于单片机的脉搏测量仪的设计

摘 要

脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血系统中许多生理疾病的血流特征。根据人体脉搏信号特征，本论文设计了一种基于单片机的脉搏测量系统。

系统采用红外发射与接收二极管充当脉搏传感器来采集脉搏信号。首先将采集到的信号通过低通滤波与放大电路对脉搏信号进行处理，然后，将放大的脉搏信号通过整形电路进行电压基准变化，在经过一次放大电路对整形后的脉搏信号进行放大，将信号转换为AT89S52单片机易于处理的脉冲信号。通过单片机编程对脉冲信号进行处理，测量出一分钟内的脉搏次数，最终在数码管中直观的显示出来。

为了节省时间，一般不会作一分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内的脉搏数，再把结果乘以6即得到每分钟的脉搏数。发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。

关键词：脉搏测量仪；AT89S52；LED；信号处理

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目 录

引 言 .............................................................................................................................................. 1 第1章 绪 论 ............................................................................................................................... 2

1.1 脉搏测量仪介绍 ............................................................................................................... 2 1.2脉搏测量仪的应用 ............................................................................................................ 2 第2章 主要器件介绍 ................................................................................................................... 3

2.1 单片机的选择 ................................................................................................................... 3 2.1.1 AT89S52简介 ....................................................................................................... 3 2.1.2 AT89S52特点 .................................................................................................... ....3

2.1.3 AT89S52引脚功能说明 ........................................................................................ 4 2.2 传感器的选择 ................................................................................................................. 6

2.2.1 红外发光二极管简介 .......................................................................................... 6 2.2.2 光敏三极管简介 ................................................. 7 2.3 驱动芯片的选择 ............................................................................................................... 7

2.3.1 74LS245简介 ................................................... 7 2.3.2 74LS04简介 .......................................................................................................... 8 2.4 显示器的选择 ......................................................... 9

2.4.1 三位共阳八段数码管简介 ......................................... 9 2.4.2 八段数码管字形表 ............................................................................................... 9 第3章 系统硬件设计 ................................................................................................................. 10 3.1 设计原理 ......................................................................................................................... 10 3.2 外围电路 ......................................................................................................................... 10 3.2.1 电源电路 ...................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 复位电路 ...................................................... 11 3.2.3 晶振电路 ...................................................... 12 3.2.4 脉搏信号采集放大电路 .......................... 错误！未定义书签。 3.2.5 LED显示电路 .................................. 错误！未定义书签。 第4章 系统软件设计 ................................................................................................................. 14 第5章 软件调试及仿真..............................................................................................................15

5.1 软件编译 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 5.2单片机的选择 .................................................................................................................. 17 5.3系统仿真测试 .................................................................................................................. 16 结 论......................................................................................................................................... 18 参考文献......................................................................................................................................... 19 致谢 ................................................................................................................................................ 20 附录一 ........................................................................................................................................... 20 附录二 ........................................................................................................................................... 21

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应天职业技术学院毕业设计

引 言

脉搏测量仪属于检测有无脉搏的测量，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。但是因为耳脉较弱，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。几乎世界上所有的名族都用过“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。但是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，必须经过放大和后级滤波以满足采集的要求。

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