便携式脉搏检测仪的设计与实现

便携式脉搏检测仪的设计与实现专

业：学

号：姓

名：指导教师：题目的意义及背景题目的设计要求设计方案总体概述电路详细解析目录题目设计的意义及背景为什么设计这个课题？社会的需求——体积小、质量轻，它可以替代用脉搏听诊器等进行测量的传统方法，使用非常方便。

什么是脉搏波？脉搏波：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。采用什么样的方法？光电容积法：光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过检测透过手指的光强可以间接测量到人体的脉搏信号。光电式技术的应用及优点：结构简单、无损伤、可重复性好。脉搏波检测传感器原理朗伯比尔(LamberBeer)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将在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。下图为手指的血液流动情况与光吸收量的系：脉搏波检测传感器原理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通常在人体指尖。因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的,那么在恒定波长的光源的照射下,通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号。

光电传感器结构剖析：

题目的设计要求和指标主要任务：a.设计完成主控电路，接收信号放大电路，滤波整形电路，显示电路。b.液晶用nokia5110，该液晶使用简单，连接只需６根线（除去背光）就可以工作。测量误差：不大于±3次技术指标：采用3.6V电池供电，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。

题目的设计要求和指标预期目标：设计光电脉搏探头，发射红外光或红光作为探测信号，照射到指尖等人体组织后，接收其透射或反射信号。能够通过传感器采集到人体指尖脉搏跳动的频率，误差每分钟小于±3次，超过设定脉搏跳动次数自动报警。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。

红外二极管发射出来的红外光照到人体手指反射后，红外接收管将接收到的反射光信号转化为微弱的电信号，经TLV2463两级放大，四阶低通滤波将干扰信号滤除。由于转化后的电信号并不是规则的波形，需要用施密特触发器整形为方波，便于测试。单片机只能采集到正的电压值，因此还需要对交流信号进行直流叠加使它成为正的电压值。单片机在一分钟内采集到的高电平次数近似为人体脉搏跳动的次数，将此值通过液晶显示出来即完成测试。整体方案选择检测模块

红外二极管发出的光照射到手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，反射后由光敏二极管接收。将光信号转化为相应电信号。信号取样电路如下图。信号放大电路信号放大电路采用运算放大器TLV2463两级放大，对微小电脉冲信号进行放大。它具有输入阻抗高和输出阻抗低以及调节电压放大倍数方便等优点.滤波电路

滤波电路采用低噪声运放OPA37GU构成，电路设计采用FilterProDesktop设计软件，该软件设计出精确的阻容参数达到很好的滤波效果。电压比较电路

电压比较器在设计中是将上一级波形整形为规则的方波。由比较器专用芯片LM339D构成。主控电路

使用LaunchPadMSP430单片机开发板。单片机面积小功能强大，通用I/O可独立编程；可提供输入、输出与中断（边沿可选）的任意组合；所有寻址指令可对端口控制寄存器进行读/写访问。LCD显示电路

液晶使用nokia5110，该液晶使用简单，连接只需６根线（除去背光）就可以工作。通过字模工具就可以写英文字符、汉字等。并且该液晶为3.3V，与本设计的超低功耗单片机MSP430电平兼容。因此使用该液晶。主要电路模块程序流程图实物照片结论

本设计通过传感器采集到人体指尖脉搏跳动的频率，误差每分钟小于±3次，超过设定脉搏跳动次数自动报警。测试仪各项指标基本达到题目要求。这次设计不仅是对我们所学