数显式脉搏测试仪

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电子课程设计

———数显式脉搏测试仪

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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容将有较大的发展。信息技术包括技术、通信技术和传感器技术。现代人类社会已经进入信息时代，因而信息技术对社会发展，科学进步将起到决定性作用。现代信息技术的基础是信息采集、信息传输与信息处理，他们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。传统的脉搏测量用手工测量，通常将指尖轻压动脉向较坚实的面，以使脉搏的感觉传到指尖，如果将动脉压上软的组织，则脉动波会被吸收或抵消，使指尖不易触觉脉动；指尖压在动脉上的力量要适中，用力太重将阻断血流，反而无脉搏产生。这种手工方法虽然简单易行，但容易产生误差，特别是临床住院病人常规的监测上，这种手工测脉搏的方法不仅影响工作效率，并且不能连续监测，无法实时观察。我们设计的数字脉搏计是一种自动测量人体脉搏的仪器，能直观地显示人体每分钟脉搏数，可连续、动态监量，价格便宜，适于普及推广。本此课设设计了一款基于压电传感器的电子脉搏计，实现在30s内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。该传感器可与电子电路相结合，将脉搏信号转化为模拟电信号，并利用滤波技术等信号处理方法准确的测量人体微弱的脉搏信号，而且可以进一步实现显示记录功能。

（2）概述

随着人们生活水平的提高，心脏疾病的发病率呈上升趋势，已成为威胁人类身体健康的杀手之一，因为心脏病的发作具有突发性和随机性，所以为患者进行实时的测量监控已成为必然的趋势。随着电子科技的不断发展，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，许多研究人员都投身于人类的健康事业中。心率：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动次数，已第一声为准，心电信号是一种非常弱且频率较低的一种信号，一般幅值在0.05到5毫伏之间，频率在0.05到100HZ之间，脉搏波：人体心室周期的收缩和舒张，导致主动脉的收缩和舒张，是血流压力---波的形式从主动脉根部开始沿着动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现的形态强度，速率和节律等方面的综合信息，反应出许多生理的血流特征，而心率的测量是一种评价人生理状况很好的方法。心率和脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病的时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量更容易实现特点。在实际应用中得到广泛应用。脉搏计在实际应用中非常广泛，他是用来测量一个人的心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，用来测量频率较低的小信号。其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计分析和工作等方面。通过使电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需求设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学的知识应用于实践。

（3）实习目的

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。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。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和熟悉焊接技术。熟悉脉搏计电路的组成，工作原理和设计方法。掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等工作的原理和使用方法等的特点、用途以及主要参数的计算方法。熟悉集成电路芯片74LS00、74LS160、晶闸管、有源滤波等电路的特点以及主要参数的选择方法。

（4）意义

培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。培养学生的创新能力。

（5）要求

最终的电路要能够实现在15s内测量人体1min的脉搏振动的次数，并且将振动的次数通过显示器显示出来。一般来说，正常人的脉搏振动的次数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。

（6）内容

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。

（7）要解决的主要问题

主要解决传感器、放大与整形、倍频电路、定时电路、计数译码显示这五个单元模块的设计和连接，最终实现要求设计的功能。

三设计方案的论证（理论依据，多种方案的分析比较）

方案一：

（1）传感器是将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。

（2）放大整形电路把传感器的微弱电流，微弱电压放大，整形出去杂散信号。

（3）倍频器是将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频，即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。（4）控制电路用555保证基准时间控制，4倍频后的脉冲信号送计数、显示电路中。

（5）计数、译码、显示电路用来读出脉搏数，以十进制数的形式由数码管显示出来。

上述测量过程中，由于对脉冲进行了4倍频，计数时间也相应地缩短了4倍15S，而数码管显示的数字却是1min的脉搏跳动次数。用这种方案测量的误差为±4次／min，测量时间越短，误差也就越大。

电路原理框图如图1所示：

图1 方案一脉搏计原理框图

此方案采用脉搏传感器，74LS160计数器集成运放放大电路，555构成的单稳态触发器，D触发器组成的4倍频电路等电路。脉搏传感器作用将脉搏信号转换为响应的电脉搏冲信号。放大电路多种多样，本次试验采用比较简单，廉价的运放电路。由一个运放器和三个电阻就组成了。放大倍数可调。倍频电路对脉搏进行调频，如将15S内传感器所获得信号频率4倍频即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。555定时器是为了实验在规定时间内完成。本设计采用简单的74LS160作为计数器，因为它是十进制计数器，无需改装，直接使用。因为脉搏测量器所需的上百位的数字。因此将三片74LS160直接进行进位方式连接，即得千进制计数器。结合以上各部分电路内容及设计要求分析，以控制电路为枢纽，将经传感器、放大整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制，使其能够准确的显示脉搏数。根据此框图，各部分电路有如下几种设计方案：放大电路可以在同相放大器和反相放大器之间选择，二者几乎没有区别，在此选择使用反相比较器，整形电路可以用555构成的施密特触发器或者由运放组成的迟滞电压比较器，考虑到运放的使用较555简单方便，选择用运放构成迟滞比较器，倍频电路的形式很多，可以用锁相倍频器或者异或门倍频器

等，由于锁相倍频器电路比较复杂，成本比较高，所以这里采用了能满足设计要求的D触发器组成的4倍频电路。基准时间产生电路的设计方案也较多，可以选择石英晶体振荡电路、555定时器构成的单稳态触发器，因为石英晶体振荡电路还需要接入4060集成芯片，使用比555复杂，所以选择555产生基准时间，计数译码显示电路的计数器设计有较多方案，可以选择160、161、279等芯片均可以设置为10进制来满足要求，在此选择使用普遍，较熟悉的160作为计数器电路。

方案二

测量脉搏跳动固定次数（比如5次，10次）所需的时间，然后转换为每分钟的脉搏数。电路原理图如图2所示。

计数器从左至右分别为百位、十位、个位。十位的计数受各位的影响，只有当个位计数到9后十位的使能端信号才有效。十位开始计数，百位的计数原理同十位。74LS160计数器集成运放放大电路，555构成的单稳态触发器，D触发器组成的4倍频电路等电路。脉搏传感器作用将脉搏信号转换为响应的电脉搏冲信号。放大电路多种多样，本次试验采用比较简单，廉价的运放电路。由一个运放器和三个电阻就组成了。放大倍数可调。倍频电路对脉搏进行调频，如将15S内传感器所

获得信号频率4倍频即可得到对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时间。555定时器是为了实验在规定时间内完成。本设计采用简单的74LS160作为计数器，因为它是十进制计数器，无需改装，直接使用。因为脉搏测量器所需的上百位的数字。因此将三片74LS160直接进行进位方式连接，即得千进制计数器。结合以上各部分电路内容及设计要求分析，以控制电路为枢纽，将经传感器、放大整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制，使其能够准确的显示脉搏数。

（1）传感器

脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。目前典型的脉搏传感器有以下三种：光电类、压阻类和压电类。传感器采用了红外光电转换器，作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况，把脉搏跳动转换为电信号。传感器信号调节，该部分结构简单R1和R2的值分别选取510Ω和10KΩ，电源采用5V供电，红外线发光管采用TLN104接收三极管采用TLP104。本次设计中是利用函数信号发生器，使用正弦波模拟人体脉搏跳动。其原理电路如图3：

图3 红外光电传感器

(2)放大与整形

由于传感器输出电阻比较高，本次课程设计中的放大电路采用了同相放大器，如图所示，运放采用了OP07，电源电压采用正负5V，放大电路放大倍数为20倍左右。整形电路在这里采用了最为简单的与非门电路。电路如图4所示。

图4 放大与整形电路

NE5532AI的功能介绍：

1、等效输入噪声电压

5纳伏/Hz的典型值在1kHz

2、单位增益带宽，典型值为10MHz

3、高直流电压增益，典型值为100V/mV

4、峰峰值输出电压摆幅为32V

典型的电压CC+=+18V和R L=600Ω

5、高转换率，典型值为9V/us

6、宽电源电压范围，+3V到+20V

NE5532AI管脚接线图

（3）倍频电路

该电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频，以便在15s内测出1min 内的人体脉搏跳动次数，从而缩短测量时间，以提高诊断效率。倍频电路的形式很多，如锁相倍频器、异或门倍频器等，由于锁相倍频器电路比较复杂，成本比较高，所以这里采用了能满足设计要求的D触发器组成的4倍频电路。电路如图5所示。

图5 倍频电路

（4）定时电路

555定时器是为了试验在15s 内完成任务，使单稳态的时间长度为15s 。所以定时时间为15s 。本试验采用555单稳态定时电路。工作原理大概如下：

开关打开，RST 、VCC 、1端都为高电平，此时比较器1、2都输出高电平，输出端输出为低电平。 触发时：开关打开，RST 、VCC 、1端都为高电平，此时比较器1、2都输出高电平，输出端输出为低电平。 触发时：触发信号加在触发端，比较器2输出低电平，锁存器置1，输出端输出高电平。电源通过电阻R6向电容C2充电，暂稳态开始。经过一个小的延迟时间，触发信号消失，触发端为高电平。 暂稳态结束时：随着电容的充电，当时间达到15s 的时候，电容两端电压为2/3VCC,THR 和THI 为1/3VCC ，此时输出变为低电平。时间常数有t=1.1RC 可以求得。取C5=10nF ，C2=4.7uF ，R6=2.9M Ω。

图6 定时电路

图7 555内部原理图和逻辑图

（5）计数译码显示

这部分电路主要要完成对方波脉冲计数，将计数结果译码显示出来的功能。对于这部分电路，有很多方案都可以实现这个功能，而且电路都很相似，对于计数器，选择曾在这个学期做过的电子技术实验中多次用到的十进制计数器74LS160。电路如图8所示。

图8 计数与显示

芯片使用说明：

74LS160逻辑功能测试

74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。使用74LS160通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器。其引脚图见图9。

先对74LS160的基本功能进行测试，并将计数器的工作状态填入表9中。

①异步清零：当D R ＝0时，Q 0＝Q 1＝Q 2＝Q 3＝0。

②同步预置：当LD ＝0时，在时钟脉冲CP 上升沿作用下，Q 0＝D 0，Q 1＝D 1，Q 2＝D 2，Q 3＝D 3。

③锁存：当使能端0EP ET ＝时，计数器禁止计数，为锁存状态。

④计数：当使能端EP ＝ET ＝1时，为计数状态。

表9 74LS160的逻辑功能表

五、性能的测试

本次课程设计中是利用函数信号发生器，使用正弦波模拟人体脉搏跳动。如图10所示。

图10 函数信号发生器

1.放大电路测试

在本次课程设计中，由于传感器电阻大，所以需要放大电路，放大电路的电路图为图11所示，波形图如图12所示

图11 放大电路

图9 74LS160引脚图

图 12

（2）倍频电路测试

四倍频电路：

原理图如图13所示，其工作原理为：当a点为低电平稳定时，b点为0。a=b,c=0。当a由低变高时，第一个异或输出为高。给电容充电，b点电压逐渐升高，当电压达到异或门的阈值电压2V时，c点为低。高电平时间由R1，C1的值共同确定。当a点由高到低时，b点电压不变，且电容开始放电，此时，a=!b, c点电位为高，直到电容放电致电压小于2V，c点跳变为低。整个过程组成一个二倍频电路，两个二倍频电路构成一个四倍频电路。输入与输出波形如图14所示。输入脉搏信号用250HZ的矩形波，T=4ms。前级二倍频电路的高电平应为2ms。

=0.7RC=0.7×7K×0.4uF=1.96ms。

经计算得：T

W

。且如果电容过为使上升沿分布均匀，二级倍频电路的高电平应小于1/2T

W

大，则波形可能出现丢步现象。故我们只需要分布均匀的上升沿即可。所以：

=0.7RC=0.7×1K×0.1uF=0.07ms

T

W2

。

图13 倍频电路

图14 4倍频波形（A通道为频率放大4倍后波形，B通道为信号源波形）

（3）定时电路测试

本次课题中，要求用15秒测出1min的人体脉搏，所以用555定时器使输出端在15秒以内为高电平，15秒之后为低电平。电路如图15所示，波形如图16所示。

图15 555定时器部分电路

图16 555定时输出波形

（4）电路整体性能测试

在本次课程设计中当加入一个1Hz，10V的信号源时，在15秒时脉搏计上的示数为60，在题目要求的误差范围内

图17 加入1hz信号源时15秒所测出的脉搏数

其他测量值如表一所示

表一输入频率以及脉搏计显示示数

六、结论

本次课程设计基本实现了课题的要求，将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号，放大整形后进行四倍频，并在15s（基准时间）内对此信号计数，便得到了1min脉搏数。

七、性价比

555集成芯片，74LS160，NE5532AI，7400,74LS86以及数码管都是在市场上的销售价格都比较便宜，可以买到，并且常用的芯片，在一定条件上可以代替市场上销售昂贵的脉搏计。此脉搏计，制作简单，方便，成本低廉，性价比良好。

八、实训心得体会

经过为期两周的数字电子技术综合课程设计实习，我学到了很多东西，这一课程设计使我们对课堂上所学的理论知识有了进一步的认识，并增强了我对数字电子技术这门课程的兴趣，我对实验要求有新的提高，增强我对焊接的严谨性，动手能力也有一定的提高，对电路板布线也知道了一些注意事项。经过实训进一步加深对逻辑电路和一些常用IC如74LS160、7400、555等应用的熟悉和掌握。另外，我也发现自己对数电知识和电子设计软件掌握得不够，其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用Multisim10这个仿真软件，因此我也进一步熟悉了此软件的使用，同时使用电脑对绘图操作上有了进一步提高。

我首先应选出一个比较该兴趣的课题，然后根据设计题目的技术指标或电路所实现的功能，对各单元模块进行设计，在设计过程中遇到了一些问题，使得我查找各种相关资料，在增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。最后将各单元模块进行总体设计并画出原理框图。最后我们用仿真软件对我们所设计的电路进行了仿真，经过我们不断地调试才达到我们实际的要求。

通过这次实践，使我对抽象的理论有了具体的认识。也使对我专业知识和专业基础知识做了一次实际检验和巩固，这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。通过实训明白数字电路的安装，焊接过程是一个考验人耐心的过程，对电路的安装、焊接、分析。调试要一步一步的来，不能急躁，在测试问题时对电路原理的理解显得尤为重要，只有明白原理才能很好的排除故障，

当然，完成此次电路制作与老师的辛勤指导也是有很大关系的，很感谢老师

每天指导我们完成这次实训，总之这次的实训是一次很好的理论结合实际的锻炼，从中受益匪浅。

九、参考文献

[1] 夏路易主编. 数字电子技术基础. [M]北京：科学出版社，2012年

[2]毕满清主编.电力技术实验与课程设计.[M]北京：机械工业出版社，2005年附录I 总电路图

附录II 元器件清单

基于单片机的智能脉搏测试仪设计

机械工程测试技术课程设计说明书 课题题目：智能脉搏测试仪设计 专业名称：机械设计制造及其自动化学生班级： xxxxxx 班 学生姓名： xxxxxx 学生学号： xxxxxxxxx 指导教师： xxxx年x月x日 课程设计任务书

目录 第1章绪论 (2) 技术指标 (2) 1.1 目的及意义 (2) 1.2 检测方法 (2) 第2章智能脉搏测试仪的总体设计 (3) 2.1 拟解决的问题 (3) 2.2 光电传感器检测原理 (3) 2.3 方案1 (3) 2.4 方案2 (4) 第3章硬件电路设计 (5) 3.1 信号采集结构图 (5) 3.2 信号采集电路 (5) 3.3 放大整形电路 (6) 3.4 单片机处理 (7) 3.5 显示模块 (7) 3.6超限报警模块 (7) 第4章软件电路设计 (8) 4.1 主程序流程 (8) 4.2 定时器中断程序流程 (9) 4.3 外部中断程序 (10) 4.4 超限报警程序 (11) 4.5 程序说明 (12) 第5章实验调试及结果 (12) 5.1 测量使用方法 (12) 参考文献 (13)

第1章绪论 技术指标 要求设计一个智能脉搏测试仪，其主要技术指标如下： （1）心率测量范围：0～300次/分 （2）被测心率达到小于50次/分或大于120次/分时，蜂鸣器工作。 1.1发展趋势 心率是指单位时间内心脏搏动的次数，一般是指每分钟的心跳次数，是临床常规检查的生理指标。语音心率测试仪是通过红外光电传感器采集手指动脉波信号，经过放大和整形处理后将信号送入单片机进行计算，快速地转换为一分钟心率，结果在液晶显示器是显示，同时会有心率超限检测报警。 目前脉搏测量仪在多个领域被广泛应用，除了应用于医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等，商业应用也不断拓展，如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏测量仪。 1.1目的及意义 制作语音心率测试仪的过程中，我可以充分的将理论知识灵活的运用到实际当中，也学习到专业以外更多的知识，扩展自己的视野。随着科技的发展，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。 1.2检测方法 1.2.1传统

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

数显脉搏测试仪课程设计 精品

目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 1.1 心率测试的意 义 (4) 1.2 心率测试仪的组成框 图 (4) 1.3 心率测试的基本过 程 (5) 第二章基础知识介绍 (6) 2.1PVdF传感 器 (6) 2.1.1敏感部分 (6) 2.1.2电荷放大器 (7) 2.2555定时器 (7) 2.2.1 555定时器的基本功能 (7) 2.2.2 555组成的基本电路及应用 (9) 2.3 十进制加法计数器 74160 (10) 2.4 锁存器 74LS373 (10) 2.5 显示译码器 74LS48 (11) 2.5.1 译码驱动 器 (11) 2.5.2 发光二极管显示 器 (13)

2.6 数值比较器 74LS85 (13) 2.6.1 74LS85的逻辑功能图和引脚图 (13) 2.6.2 74LS85实现的逻辑功能 (14) 第三章电路设计 (15) 3.1 传感器模块 (15) 3.1.1 传感器的选择 (15) 3.2 放大模块 (15) 3.2.1 放大电路 (15) 3.3 整形模块 (16) 3.3.1 电路图 (16) 3.3.2 电压比较器 (17) 3.3.3 单稳态触发器 (17) 3.4 计数模块 (17) 3.4.1 计数电路 (17) 3.4.2 设计说明 (17) 3.5 定时模块 (17) 3.5.1 电路设计 (17) 3.5.2 计算说

明 (17) 3.6 译码显示模块 (18) 3.6.1 设计电路图 (18) 3.7 数值比较模块 (1) 3.7.1 设计电路图 (19) 3.7.2 比较原理说明 (19) 3.8 报警模块 (20) 3.8.1 报警电路........................................................20. 3.8.2 工作原理 (20) 第四章电路综合 (21) 4.1 整体电路介绍 (21) 4.2 整个电路工作过程 (21) 第五章总结 (22) 参考文献 (23) 附图............................................................................ (24)

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。

(最新版)基于单片机的脉搏测量仪的设计开题报告毕业论文

本科毕业设计 （ 论文） 开题报告 题目： 基于单片机的脉搏测量仪 的设计 课 题 类 型：设计丁实验研究□论文口 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 学 院： 信息工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间 年月日 开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 随着科技发展的不断提高， 生命科学和信息科学的结合越来越紧密， 出现了各种新 颖 的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。 脉诊在我 国已具有

2600 多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。 脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏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变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，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次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 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，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展： （1）自动测量脉搏并且对所得到的脉搏进行自动分析。目前很多脉搏测量仪都具有检测

有关无线智能脉搏测量仪的研究与设计

论 理系 文本复制检测报告单(全文标明引文) 去除引用文献复制比：7.2% 去除本人已发表文献复制比：单篇最大文字复制比： 指 标： 剽窃观点 自我剽窃 一稿多投 过度引用 整体剽窃 重复发表 剽窃文字表述 9.3%（890） 无线智能脉搏测量仪的研究与设计_第1部分（总9603字） 3.5%（187） 无线智能脉搏测量仪的研究与设计_第2部分（总5395字） （注释： 无问题部分 文字复制比部分 引用部分） 9.3% (890) (0)

系 统 无线智能脉搏仪的研究与设计 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 刘志远 指导教师： 肖冬瑞职称(学位) 硕士 杜鸣迪职称(学位) 博士 专业： 通信工程 班级： 通信1002 完成时间： 2014年5月 摘要 人体脉搏信息富含人体各个重要器官的动态信息，通过对脉搏信息的分析能够对人体健康进行评估，这就需要一种有效的测量仪器对脉搏进行采集分析，随着人们对健康要求的提高，人们对健康的重要性有了更加明确的认识。随着时代的变更，人工把脉已经不能精确掌握人体健康信息，脉搏测量仪作为一种代替人工把脉的工具，已经被广泛应用于医疗行业。 但是，当今时代的人由于时间的紧迫，抽不出时间去医院定期检查自身的健康因素，造成很多突发性的疾病发生，因此这就需要一种能够融入人们的生活当中的脉搏测量仪器。为了将脉搏测量仪生活化，让人们能通过手机，PC机或者其他一些生活

“ 中国 知网 ” 大 学 生论 文 管理 系 统 中常用的电子仪器随时随地掌握自身生理参数的变化，了解自身健康状况，本次设计致力于设计一种以AT89S52单片机为控制核心，与手机，PC机等常用电子产品相结合的智能脉搏测量仪。系统以AT89S52单片机为核心，以SC0073压电传感器采集人体脉搏信息，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，系统运行中能显示脉搏次数，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数，同时通过HC-06蓝牙模块与手机以及PC端进行无线通信，便于人们随时监控自身健康状况的变化，防止一些突发疾病的发生。虽然设计没有达到预期的效果，但是通过本次设计让我看到了医疗测量设备生活化，网络化的重要性，这可能也是未来的一个发展趋势。 关键词：脉搏测量仪；AT89S52单片机；SC0073压力传感器；HC-06蓝牙模块；手机；PC机 ABSTRACT Human pulse information rich contains vital organs of the human individual, we can evaluated the health by analyzing the pulse of information, the efficient instrument to acquisite and analysis the pulse of information is necessary. With the improvement of people's health requirements, have a more clear understanding of the importance of health. Along with the time change, artificial pulse has been unable to accurately grasp the human health information, pulse measuring instrument as a substitute of artificial pulse tool, has been widely used in the medical industry. However,for the urgent time ,have no spare time to check their health regularly factor,some disease is unexpected,so,which daily pulse measuring instrument is necessary ,In order to make a kind of pulse measuring instrument to master our healthy physiological parameters anytime by the mobile phone , PC,and other electronic products,the design is committed to use the AT89S52 microcontroller as the control core and combination with the mobile phone,and PC. The AT89S52 microcontroller as the core, the SC0073 pressure sensor is a sensor, and calculates the internal timer SCM system, system can display the pulse frequency, the system stops running, can display the total pulse number. At the sametime, communicating with the PC wireless or mobile phone by the Blutoothmodule . Easier for people to monitor their health and prevent the unexpected illness.Although the design not achieve the desired effect, the design reminds me of the importance of make the measurement devices living and nettworking, also be a trend in the future. Keywords：Pulse measuring; AT89S52 microcontroller; photoelectric sensor；Bluetoothmodule of HC-06; mobile phone; PC 目录 1 绪论 (1) 1.1 脉搏测量仪研究背景国内外研究现状 ...........................1 1.1.1 研究背景 (1) 1.1.2 国内外研究现状 ...........................1 1.2 课题研究的意义 ...........................2 2 系统硬件电路的设计 ...........................3 2.1 系统框架图 ...........................3 2.2 单片机部分 ...........................3 2.3 数码管显示部分 ...........................4 2.4 复位电路 ...........................5 2.5 晶振电路 (6) 2.6 脉搏信号采集部分 (6) 2.6.1 SC0073B动态微压传感器介绍及检测原理 ...........................7 2.6.2 前置放大电路 ...........................7 2.5.3 二阶有源滤波电路 ...........................8 2.6.4 波形整形电路 ...........................9 2.7 无线模块 (10) 2.7.1 HC-06蓝牙模块 ...........................10 3 系统软件设计 (12) 3.1 系统各个程序模块流程图 ...........................12 3.2 脉搏测试流程 ...........................13 4 系统仿真与调试 (14) 5 脉搏仪的使用方法及测量时存在的干扰 ...........................17 5.1 脉搏测量仪使用方法 ...........................17 5.2 测量时所存在的干扰 ...........................17 结束语 (18)

脉搏测试仪设计报告讲解

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

脉搏计课程设计报告

报告成绩 电子电路综合实验报告 学生：贺杰 学号：1410404006 专业年级：2014级通信工程4班 指导教师：周妮讲师 起止日期：2016年3月—2016年6月 电气与信息工程学院 2016年6月3日

目录 1目的与意义 (1) 3 方案设计 (1) 4 系统硬件设计 (3) 5仿真调试与分析 (10) 6结论与体会 (10) 参考文献 (10) 附录 (11) 附录A 系统实物图 (11)

摘要：电于脉搏计可以连续台动地测量手术或重危病人的脉搏，也可以用于健康管理，运动员的训练等方面，为提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新以及独立工作、团队合作的能力，通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。电子脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，它是用来测量频率较低的小信号。 1目的与意义 一、目的： 1、掌握组合逻辑电路的工作原理及设计方法。 2、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的电子电路小系统。 二、意义 对于医院的危重病人，或者在其他一些特殊场合，需对人的脉搏进行连续检测，本课题即针对这一需求，设计一台简易的电子脉搏计。 1、制作要求 实现在15S测量1min的脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏数为60~80次/min 婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。（只考虑数字部分，即输入波形视为矩形波） 2、制作步骤 （1）拟定测试方案和设计步骤，填写真值表； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）进行相应的仿真测试； （4）设计、调试和安装电路并测试； （5）撰写设计报告。 2 方案设计 电子脉搏计是由脉搏计数器和控制时间的定时电路所组成，并且还要在15S测量出1min的脉搏数。所以，我们先按要求，分开设计各个功能的电路图，然后再组合连接成一个完整的按要求的电子脉搏计。 方案一：

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：

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

测试技术课程设计脉搏测量仪

《机械工程测试技术》 课程设计 脉搏测量仪的设计 姓名：张峰 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班 学号：201015130457 完成日期：2012年12月28日

摘要 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。本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。 关键词：AT89C2051；单片机；脉搏测量仪

目录 第一章引言 (1) 第二章基本结构模块 (2) 2.1脉搏波检测电路 (2) 2.2脉搏信号拾取电路 (2) 2.3信号放大 (3) 2.4波形整形部分 (5) 第三章整体电路分析 (7) 3.1光发射电路 (7) 3.2光电转换电路 (7) 3.3信号采集及处理系统 (8) 3.4过采样技术的应用 (8) 3.5整体硬件电路设计 (9) 参考文献 (10)

第一章引言 脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。这二种测量方式各有优缺点，指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降；耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和。 处理具有很高的医学价值和应用前景。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, 必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。

基于单片机的脉搏测试仪的设计

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/5e10878586.html, 基于单片机的脉搏测试仪的设计 作者：刘莹李娜冯暖 来源：《中小企业管理与科技·下旬》2011年第01期 摘要：人体脉搏波包含了许多重要的生理和病理信息，尤其是与人体心血管系统相关的信息，所以它是生物医学检测中的一个重要的生理指标。中外医学对脉搏的研究都很重视。因此，对脉搏波的准确、快速而方便地检测，成为临床医学中的一个非常重要的研究方向。而高质量脉搏信号的获取和有效的脉搏信号处理方法对与疾病相关的参数的计算分析起着决定性的作用。这里介绍的智能人体心率检测装置可以实现人体指端的无创测量，测试过程简单，能精确测量出心跳次数，实现数据显示上、下限报警功能。 关键词：单片机脉搏测试仪 1 装置组成及工作原理 此设计以单片机AT89C2051为核心，由光电传感器采集脉搏信号，经过前置放大电路、滤波电路、积分和比较电路后得到与脉搏相关的脉冲信号，该脉冲信号作为中断信号交由单片机进行脉冲周期的计算。然后得出每分钟的脉搏搏动次数(即心率)，并在数码管上显示心率，同时利用软件实现上下限报警功能，在测量数据超过正常范围(如大于180次/min或小于45次/min)时进行报警以提醒医生注意。 2 装置硬件电路设计 2.1 传感器及信号处理电路 由于在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏传感器的测量部位在人体指尖。将一对红外发射与接收探头置于手指两侧，当动脉血管随心脏周期性的收缩和舒张，动脉血管的血液容积随之发生变化时，红外接收探头便接收到随心脏周期性地收缩和舒张的动脉搏动光脉冲信号，从而采集到心脏搏动信号。 检测心率的传感器采用红外对管HRl068C-05Y2和PT331C。由于从人体手指采集到的生理信号十分微弱，其幅度一般在微伏到毫伏的数量级范围，而且在测试过程中由于肢体动作以及较强的工频干扰而产生大量的噪声。同时要将采集到的脉搏信号经过前置级放大电路进行高倍放大，这就要求电路具有高增益和高共模抑制比，至少在80dB以上，即集成运放要有很高的共模抑制比和极低的零漂等，所选的电阻参数要尽量精确。放大电路由电阻网络和OP07组成。 由于内外噪声及50Hz工频干扰等因素，即使电路具有很高的共模抑制比，但是脉搏信号非常微弱，淹没在于扰信号中，由于脉搏信号主峰频率在1Hz左右，能量较强的分量也在

数显脉搏测试仪课程设计报告样本

电子电路课程设计报告 院、系：信息工程系 专业：电子信息工程 学号： 姓名： 同组人： 指引教师： 二0一一年一月七日

目录 一、课程设计实验目………………………………………………3二、 课程实验设计方案…………………………………………………3三、 设计规定及技术指标 (3) 四、课程设计实验器材 (3) 五、课程设计实验原理 (4) （1）集成运放放大电路 (4) （2）555定期器原理及应用简介 (4) （3）计数器 (6) （4）译码器 (7) （5）七段数码管 (9) （6）压电陶瓷片 (10) 六、仿真调试与分析 (11) 七、元件安装与焊接 (11) 八、课程设计实验心得 (12)

电子电路课程设计报告 脉搏测试仪是用来测量一种人心脏跳动次数电子仪器，也是心电图重要构成某些。它是用来测量频率较低小信号（传感器输出电压普通为几种毫伏）。咱们组选取本课题设计项目，重要是感觉做一种难度相对比较高课题既能锻炼自己设计和动手能力，并且成品又具备现实运用价值，一举两得。 一、课程设计实验目： 1．通过对电子技术综合运用，使学到理论知识互相融泄贯通，在结识上产生一种奔腾。 2．初步掌握普通电子电路设计办法，使学生得到某些工程设计初步训练，并为后来毕业设计奠定良好基本。 3．培养同窗自学能力，独立分析问题、解决问题能力。对设计中遇到问题，通过独立思考、查找工具书、参照文献、谋求对的答案；对实验中遇到某些问题，能通过观测、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本办法去解决。 4．通过课程设计这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是科学作用，树立生产观点，经济观点和全局观点。 为更好运用所学知识，加深对电子电路掌握，达到创新目。通过实践制作一种数字频率计，学会合理运用集成电子器件制作电路 二、课程实验设计方案： 把转换为电信号脉搏信号，在单位时间内进行记数，并用数字显示其记数值，从而直接得到每分钟脉搏数。 三、设计规定及技术指标 它基本功能是：用传感器将脉搏跳动转换为电信号，并加以放大，整形和滤波。在短时间内（15s)测出每分钟脉搏数。它作用可以再15S内测量1min脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏为60-80次每分钟，婴儿为90-100次每分钟，老

脉搏测量仪

引言 脉搏测试仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，因此，在现代医学上具有重要的作用。目前检测脉搏的仪器虽然很多，但是能实现精确测量、精确显示且计时功能准确等多种功能的便携式全数字脉搏测量装置很少。 随着人们生活环境和经济条件的改善，以及文化素质的提高，其生活方式，保健需求以及疾病种类、治疗措施等发生了明显的变化。但在目前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。其发病率和死亡率均居各种疾病之首，是人类死亡的主要原因之一。因此，认识、预防及早期发现这些疾病是十分必要的。 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。 1 基本结构模块 1．1 脉搏波检测电路 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。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。本系统设计了指套式的透射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟电路的干扰。 传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。所用光电式传感器由发光二级管和光敏二极管组成，其工作原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。 1．2 脉搏信号拾取电路 红外接收二极管在红外光的照射下能产生电能，单个二极管能产生0．4_V电压，0．5mA 电流。BPW83型红外接收二极管和IR333型红外发射二极管工作波长都是940nm，在指夹中，红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大。在图1中，R0选100 Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的。R0过大，通过红外发射二极管的电流偏小，PBW83型红外接收二极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。反之，R0过小，通过的电流偏大，红外接收二极管也不能准确地辨别有脉搏和无脉搏时的信号。当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接收二极管上时，IC1B的反相输入端电位大于同相输入端电位，Vi为“0”。当手指处于测量位置时，会出现二种情况：一是无脉期，虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，但是，由于红外接收二极管中存在暗电流，仍有1 μA的暗电流会造成Vi电位

脉搏测量仪设计

第1章概述 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。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确[3]。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器，这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，能够自动消除仪表自身系统的误差，测量精度高，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。 其中光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。通过光电式脉搏传感器所研制的脉搏测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。 人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，是血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波成为脉搏波[4]。从脉搏波中提取人体的心理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景[5]。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。 第2章总体设计思想