脉搏测量仪报告

1、五邑大学电子系统设计开题报告题 目：脉搏测量仪五邑大学教务处制2011 年 8 月、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 在先进科学技术的推动下，医疗仪器的相关技术日新月异，全球医疗仪器 的发展朝微小化迈进。便携式、低功耗的心率计会越来越受到人们的青睐。长 期以来，各种静态的、 动态的、随身携带的、远程遥控的心率计已经相继问世。 由于心率和心率变异是临床心血管疾病诊断所需要的重要生理参数，有关心率 和心率计的研究一直以来成为医学、电子学、工程技术领域科研的工作者们的 涉足焦点。在国外到 06年底，已经开始研究可佩戴式心率计。植入人

2、体式心率 计。国内的心率计产品由于受相关科学水平及生产设备的限制，功能和集成度 不及国外。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血氧等其他功能，但是对于这 些信号的分析和诊断还需要一些有经验的医生观察，进行分析以 后才能确认结果，浪费大量的人力，且认为引入的误差较大。因 此，未来脉搏自动监测的内容将更加详细，自动分析诊断的功能 也将更加强大。（2）数字化技术等先进技术的应用。 随着数字科学技术的发展，脉搏测量仪的集成度将更高，更便 于携带。数字信号处理的运用将使干扰更小，测量更加准确。（3）多功能化越来越明显。

3、目前的脉搏测量仪，一般都有测试血氧、心电图等功能，单纯 的脉搏测量仪已经很少见到。随着电子技术的发展，脉搏测量仪 必将实现更多的功能。设计中使用到的系统利用压电陶瓷片将脉搏转化为电压信号，经过信号调理后利用AT89S5单片机进行信号采集和处理，在短时间内，测量人体一分钟的脉搏数，并将心率进行实时显示，便于 携带。达到了方便、快速、准确测量心率的目的。这样的脉搏测 量系统性能良好，结构简单，性价比高，输出显示稳定，比较适 应大众化，适合家庭进行自我检查以及医院护士进行每日的临床 记录。3 研究意义和目的（1）通过该课题学习掌握心率测量的原理、方法、实现过程。（2）学会相关的单片机知识，能够较全面

4、的融合电路、电子技术、信号采集 和处理、程序设计等等的专业知识。（ 3） 使中医更加科学化，不是单凭经验就得出患病的诊断。（4）实现脉搏的可见性，方便家庭和护士临床检查使用。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. 研究内容脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的， 在人体指尖，组织中的动脉成分含量 比较高，而且指尖厚度相对人体其他组织而言比较薄，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分通常在人体指尖，手指组织可以分成皮 肤、肌肉、骨骼等非血液组织，其中非血液组织的光吸收量是恒定的， 而在血液中， 静脉血的搏动相对动脉血是十分微弱的，可以忽略

5、，因此可以认为光透过手指后的 变化仅有与动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的光源的照耀下，通过检测透 过手指的光强将可以间接的测量到人体的脉搏信号。2. 拟采取的研究方法用红外管采集端，对采集到的信号进行处理放大。形成稳定的脉冲，传给单片机处理。在单位时间内(一分钟)进行计数，并用数字显示其计数值，从而直接得到每分钟的脉搏数。内容如下：(1)用红外管采集端将脉搏信号。对采集到的信号进行处理放大。形成稳定的脉冲，传给单片机处理。(3) 经放大整形滤波电路得到符合要求的脉搏电信号。(4) 将人体血管脉动的变化转化成稳定的脉冲，经过单片机的处理，可以在数 码管上面显示出测试者的脉搏跳动的速率。(5

6、) 再经记时系统最后在数字显示器上显示出每分钟的脉搏数。3. 具体的设计方案(重点)3.1应硬件电路设计 系统总的框图3.1.1单片机最小系统:本系统采用AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATME公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容 标准MCS-51旨令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。3.1.2

7、系统显示部分，采用了八段的四位数码管。可以更精确的显示出测试的结果。 数码管功耗低，电路相对LCD160来说复杂化点，但是成本较低，操作简单。3.1.3采集电路VCfR2100bP3TO447uFC2T卜严470KIC1AT1C2262UNR415CK1C2BXJTLC2262Vi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，0.5 mA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940 nm,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。在对采

8、集到的信号进行处理放大。形成稳定的脉冲，传给单片机处理。4. 预期成果可以通过红外管采集端， 将人体血管脉动的变化转化成稳定的脉冲， 经过单片 机的处理，可以在数码管上面显示出测试者的脉搏跳动的速率。 通过此次课程设计， 从合作讨论、收集资料、确定方案再到具体实物的制作调试，加强自己的动手、思 考、和解决问题的能力。本次的课程设计其实际上就是对大一大二所学习到的理论 知识的最严格的一次考核，是将课本的理论知识和现实产物的结合。希望能够通过 课程设计之后能够提升兴趣，更加深入的了解本专业的知识，能够熟悉结合课本， 拓展能力，能够加深对单片机原理的理解和运用。5 研究过程中可能遇到的困难，以及解决

9、的措施这次测量课程设计所需要的知识有很多在书本上是找不到的，而且这些知道并 不是像以前一样由老师系统的详细的教授。所以，这就强迫我去图书馆查阅资料。 以前从没为了去查阅资料而在图书馆泡上好几个小时，而且由于以前没有过类似 经历，所以从这么多的书中筛选自己所需要的东西着实费了不少力气，也走了很 多弯路，不过这也培养了我查阅资料的能力。在网上找东西相对方便一点，但信 息量更大也更为嘈杂，所以更要花很多时间整理。6 进度安排1第 3 周星期四之前，指导教师布置设计任务，讲解设计要求等相关内容， 学生根据实验内容， 确定整体方案， 并进行参数设计计算， 完成开题报告 （20%）， 以班为单位提交元件清

10、单，由指导教师签字后，到实验中心老师领取元件。2第 59 周，学生利用课余时间进行电路板的制作、电路安装调试。第九周 星期五学生到实验室，将自己设计制作的作品第一部分进行演示，验收（30%）。3. 第 916 周，学生利用课余时间进行电路板的制作、电路安装调试。第 16 周星期五学生到实验室，将自己设计制作的作品全部进行演示，验收（ 30%）。4、第 17 周周一前学生上交课程设计报告 （ 纸质报告每人一份，报告电子版一 份，由班长或学习委员统一收齐后，交给指导教师 ） 。并统一由班长收齐元件上 交给实验中心老师。7 主要参考文献1 廖惜春主编 . 模拟电子技术基础 . 华中科技大学出版社 .20082 徐秀平主编 . 数字电路与逻辑设计 .20103 刘云丽