowl,eh,el,th,tl:in std_logic_vector (3 downto 0);
oh,om,ol:out std_logic_vector (3 downto 0);
chaxun,clk:in std_logic);
end cxq;
architecture one of cxq is
signal disply: std_logic_vector(1 downto 0);
signal count:std_logic_vector(3 downto 0):="1000";
signal flg:std_logic;
begin
process(chaxun,clk)
begin
if(chaxun='0')then
count<="0000";
elsif(clk'event and clk='1')then
if(count="1111")then
count<=count;
else
count<=count+1;
end if;
end if;
end process;
process(nowh,nowl,eh,el,th,tl,disply)
begin
if(count>"0110")then --6s之后恢复检测功能
oh<=nowh;
om<=nowl;
ol<="0000";
elsif(count<"0011")then --显示不正常心率3s
oh<=eh;
om<=el;
ol<="0000";
else --显示不正常心率时间3s
oh<="0000";
om<=th;
ol<=tl;
end if;
end process;
end one;
7.显示器：
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity xsq is
PORT (
clk ,flag,show : IN std_logic;
high_bit :in std_logic_vector(3 downto 0);
middle_bit :in std_logic_vector(3 downto 0);
low_bit :in std_logic_vector(3 downto 0);
en : out std_logic_vector(2 DOWNTO 0);
dataout : out std_logic_vector(7 DOWNTO 0)
);
end xsq;
architecture arch of xsq is
signal dataout8 : std_logic_vector(7 downto 0);
signal en3 : std_logic_vector(2 downto 0):="001"; signal data4 : std_logic_vector(3 downto 0);
begin
dataout<=dataout8;
en<=en3;
process(clk)
begin
if(show='1')then
en3<="000";
elsif( flag = '1' and flag'event) then --片（段）选
if(en3="001")then
en3<="010";
elsif(en3="010")then
en3<="100";
elsif(en3="100")then
en3<="001";
elsif(en3="000")then
en3<="001";
end if;
end if;
end process;
process(clk)
begin
if( clk = '1' and clk'event) then --位选(数码管) if(en3="100") then
data4<=low_bit;
elsif(en3="010") then
data4<=middle_bit;
elsif(en3="001")then
data4<=high_bit;
end if;
end if;
end process;
process(data4)
begin
case data4 is
WHEN "0000" =>
dataout8 <= "00000011";
WHEN "0001" =>
dataout8 <= "10011111";
WHEN "0010" =>
dataout8 <= "00100101";
WHEN "0011" =>
dataout8 <= "00001101";
WHEN "0100" =>
dataout8 <= "10011001";
WHEN "0101" =>
dataout8 <= "01001001";
WHEN "0110" =>
dataout8 <= "11000001";
WHEN "0111" =>
dataout8 <= "00011111";
WHEN "1000" =>
dataout8 <= "00000001";
WHEN "1001" =>
dataout8 <= "00011001";
WHEN "1010" =>
dataout8 <= "00100000";
WHEN "1011" =>
dataout8 <= "01100010";
WHEN "1100" =>
dataout8 <= "10000010";
WHEN "1101" =>
dataout8 <= "10000010";
WHEN "1110" =>
dataout8 <= "00100001";
WHEN "1111" =>
dataout8 <= "01110000";
WHEN OTHERS =>
dataout8 <= "11111111";
END CASE;
END PROCESS;
end arch;
数字人体心率检测仪的设计
数字人体心率检测仪的设计 1.设计思路 本课题研究的是数字人体心率监测仪的设计，我所设计的检测仪，它使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出你的每分钟脉搏次数，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。采用红外光学检测法，摒弃了不便于运动状态下测量脉搏的听诊器和吸附在人体上的电极等老式测量方法。检测的基本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变：当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小：当血液流回心脏，组织则半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖，耳垂等部位最为明显。因此，本心率检测仪将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位的另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形，计数和显示，即可实时的测出脉搏的次数。 心率与脉搏的联系：心率与脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量有更容易实现的特点，在实际应用中得到更广泛的运用。 本检测仪的有效测量范围为50次—199次/分钟。 2 方案设计 2.1 心率采集处理电路 心率采集处理电路如图1-1所示。该部分电路主要由脉搏次数红外检测采集电路模块、信号抗干扰电路模块、信号整形电路模块等三个主要的电路模块组成。其中，红外线发射管D1和红外线接收管Q1组成了红外检测采集电路：R2与C1、C2与C3、R4与C4和ICA共同工程了信号抗干扰电路组，他们分别承担了对信号的低通滤波、干扰光
线的光电隔离、参与高频干扰的滤除等任务。另外，I CB、C5与R10、ICC则共同组成了信号整形电路模块。 图1 光电式脉搏波传感器的原理 其原理是利用光电信号来测量脉搏容量的变化。当血管内容量变化时，组织对光的吸收程度相对发生变化，利用光电传感器可测出这种变化，该变化反映出血液动脉的基本参数情况。根据朗伯特—比尔（lambert—beer）定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 光源和光敏元件分别处于被测部位的两侧，光源发出的光线可以经指尖部组织投射到光敏元件所在的窗口，从而有光敏元件检测出脉搏的波动信号，这样纪录的波也有将其作为指尖容积波处理，通常称这种传感器为透射型光电式脉搏波传感器。 本次设计原用的透射型光电式脉搏波传感器，其电路如图2 所示。
心率测试仪设计方案SRTP结题
心率测试仪设计方案SRTP结题
SRTP结题论文 论文题目心率测试仪设计方案学院信息科学与工程学院专业信息工程 年级班级040113 姓名王晨 指导教师高翔
目录 论文题目心率测试仪设计方案 (1) 摘要、关键词........................................................................................................................................ ２第一章绪论................................................................................................................................... ３ 1.1 医学常识 1.2 心率测试的意义 1.3 心率测试仪的组成框图 1.4 心率测试的基本过程 第二章基础知识介绍..................................................................................................................... ５ 2.1 SC0073微型动态脉搏微压传感器 2.2单片机介绍 2.3 RS232协议串口通信 第三章电路设计方案................................................................................................................. １１ 3.1 传感器模块方案选择 3.2 滤波放大电路设计 3.3 比较整形电路设计 3.4 匹配电路设计 3.5 下位机的设计 第四章上位机设计方案............................................................................................................. １７ 4.1 上位机设计目的 4.2 功能及要求 4.3 系统框图 4.4 系统主界面设计 4.5 图表分析功能 4.6 数据库存储功能 4.7 健康报告提示 第五章参考文献......................................................................................................................... ２４第六章附录................................................................................................................................. ２５
心率测试仪设计方案SRTP结题论文
SRTP结题论文 论文题目心率测试仪设计方案学院信息科学与工程学院专业信息工程 年级班级040113 姓名王晨 指导教师高翔
目录 论文题目心率测试仪设计方案 (1) 摘要、关键词........................................................................................................................................ ２ 第一章绪论................................................................................................................................... ３ 1.1 医学常识 1.2 心率测试的意义 1.3 心率测试仪的组成框图 1.4 心率测试的基本过程 第二章基础知识介绍..................................................................................................................... ５ 2.1 SC0073微型动态脉搏微压传感器 2.2单片机介绍 2.3 RS232协议串口通信 第三章电路设计方案................................................................................................................. １１ 3.1 传感器模块方案选择 3.2 滤波放大电路设计 3.3 比较整形电路设计 3.4 匹配电路设计 3.5 下位机的设计 第四章上位机设计方案............................................................................................................. １８ 4.1 上位机设计目的 4.2 功能及要求 4.3 系统框图 4.4 系统主界面设计 4.5 图表分析功能 4.6 数据库存储功能 4.7 健康报告提示 第五章参考文献......................................................................................................................... ２６第六章附录................................................................................................................................. ２６
便携式心率测试仪(开题报告)
五邑大学 电子系统设计开题报告题目：便携式心率测试仪 院系信息工程学院 专业电子信息工程 学号 学生姓名 指导教师 开题报告日期
一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。 1．课题来源 便携式心率测试仪 2．国内外研究现状与水平 便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。未来，还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。 满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍，但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。医疗市场的相关需求往往很难协调，如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟，以及超长电池使用寿命与高处理能力等。这些产品需要模数转换器 (ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。这些都将是需要我们更多的去研究和发展。 3．研究意义和目的 以往专门测量心率值的仪器较少，人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。为了观测“预防为主”的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必 然趋势。所以便携式医疗仪器已相继问世。便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。该心率仪可用于临床心率监护；并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。 二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。（附主要参考文献）1．研究内容 将脉搏通过传感器转为电压信号，再通过不同的集成芯片将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作，然后利用单片机进行处理计算。实现在任何地点任何时间都能快速检测出人体的心率，达到集轻型化、一体化、可视化等优点于一身的系统。 2．拟采取的研究方法 了解课题所需知识点，然后翻阅相关资料和教材，通过网页搜索查找相关资料，计算各参数，了解各元器件的功能作用，设计电路图，用相关的仿真软件进行仿真，最后进行实物调试。
便携式心率监测仪文献综述
文献综述 一、目的和意义 便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。未来，还将有众多能显著改善医疗效果的创新型医疗应用产品。多年来，心率检测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。目前，检测心率的仪器虽然很多，但是体积大，功耗大，不易于携带。有些医院使用的各种心率监测仪器抗干扰性差，开发成本高，价格昂贵，即便用于心率信号采集的传感器也价格不菲。如果心率监测的仪器能够做到体积小，制作成本和销售价格低、操作简单，能被普通家庭患者接受，这无疑为临床诊断和个人保健使用提供了方便。因此，设计一种成本低廉，可随身携带，可长时间记录，显示和存储心率值，可与微机通讯并具有较强抗干扰能力的心率检测仪是十分必要的。基于此，本文探究研发了一种体积小，操作简单，适合家庭和社区医疗保健使用的便携式心率检测仪。 二、国内外现状 心电监护（ECG Telemonitor）的历史，可以追溯到上世纪初。1903年，“心电图之父”荷兰教授Einthoven通过1500米的电缆线，记录了世界上第一份完整人体心电图，这在后来被广泛认为是心电监护的雏形。其后数十年间，伴随冠心病等心血管疾病的大肆流行，心电采集和监测技术得以迅猛发展。最早，医务人员对ECG的监测和需求，是从危重病人抢救开始的。1933年Hooker首次进行实验动物心脏复苏，
通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。1943年Claude Beek首次在手术室内实施电除颤，开始ECG的监测和临床应用。1952年Zoll首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢复的病人进行起搏、监护，使病人得以康复。1956年体外除颤仪问世，提高了危重病人抢救的存活率。1960年Kauwenhoven报道胸外心脏按摩有效，心脏复苏技术日渐成熟。1960年研发的持续床边ECG监测仪，能够适时不断地监护病人的ECG状况，使得心脏病人及危重病人得以密切和连续的被观察，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连续的分析和判断。20世纪中晚期，动态心电图（Holter）、床旁心电监护仪先后发明并在临床得到应用。同期，使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术、网络技术的远程医疗（TeleMedicine）日益兴起和成熟，心电远程监护获得了长久发展和广泛应用。20世纪60~80年代，基于传输的心电监护技术（TTM）在国外得到应用和普及，并取得了良好的效果。TTM技术的原理是将实时采集的心电信息转变为声音，通过传至医院接收机，再将声音谐调为心电信号，用心电图机描记，医生通过给予患者诊断和治疗国内的医用心电监测仪虽然相比国外起步较晚，但经过多年的研究发展也取得了相当可观的成果。某大学电气工程学院的陈颖昭、高跃明等人设计了一种一种基于STM32 的便携式家用心电检测仪。心电电极采集体表单导联心电信号，经预处理电路对心电信号进行放大、滤波和电平抬升后，送至STM32 中进行模/数转换和数字处理，在液晶屏上实时显示心电波形、心率和分析结果。实验表明，该心电
便携式脉搏测试仪毕业设计(改)
重申明 本人呈交的毕业实习报告（设计），是在导师的指导下，独立进行实习和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的容外，本毕业实习报告（设计）的成果不包含他人享有著作权的容。对本毕业实习报告（设计）所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本毕业实习报告（设计）的知识产权归属于作者与培养单位。 学生签名 日期2012.12
摘要 本作品根据题目要求指示，以精准脉搏测量电路为核心，以TI公司提供的LaunchPad MSP430（G2553）单片机开发板为核心控制。应用单片机部集成的10位8通道多路ADC做模数转换，与外部电路构成测试系统。本作品根据题目要求使用+3.6V电源供电，测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。同时具有脉搏上下门限警报、监护状态和回放状态，并可在128×64点阵屏幕上动态显示光电脉搏信号波形等功能。 本题目来自“2012年全国大学生电子设计大赛TI杯赛区” 关键词：自动测量；上下限报警；回放；监测；光电探头
目录 1 选题意义 (1) 2 系统方案 2.1方案比较 (2) 2.2系统描述 (2) 2.2.1芯片基本工作原理 (3) 2.2.2整体描述 (3) 3 脉搏测量原理 (4) 4 电路分析 4.1 CPU控制电路 (5) 4.2信号采集和信号处理电路 (6) 4.3键盘电路 (7) 4.4显示电路 (8) 4.5报警电路 (8) 5 程序分析 5.1 程序总体流程图 (9) 5.2 核心程序流程图 (10) 5.3 开发环境介绍 (10) 5.4脉搏计数算法 (11) 5.5 程序节选 (12) 6 系统测试 6.1测试结果及分析 (14) 6.2作品展示 (15) 结论 (16) 参考文献 (17)
便携式心率测试仪电子系统设计报告
五邑大学 电子系统设计结题报告题目：便携式心率测试仪 院系信息工程学院 专业电子信息工程 学号 学生姓名 指导教师 报告日期2012.12.18
目录 1、摘要 (2) 2、课题研究意义 (2) 2.1.背景 (2) 2.2 设计任务与要求 (2) 3、方案设计说明 (2) 3.1硬件电路原理分析说明 (2) 3.1.1信号放大电路 (2) 3.1.2滤波电路 (3) 3.1.3整形电路 (4) 3.1.4单片机信号处理电路 (4) 3.1.5数码管显示电路 (5) 3.2软件设计 (6) 3.2.1编程环境与开发工具 (6) 3.2.2源程序及注解 (7) 4、调试过程遇到的问题与解决的方法 (9) 5、5、设计总结及体会 (9) 6、参考文献 (9) 7、附录 (10)
1、摘要 本文设计了一种基于STC89C51单片机实现的便携式心率测试仪.接受心率测试检测模块发送的信号并对信号进行检测分析并显示，从而实现心率测试功能。该系统的硬件单元包括信号放大电路、滤波电路、整形电路、单片机控制电路和数码管显示电路。采用了放大电路后，使得采集的脉搏信号放大到整形电路要求的电压幅度。滤波电路消除了干扰，得到特定频率的低频信号。整形电路把模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。单片机内的处理程序将接收到的信号进行监测分析，得出心率值，经单片机I/O口发送给由数码管组成的显示模块显示。 2、课题研究意义 2.1背景 1）健康的重要性不言而喻，越来越多的研究表明心率是健康极其重要的指标。一般人们为了知道 自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人、运动员等，他们都得赶到医院而不能实时 测量和预知。为了贯彻党和国家“预防为主”的医疗方针，满足人们能享受基本医疗保健的愿望， 便携式心率测试仪应运而生，也极具市场潜力。 2）心脏病人往往需要经常去医院定期心脏检测，此仪器可以随时将病人的心脏情况记录和保存， 并发送给医生，从而给病人带来便捷也有助于治疗；当心脏类疾病突发时，也可以提前将心脏情 况发送给医生，从而缩短救援时间，提高救援成功率。 2.2设计任务与要求 2.2.1设计任务：设计基于C51单片机的便携式心率测试仪。 2.2.2要求：（1）设计脉搏波放大、滤波、整形电路，实现所采集的脉搏信号的放大、滤波、 整形。 （2）设计单片机电路及处理程序与数码管显示电路，实现心率信号的处理与正 确显示。 3、方案设计说明 3.1硬件电路原理分析说明 3.1.1信号放大电路 作用：将采集的幅度值过小的心率信号放大到足够大的幅值。 原理：电路如图所示:利用运算放大器实现反向比例放大电路。运算放大器在深度负反馈的条件下 工作于线性区，根据“虚短”和“虚断”的概念对以上电路进行分析，可得： 放大器增益Ua=-R17/R16=20 电路采用LM324双极型线性集成放大器，有直流电压增益高(约
心率测试仪的设计
江西工业贸易职业技术学院毕业设计 摘要 随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。通过观测脉搏信号，可以对人体的健康进行检查，通常被用于保健中心和医院。本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。 脉搏；单片机；光电传感器；脉冲信号；便携式关键词： I 江西工业贸易职业技术学院毕业设计 目录 摘要I........................................................................................................................................ .第1章引言....................................................................................................................... 11.1概述. (1)
1.2基于单片机的心率测试仪的发展与应用 (2) 1.3本设计的主要内容 (3) 第2章整体方案分析.................................................................................................... 4. 2.1任务 (4) 2.2要求 (4) 2.3系统的整体方案 (4) 2.4 方案的对比和论证 (4) 2.4.1脉搏检测传感器的选择 (4) 2.4.2单片机的选择 (6) 2.4.3显示部分的选择 (6) 2.5设计时要考虑的问题 (7) 2.5.1环境光对脉搏传感器测量的影响 (7) 2.5.2电磁干扰对脉搏传感器的影响 (7) 2.5.3测量过程中运动噪声的影响 (8) 2.6本章小结 (8) 第3章硬件电路设计分析........................................................................................... 93.1控制 器 (9) 3.1.1AT89S52 (9) 3.1.2AT89S52的特点 (9) 3.1.3AT89S52的结构 (9) 3.2脉搏信号采集....................................................................................................... 12 3.2.1光电传感器的结构及原理 (12) 3.2.2信号采集电路 (13) 3.3信号放大电路....................................................................................................... 13
基于单片机的家用心率检测仪设计 (1)
统工作正常,达到设计要求,具有一定的使用价值。 关键词:STC89C52;心率检测;光电传感器 Design of Home Heart Rate Detector Based on MCU Author Tutor Abstract Heart rate detector is widely used in daily life.In order to meet the needs of speci al groups to be able to accurately detect at home.In this paper,a home heart rate detector based on 52MCU is designed.The system takes STC89C52RC single chip microcomputer as the core.A photoelectric sensor is used to generate a pulse signal.The internal timer of the MCU system ca n calculate the time.The number of heart rate is obtained by accumulating the signals.The syste m can judge whether the measurement is normal by observing the flashing state of the indicator light.Then,the total number of pulses can be displayed,and the upper and lower heart rates can b e set.When the measured value exceeds the set range alarm.Tests show that the system is work ing properly,meet the design requirements.It has certain use value. Keywords: STC89C52;Heart Rate Detector;Photoelectric sensor 目录 引言1 1 家用心率检测仪设计概述2 1.1 心率检测仪总体设计要求2 1.2 元器件选择及其功能介绍2 1.3 心率检测仪总体设计方案4
基于51单片机的脉搏心率测量仪-参考论文
基于51单片机的脉搏测量仪 摘要：脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C51单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统部定时器来计算时间，由红外反射式传感器 ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试，系统工作正常，达到设计要求。 关键词：脉搏心率测量仪；STC89C51单片机；红外反射式传感器 一脉搏心率测量仪系统结构 脉搏心率测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏心率变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏心率变化，最后要得出每分钟的脉搏心率次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏心率次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。 1.1 光电脉搏心率测量仪的结构 光电脉搏心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码管显示电路、电源等部
分。 1．光电传感器 即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和红外接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。 2．信号处理 即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。 3. 单片机电路 即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括STC89C51、外部晶振、外部中断等）。 4．数码管显示电路 即把单片机计算得出的结果用四位一体数码管显示出来。 5. 电源 即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，采用直流5V电源供电。 1.2工作原理 本设计采用单片机STC89C51为控制核心，实现脉搏心率测量仪的基本测量功能。脉搏心率测量仪硬件框图如下图2.1 所示：
脉搏测试仪设计报告
脉搏测试仪设计报告 摘要：本系统以ST12C5A60S2单片机为核心，利用红外线发射二极管和接收二极管作为信号检测传感器，通过LM324信号放大电路，最终使用四位一体数码管作为显示器件。系统利用红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。由此来对人体心率的数据进行测量。 关键词：ST12C5A60S2、红外线发射二极管、接收二极管、LM324、MY3641AH
Abstract：The system is based on the ST12C5A60S2 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and receive diode as sensor, signal amplifier circuit with LM324 as the core device, with 2MY3641AH four in one as a digital control display device. Through infrared to control the human beating heart vascular blood saturation degree of change will cause the light intensity changes, the infrared receiving diode current also change, resulting in the infrared emission tube output pulse signal, after which is composed of LM3243stage amplifying circuit amplifies the pulse signal is transmitted to the single chip microcomputer, signal processing, finally the data sent to the digital tube display. According to the data measured on human heart rate. Key words: ST12C5A60S2, infrared emitting diode, receiving diode, LM324, MY3641AH 目录
数显式脉搏测试仪
****大学 电子课程设计 ———数显式脉搏测试仪 学院： 专业、班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2014年12月
电子实习目录 一实习设计目的.................................................................................................... .. (3) 二设计引言以及设计概述 (3) 1引言 2概述 3目的 4意义 5要求 6内容 7要解决的主要问题 三设计方案的论证（理论依据和多种方案的分析比较） (4) 四设计画出总的原理框图，简述工作原理 (7) 五设计各单元模块，阐述工作原理 (8) （参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程） 1 传感器 (8) 2 放大与整形 (9) 3 倍频电路 (10) 4 定时电路 (10) 5 计数译码显示 (12) 六调试各单元模块（调试原理和调试方法） (15) 1放大电路测试 (15) 2倍频电路测试 (16) 3.定时电路测试 (17)
4.电路整体性能测试 (18) 七绘制总原理图，详细阐述工作原理 (18) 八心得体会 (22) 九参考文献 (22) 一、实习设计目的 实习是对学生运用所学专业理论知识和实践操作技能的一次检验，使学生得到一次全面、系统的实践训练，以巩固所学的理论知识，加强实际操作、独立工作和解决实际问题的能力。同时，培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律的良好作风，通过设计实习可达到以下目的： （1）加深对所学理论知识的理解，更熟练掌握基本理论，且将理论与实际相结合。 （2）学会基本的设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计，为今后的毕业设计打下良好的基础。 （3）对所设计的电路进行实际电路验证，学会基本的调试电路的方法， 二设计引言以及设计概述 （1）引言 人体脉搏计的设计是基于传感器，放大电路，显示电路等基础电路的基础上，实现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。具体的各部分电路接下来将介绍。随着时代的发展，人类进入了信息化电子时代，传感器技术作为现代技术的主要内
便携式心率测试仪(开题报告)
便携式心率测试仪(开题报告) 五邑大学 电子系统设计开题报告 题目：便携式心率测试仪 院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师开题报告日期 一、课题、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。 1．课题 便携式心率测试仪 2．国内外研究现状与水平 便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。未来，还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。 满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍，但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。医疗市场的相关需求往往很难协调，如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟，以及超长电池使用寿命与高处理能力等。这些产品需要模数转换器
(ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。这些都将是需要我们更多的去研究和发展。 3．研究意义和目的 以往专门测量心率值的仪器较少，人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。为了观测“预防为主”的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。所以便携式医疗仪器已相继问世。便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。该心率仪可用于临床心率监护；并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。 二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。（附主要
光电脉搏测量仪
光电脉搏测量仪设计报告 一、设计意义 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的 重视。目前医院的护士每天都要给住院的病人把 脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人 腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了 节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测 量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得 到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时， 而且精度也不高，因此，需要有使用更加方便， 测量精度更高的设备。 二、关键技术 脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感 器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波 检测系统以光电检测技术为基础，并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法，代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。本系统模拟电路简单，由ADC841芯片实现脉搏信号采集，信号处理和脉搏次数的计算等功能，因此体积小，功耗低，系统稳定性高。本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC 机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。 三、硬件设计 3.1 设计框图 光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、 数码显示、电源等部分。脉搏测量仪硬件框图如图1所示。 当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。 3.2脉搏信号采集与放大整形 目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式 脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来, 光电检测技术在临床医学应用中发展很快, 这主要是由 于光能避开强烈的电磁干扰, 具有很高的绝缘性, 且可非侵入地检测病人各种症状信息,具有结构简
数显式脉搏测试仪
*＊＊＊大学 电子课程设计 ———数显式脉搏测 试仪 学院： 专业、班级: 姓名： 学号: 指导老师： 2014年1２月 电子实习目录 一实习设计目得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 二设计引言以及设计概述………………………………………………………… ３ 1引言2概述3目得4意义５要求6内容7要解决得主要问题 三设计方案得论证（理论依据与多种方案得分析比较) (4) 四设计画出总得原理框图,简述工作原理 (7) 五设计各单元模块，阐述工作原理 (8) （参数计算选择、元件功能、芯片引脚功能、线路连接、工作原理、验证过程) 1 传感器…………………………………………………………………………８ ２放大与整形……………………………………………………………………９ 3 倍频电路………………………………………………………………………１
4 定时电路 (1) ０ 5 计数译码显示…………………………………………………………………１2 六调试各单元模块（调试原理与调试方法) (15) 1放大电路测试 (1) ５ 2倍频电路测试 (16) 3、定时电路测试…………………………………………………………………１7 4、电路整体性能测试 (18) 七绘制总原理图，详细阐述工作原理 (18) 八心得体会…………………………………………………………………………２2 九参考文献 (22) 一、实习设计目得 实习就是对学生运用所学专业理论知识与实践操作技能得一次检验,使学生得到一次全面、系统得实践训练,以巩固所学得理论知识,加强实际操作、独立工作与解决实际问题得能力.同时,培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律得良好作风，通过设计实习可达到以下目得: （１)加深对所学理论知识得理解，更熟练掌握基本理论,且将理论与实际相结合。 （2)学会基本得设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计,为今后得毕业设计打下良好得基础。 (3）对所设计得电路进行实际电路验证，学会基本得调试电路得方法, 二设计引言以及设计概述 (1）引言 人体脉搏计得设计就是基于传感器,放大电路，显示电路等基础电路得基础上，实现对人体脉搏得精确测量。其设计初衷就是适用于各年龄阶段得人群，方便快捷得测量脉搏次数,并用十进制数显示出来。具体得各部分电路接下来将介绍。随着时代得发展，人类进入了信息化电子时代,传感器技术作为现代技术得主要内容将有较大得发展。信息技术包括技术、通信技术与传感器技术。现代人类社
便携式心率监测仪文献综述
文献综述 一、目的和意义未便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。多年来，还将有众多能显著改善医疗效果的创新型医疗应用产品。来，它们心率检测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，目所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。前，检测心率的仪器虽然很多，但是体积大，功耗大，不易于携带。价格昂有些医院使用的各种心率监测仪器抗干扰性差，开发成本高，如果心率监测的仪贵，即便用于心率信号采集的传感器也价格不菲。器能够做到体积小，制作成本和销售价格低、操作简单，能被普通家庭患者接受，这无疑为临床诊断和个人保健使用提供了方便。因此，显示和存储心率值，可长时间记录，设计一种成本低廉，可随身携带，基可与微机通讯并具有较强抗干扰能力的心率检测仪是十分必要的。于此，本文探究研发了一种体积小，操作简 单，适合家庭和社区医疗保健使用的便携式心率检测仪。国内外现状二、1903可以追溯到上世纪初。（心电监护ECG Telemonitor）的历史，米的电缆线，记录了“心电图之父”荷兰教授年，Einthoven 通过1500这在后来被广泛认为是心电监护的雏世界上第一份完整人体心电图，形。其后数十年间，伴随冠心病等心血管疾病的大肆流行，心电采集的监测和需求，是最早，医务人员对和监测技术得以迅猛发展。ECG首次进行实验动物心脏复苏，Hooker年1933从危重病人抢救开始的。．
通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。的监测和临ECG首次在手术室内实施1943年Claude Beek电除颤，开始首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢Zoll床应用。1952年年体外除颤仪问世，1956复的病人进行起搏、监护，使病人得以康复。报道胸外心脏按1960提高了危重病人抢救的存活率。年Kauwenhoven监测仪，年研发的持续床边摩有效，心脏复苏技术日渐成熟。1960ECG使得心脏病人及危重病人得以能够适时不断地监护病人的ECG状况，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连密切和连续的被观察，、床旁心电监）20世纪中晚期，动态心电图（Holter 续的分析和判断。护仪先后发明并在临床得到应用。同期，使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术、网络技术的远程医疗）日益兴起和成熟，心电远程监护获得了长久发展和（TeleMedicine）年代，TTM基于电话传输的心电监护技术（20广泛应用。世纪60~80技术的原理是将在国外得到应用和普及，并取得了良好的效果。TTM再将声实时采集的心电信息转变为声音，通过电话传至医院接收机，医生通过电话给予患者诊断和用心电图机描记，音谐调为心电信号，治疗 国内的医用心电监测仪虽然相比国外起步较晚，但经过多年的研究发展也取得了相当可观的成果。福州大学电气工程学院的陈颖昭、高跃明等人设计了一种一种基于STM32 的便携式家用心电检测仪。心电电极采集体表单导联心电信号，经预处理电路对心电信号进数转换和数字处/中进行模STM32 行放大、滤波和电平抬升后，送至．
压电传感器SC0073脉搏测量仪设计讲解
大连民族学院机电信息工程学院 自动化系 单片机系统课程设计报告 题目：脉搏测量仪设计 专业：自动化 班级：自动化103 学生姓名：王宏刚，勾延伟，金文杰 指导教师：陈晓云，张秀春 设计完成日期：2012年11月28日
目录 1任务分析和性能指标 (1) 1.1任务分析 (1) 1.2性能指标 (1) 2总体方案设计 (2) 2.1硬件方案 (2) 2.1.1传感器 (2) 2.1.2 信号处理 (2) 2.1.3 单片机 (2) 2.1.4 电源 (2) 2.2软件方案 (2) 3硬件设计与实现 (4) 3.1前置放大电路 (4) 3.2二阶有源滤波电路 (4) 3.3波形整形电路 (5) 3.4单片机接口电路 (6) 4软件设计与实现 (7) 4.1主程序 (7) 5 调试及性能分析 (8) 5.1调试分析 (8) 总结 (9) 参考文献 (10) 附录1 元器件清单 (11) 附录2 调试系统照片 (12) 附录3源代码 (13)
1任务分析和性能指标 1.1任务分析 医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。为了提高脉搏测量的精确与速度，多种脉搏测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，而其中关键是对脉搏传感器的研究。 动态微压传感器是一种高性能、低成本的压电式小型压力传感器，产品采用压电薄膜作为换能材料，动态压力信号通过薄膜变成电荷量，在经传感器内部放大电路转换成电压输出。该传感器具有灵敏度高，抗过载及冲击波能力强，抗干扰性好、操作简便、体积小、重量轻、成本低等特点，广泛应用于医疗、工业控制、交通、安全防卫等领域。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。 1.2性能指标 系统能准确测量人的脉搏次数，一分钟误差不超过1次，有直观的显示系统。系统要求有自己设计电路部分。