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便携多功能心率计的设计

便携多功能心率计的设计
便携多功能心率计的设计

收稿日期:2006-06-19

作者简介:黄红霞(1979— ),女,湖北咸宁人,助教,本科。

文章编号:1008-8245(2006)06-0057-03

便携多功能心率计的设计

黄红霞 严 伟

(黄石理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003)

摘 要:介绍基于MCS -51单片机的便携多功能心率计的硬件和软件设计,从ECG 波形中提取R 矩形波,

采用R -R 间期法,快速准确地测量心率,在测量心率的同时可进行体温判断,克服了传统便携式心率计不能实时监测体温,不可判断可疑高危体温的缺点。

关键词:心率;体温;R -R 间期法;单片机

中图分类号:TH772.2 文献标识码:A

The Design of Portable Multi -functional

Heart Rate Counts

Huang Hongxia Yan Wei

(Schooi of Eiectricai and Eiectronic Information Engineering ,Huangshi Institute of Technoiogy ,Huangshi Hubei 435003)

Abstract :This paper introduces the hardware and software design of the portabie muiti -functionai heart rate counts based on MCS -51SCM.We can draw the R rectangie wave to adopt the R -R cycie iaws from the ECG waveform to measure the heart rate accurateiy and guicliy.And the body temperature can be judged when the heart rate is meas-ured.It overcomes the shortcomings of the traditionai heart rate counts that can't monitor reai -time body -tempera-ture and can't judge the suspicious high -risl body -temperature.Key words :heart rate ;body -temperature ;R -R cycie iaws ;SCM

心率是临床、手术和生理研究中极为重要的生理参数之一。迅速准确测量心率是现代医疗监测仪器的基本功能。随着电子技术的发展,心率监护仪逐步向智能化、微型化方向发展,目前用于心率监护的传统“台式”机,体积偏大,操作灵活性差,同时在监测心率时不能检测体温是否正常,发现高热人群,为此根据目前的技术及应用的发展方向,设计了基于MCS -51单片机的测量心率与判断体温是否正常的便携多功能心率计。

1 系统基本设计方案

通过体温电极从人体胸部获取心电信号,经ECG 滤波放大电路来完成信号放大和噪声的滤

波,获取的ECG 信号经施密特整形变成R 矩形波,同时体温信号经过体温电极内的传感器及前置处理电路转换为电压信号,与高热、低温临界所对应的电压值组成窗口电压比较器形成高电平或低电平。此三路信号送入单片机系统,由单片机系统LED 显示心率值,并判断体温是否正常,此期间若单片机分析出心率、体温异常,通过给出心率、体温越限提示符报警。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

第22卷 第6期2006年11月 黄 石 理 工 学 院 学 报JOURNAL OF HUANGSHI INSTITUTE OF TECHNOLOGY

oi.22 No.6

Nov

2006

2 系统前置电路

2.l心率R矩形波的获取

前置电路的任务是拾取心电信号,并经放大、

滤波、整形后获得矩形波,以供单片机作计数器T

的门控信号,其原理框图如图2所示。

图2R方波获取电路原理框图

无创检测是将体温电极贴在人体的表面或附带到人体的某一部分来间接测量生理信号,如心电、脑电等[l]。由于R波具有波形陡峭、幅度大、宽度窄、变化趋势明显的显著特点[2],因此主要考虑R波的幅度和R-R间隔周期,同时考虑到便携,无创,使用三电极胸部检测方法[3],且将电极固定,这样可以直接将心率计放置在胸前来获取信号进行测量。

选用AD623作为第一级心电放大器进行电压放大来提高信号的信噪比。AD623的增益由l、8

引脚间的R

G

电位器进行调节。

在心电干扰中,工频50Hz的干扰最为明显。因此使用50Hz双T陷波器来进行抑制。50Hz双T陷波器由低通滤波器和高通滤波器两部分组

成。低通滤波器f

l

>50Hz并且无限接近于50Hz

(f

l 50Hz),高通滤波器f

h

<50Hz并且无限接近

于50Hz(f

h

50Hz),由于内阻及条件限制,不可能使50Hz时放大倍数为0,只能调节使50Hz时放大倍数相应最小。

通过放大滤波后得到的ECG信号U

E

,目前应用较多的以心电图R波触发计数为技术基础[4],可用施密特整形电路和闭锁电路,当电极接触不良或电极从人体脱落时,仪器给出光报警电路,同时使AD623通过电容闭锁放电。

2.2体温信号的获取

体温是临床手术和生理研究中极为重要的生理参数之一,为了使人们在使用此仪器时能判断体温异常,有助于测心率时监测高热人群,其获取电路如图3所示。

一般正常成年人在清晨安静状态下,口腔体温波动为36.3C~37.2C之间的狭小范围。不同人的体温可略有差异[5]。低体温是指中心体温低于35C而言,严重体温骤低症分为3度:!轻度:中心体温35C~32C;"中度:32C~28C;

图3体温信号获取电路原理框图

#重度:中心体温28C以下。在此系统中认为体温35C~38.5C时为亚正常和正常,否则为高热或低温。采用IN4l48型二极管与电极组合构成体温电极,求得高温(38.5C)和低温(35C)的电压,通过调节高热基准和低温基准的电压值,经过窗口电压比较器得到高或低电平,以供单片机作计数器T

的门控信号。其体温逻辑状态图如图4所示。

高热低温状态

l0高热

0l低温

00正常、亚正常

图4体温逻辑状态图

3 单片机系统与算法的确定

3.l单片机系统组成

从便携和经济角度出发,选用MCS-5l系列构成单片机系统,外接l片2764EPROM作为程序存储器。用8255A作为系统的输入并行扩展口,心率和体温信号从此输入。采用89C52可进一步减少体积,向小巧轻便更进一步。其单片机系统组成框图如图5所示。

图5805l系统电路的框图

3.2算法的确定———R-R间期法

采用R-R间期法,只需采用两次心跳,即R -R间期就可以测出l分钟内的心跳次数,响应时间短,精度高。

R-R间期法是时间间隔测量的特殊情形,连续两次相同的相位—时间(例如周期性波形中正向过零点)之间的时间间隔的测量。即用机器周

!"黄石理工学院学报2006年

期作为尺度来测量信号的周期,TS为标频周期,K 为分频系数,fc为石英振荡器的输出频率,N为时间TX内计数器的计数结果,测量周期为:TX=N X TS=N X K/fc,测量周期误差为:!TX/TX=1(K/TX X fc+I!fc/fc I),在此单片机系统中由于只选择呼吸的一个周期测量,且K=12,fc= 8MHZ,由于对于单片机的晶振而言,!fc/fc t0,所以!TX=1K/fc(即一个机器周期)。如图6所示。

图6R-R间期法

这时的误差与被测信号频率成正比,要使频率测量精度高,应在被测频率fX较低时采用R-R间期法。因此根据心电信号的低频特点,采用R-R间期法快速准确的测量心率。

用8051单片机系统实现R-R间期法时,可将单片机内计数器T

初始化为计数工作方式,检

测到被测心率方波信号的第一个下跳沿时,使T

0对内部标频开始计数,检测到第二个下跳沿就使

T 0停止计数,并记下这时T

的值,即可求出心率

fX。

8051单片机晶振振荡频率定为8MHZ,即内部时钟周期为1.5"S,若T

计数为N,则可得输入R方波的周期为:TX=N X1.5"S

fX=1/TX HZ

心率n=60X fX

4 测试软件

单片机测量系统的测量程序流程图如图7所示。

5 结束语

心率和体温都是临床、手术和生理研究中的重要参数。为了在快速准确地测量心率的同时监测高热人群,设计了此便携多功能心率计。因为

采用简单电路,而且在软件处理中没有考虑基线漂移,当基线漂移时,其测量将受限,因此还需进一步完善软件设计,抑制基线漂移。

图7测量程序流程图

另外,在体温的测量过程中,不同人的体温可略有差异,同时受环境温度的影响,测量电极在胸部可能略差于实际体温,测量此时的高热或低温状态,则实际一定处于此种状态中。

参考文献

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[2]刘欣桃,吕军,童隆正,等.心电信号的计算机辅助分析方法的研究[J].计算机辅助设计有图形学研

究,1997,9(2):116-122

[3]王继江,朱宝旺,戎伟芳,等.一种较灵敏的心率动态监测方法[J].第二军医大学学报,1997,18(4):

391-392

[4]周洪建,吴晓玲.心电监护系统的设计[J].医疗卫生装备,2000,10(6):3-5

[5]陈开国.谈体温检测的几个问题[J].生物学教学,2002,27(7):32

第6期黄红霞严伟:便携多功能心率计的设计!"

便携多功能心率计的设计

作者:黄红霞, 严伟, Huang Hongxia, Yan Wei

作者单位:黄石理工学院电气与电子信息工程学院,湖北,黄石,435003

刊名:

黄石理工学院学报

英文刊名:JOURNAL OF HUANGSHI INSTITUTE OF TECHNOLOGY

年,卷(期):2006,22(6)

被引用次数:3次

参考文献(5条)

1.周玉彬;余梦孙用无电极方法测量人体生理信号[期刊论文]-北京生物医学工程 2001(02)

2.刘欣桃;吕军;童隆正心电信号的计算机辅助分析方法的研究 1997(02)

3.王继江;朱宝旺;戎伟芳一种较灵敏的心率动态监测方法[期刊论文]-第二军医大学学报 1997(04)

4.周洪建;吴晓玲心电监护系统的设计[期刊论文]-医疗卫生装备 2000(06)

5.陈开国谈体温检测的几个问题[期刊论文]-生物学教学 2002(07)

本文读者也读过(10条)

1.黄积芬.HUANG Ji Fen一种心率测速计的设计[期刊论文]-微型机与应用2009,28(18)

2.张强基于单片机的心率计设计[期刊论文]-医疗装备2006,19(9)

3.杨盛国指导学生制作OTP单片机型脉搏心率计[期刊论文]-福建师大福清分校学报2003(z1)

4.曲凤成.张景林.张秀平.QV Feng-cheng.ZHANG Jing-lin.ZHANG Xiu-ping电子心率计的开发与设计[期刊论文]-齐齐哈尔大学学报(自然科学版)2005,21(1)

5.李志杰.LI Zhi-jie实用脉搏心率计的设计[期刊论文]-宁波职业技术学院学报2010,14(5)

6.何忠蛟.HE Zhong-jiao基于单片机控制的心率计[期刊论文]-邵阳学院学报(自然科学版)2008,5(2)

7.郝东来.罗文.张海峰.朱沼宇基于MSP430的便携式心率计的设计[期刊论文]-今日电子2008(12)

8.李正军.李国强.韩修恒健身器材手握式电子心率计的研制[会议论文]-2007

9.付扬.李静.FU Yang.LI Jing数字心率计的FPGA设计与实现[期刊论文]-计算机仿真2010,27(8)

10.魏庆国.奉华成基于FPGA的数字式心率计[期刊论文]-电子技术应用2005,31(7)

引证文献(3条)

1.石金鑫简易数字人体心率检测仪[期刊论文]-科技风 2010(6)

2.张洪涛.毛洪飞.袁烽.王洋.刘光亚基于Sopc的数字心率计设计[期刊论文]-湖北工业大学学报 2011(2)

3.刘胜洋.石波高性能单片机ADuC845的设计及其在医学设备上的应用[期刊论文]-电子技术 2008(3)

本文链接:https://www.doczj.com/doc/8d4833532.html,/Periodical_hsgdzkxxxb200606016.aspx

数字脉搏计_实验报告

【设计任务与要求】 1、要求用十进制数显示被测人体脉搏每分钟跳动的次数,测量范围30~160次/min; 2、要求在短时间内(5s、15s)测出脉搏数/每分钟; 3、测量范围要求在±4次/min以内; 4、要求锁定每分钟脉搏数,将测量结果通过数码管出来,共分为显示计数过程,不显示技术过程两种方案; 5、要求采用手动清零、自动清零(自启动)两种方式。 【课程方案原理框图】 【课程方案】 1、信号发生与采集将脉搏跳动信号传感器转换为与此相对应的电脉冲信号; 2、放大电路把传感器的微弱电流放大,微弱电压放大,采用高输入阻抗的非门进行放大; 3、低通滤波滤除空气中的高频,只让低频脉冲信号通过。对脉搏信号进行采集的时候,空气中交流工频干扰最大,根据有源滤波原理将其滤除。 4、整形电路可用两个非门组成的施密特触发器对放大后的信号进行整形; 5、定时电路用555定时器组成多谐振荡器,达到5s、15s的精确计时; 6、通过计数、译码、显示读出脉搏数,并以十进制数的形式由数码管显示出来。数码管采用共阴数码管。 【单元电路设计与参数计算】 1、信号发生与采集: 通过陶瓷压电传感器对脉搏进行采样收集。 2、放大与滤波电路: 将5mV的正弦信号放大为5V的正弦信号,即差模电压增益为1000。

图示为用LM324设计的同相放大器,其输出信号,Vi 为幅值为5mV 的输入信号。则另: 倍。,即正弦信号放大了可得10001000,321,33≈= Ω==Ω=Vi Vo Av K R R M R Vi R R Vo )1 3 1(+=左图为二阶低通滤波器电压增益随频率变化曲线,在f=f o 之后随f 增加,增益急剧下降,从而达到低于f 频率通过的效果

基于单片机的心率计设计

目录 摘要 (3) 英文摘要 (3) 1 引言 (4) 1.1 心率计的研究背景和意义 (4) 1.2 心率计的研究现状及发展动态 (4) 2 方案论证及元器件选择 (5) 2.1 研究内容及设计指标 (5) 2.2 方案设计与论证 (5) 2.2.1 传感器的选择与论证 (5) 2.2.2 信号处理方案选择和论证 (7) 2.2.3 单片机系统选择和论证 (8) 2.2.4 显示模块选择和论证 (9) 2.3元器件选择及其功能介绍 (9) 2.3.1单片机AT89S52 (9) 2.3.2红外传感器 (11) 2.3.3双运算放大器LM358N (11) 2.3.4 LCD12864 (12) 3 硬件系统设计 (13) 3.1 系统设计框图 (13) 3.2 信号采集电路 (14) 3.3 信号放大电路 (15) 3.3.1一级信号放大电路 (15) 3.3.2 电源模块设计 (16) 3.4 信号比较电路 (17) 3.5 LCD显示电路 (18) 3.6 记忆电路 (18) 3.7 键盘电路 (19) 4 软件设计 (19) 4.1 测量计算原理 (20) 4.2 主程序流程图 (20)

4.3 中断程序流程图 (21) 4.4 定时器T0,T1的中断服务程序 (21) 5 系统测试与结果分析 (22) 5.1 测试方法和仪器 (22) 5.2 仿真与焊接阶段 (23) 5.2.1 仿真阶段 (23) 5.2.2 焊接与完成阶段 (23) 5.3 测试数据与结果分析 (25) 5.3.1测量结果与分析 (25) 5.3.2几种主要系统干扰和影响 (27) 结束语 (28) 参考文献 (29) 附录一:心率计电路图 附录二:部分程序

数字心率计设计资料

数字心率计设计说明书 1、程设计任务书

2.说明书正文 2.1:任务分析与方案设计 心率计是用来测量一个人心脏在单位时间跳动次数的电子仪器。心脏的收缩和舒张引起血压的变化,不同年龄段和不同健康状况的人正常血压范围有较大差异,但是收缩压和舒张压的差值却大致都在40mmHg~50mmHg 范围内。基于此,可以利用压力传感器将人体血压的变化转化成电压的变化,再通过滤波、放大、整形后得到方波,由模拟转化成数字后再进行后续处理。现提出两种计数方案: 1)定时计数 在一定时间内对脉冲信号进行计数。由于任务要求在短时间内测出1分钟心脏跳动的次数,则需要对整形后的方波信号进行倍频;又由于测量误差要求≤±4次/分钟,则最多可以4倍频,此时,测量时间为15s 。 电路模块方框图: 2)定数计时 在定数的脉冲信号持续时间内,对标准时钟信号进行计数,再通过转换得到心率值。如 设置标准时钟信号周期为0.1s ,在 6个脉冲信号持续时间内(即5个心脏跳动周期)对标准时钟信号进行计数,设计数值为 N ,则心率为3000/N 。计算过程如下: 每个脉冲周期To=0.1N/5 s ,则心率S=60/To=3000/N(次/ 分钟)。 电路模块方框图: 方案一的测量时间长,测量误差也较大,且测量误差与测量时间成反比关系;但是计数

值即为心率值,电路实现较为简单。方案二测量时间短,测量误差也小;但是计数后的值还需要进行除法转换后才是心率值,电路实现较为复杂,成本也较高,故采用方案一。 2.2:电路设计,元器件参数计算及选择 2.2.1:传感器的选择 传感器的选择需要综合考虑各项性能参数,这些性能参数要能满足测量要求,现对传感器的各项性能参数以及任务要求分析如下: 1)线性度指传感器输出与输入之间成线性的程度。任务要求是测量心脏跳动的次数,而并未要求测量出血压值,故只需要得到一个个脉冲输出即可,对其量值没有太大要求,故系统对传感器线性度要求不高。 2)灵敏度灵敏度是传感器在稳态下输出变化量对输入变化量的比值。由于人的血压压力较小,属于微压,也是微压差,故要求传感器有较大的灵敏度,才有一个比较大的输出量,对噪声的抑制也会更高。当然,灵敏度也要和后级放大器的放大倍数相匹配,并不是越大越好。3)迟滞也叫回程差,是指在相同测量条件下,对应于同一大小的输入量,传感器正反行程的输出信号大小不相等的现象。由于系统仅要求测出脉冲输出即可,故对迟滞性能要求不高。4)重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得输入-输出特性曲线一致程度。重复性好,对于噪声抑制有利,故要求传感器有较好的重复性。 5)漂移指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的程度。要求传感器有较小的漂移。 6)频率响应由于脉搏频率较低,所以对传感器频率响应要求不高。 综合以上性能参数以及任务要求,可以选出既能满足测量要求,又最便宜的传感器。通过搜集大量压力传感器信息进行综合比对,飞思卡尔的MPX2050D压阻式硅压力传感器能够满足要求。其主要特点如下: 压力范围0到50kPa 温度补偿范围0 到 +85℃ 独有的硅切应力应变片 提供编带式或卷轴式出货封装选项 对供电电压比率输出 外壳采用聚砜(Mindel S–1000)材料(医用5级许可) 图2.1 传感器外形图图2.2 传感器示意图 其主要性能参数如下: 表2.1

基于腕带传感检测系统的脉搏信号时频分析

基于腕带传感检测系统的脉搏信号时频分 析 第24卷第3期北京工商大学(自然科学版)V ol,24No,3 2006年5月JournalofBeijingTechnologyandBusinessUniversity(NaturalScienceEdition)May2006 文章编号:1671-1513(2006)03—004704 基于腕带传感检测系统的脉搏信号时频分析 汪晓霞,郭培源 (北京工商大学信息工程学院,北京100037) 摘要:通过腕带传感检测系统,研究了时频分析方法在人体脉搏信号中的理论应用,使用 Matlab5-具对健康人和高血压患者的脉象样本进行了时域,频域和功率谱的对比分析,通过现场 采集高血压患者样本并分析,证明了时频分析方法在脉搏信号分析中的可行性和可靠性.研究结果 对中医脉诊的数字化应用具有一定的实际意义. 关键词:脉搏信号;Matlab工具;时频分析;信号处理 中图分类号:TP202.4文献标识码:A 脉诊,作为中医诊断的基础在医疗实践中具有 重要的地位.中国传统医学在其发展过程中,形成了 独特的诊断体系,即望,闻,问,切,而其中最重要的 就是利用切脉来诊治疾病,这也是古代传统医学的 精华之一.但自古以来传统中医一直是靠把脉来获 取脉象信息,这不可避免地会存在许多主观臆测,而 手指下的感觉也难以客观记录,不利于中医现代化 的发展.近年来我国许多学者也曾在这方面做出了 很多努力,但他们一直都是使用比较庞大的脉搏传

感器,比如:ZM一Ⅲ型咏象仪,这并不利于脉诊数字化的推广.因此,迫切需要一种简单,快速,易于推广的脉象采集和分析方法来进行脉象处理.这是脉象进一步分析的基础和对各类疾病预报和诊断的前提. 人体脉搏信号研究使用了HK一2000C腕带式脉搏传感器对脉搏进行采集,并利用Matlab工具对脉象信息的时域,频域和功率谱特征值进行了分析.得出了高血压患者相对于健康人脉象信息的不同特征点,为病症诊断作了重要而有意义的基础工作. 脉搏信号采集系统 人体脉搏信号研究采用腕带传感检测系统对健 康人和高血压患者采集脉象共120例,其中健康人100例,高血压患者2O例.健康人主要是本校在校研究生和本科三四年级的学生以及个别青年教师, 平均年龄约25岁.高血压患者为某公司大龄职工, 平均年龄在55岁.为分析方便,检测部位均为左手寸部. 腕带传感检测系统结构如图1: I堡竺壁H垒丝堡H!堡堡H竺l 图1采集系统结构 采集脉象数据时,先将脉搏传感器放置到受测 者的左手寸部,使用腕带固定,以尽量避免采集过程中传感器移动和施压压力变化造成的脉搏波形的变动.脉搏传感探头将采集到的连续模拟信号传给A/ D转换模块,A/D转换模块再将收集到的数据转换成数字信号并存储在缓冲区内,终端采集设备(PC 机,掌上设备)通过串口与转换模块通讯,并将一个 时段内采集到的数据存储在存储器内,这就完成了

人体脉搏计--课程设计报告

人体脉搏计 (1) 设计内容及要求 设计题目:设计一个人体脉搏计。 内容简要: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。 传感器信号: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。 放大电路:由于人体脉搏跳动经过传感器后的初始信号电压值很小,所以利用反相放大器将采集的电压信号放大约50倍。又因为该信号不规则,将接入有源滤波电路,对电路进行低通滤波的同时,再次将电压信号放大1.6倍左右。该电路使信号得到80倍的放大,充分的放大方便了后面的工作电路。 整形电路:本电路旨在采用滞回电压比较器对前面放大以后的信号进行整形,使信号更规则,最终输出矩形信号。 倍频电路 :倍频电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频处理,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。 基准时间产生电路:基准时间产生电路的功能是产生一个周期为30s (即脉冲宽度为15s )的脉冲信号,以控制在15s 内完成一分钟的测量任务。具体各部分是由555定时器产生一个周期为0.5秒的脉冲信号,然后用一个D 触发器进行二分频得到周期为1s 的脉冲信号。再经过由74LS161构成的十五进制计数器,进行十五分频,再经D 触发器二分频,产生一个周期为30s 的方波,即一个脉宽为15s 的脉冲信号。 计数、译码、显示电路:计数器采用3个二进制计数器74LS161分别作个、十、百位,并将其设计成十进制计数器(逢十进位),再由7448译码器译码后接到七段数码管LTS547R (共阴极)上完成三位数十进制数的显示。 控制电路:控制电路的作用主要是控制脉搏信号经放大、整形、倍频后进行计数的时间,另外还具有启动电路及为各部分电路清零等功能 设计要求:最终仪器要能够实现在15s 内测量1min 的脉搏数,并且显示其十进制数字。参考值:正常人的脉搏数为60~80次/min ,婴儿为90~100次/min ,老人为100~150次/min 。所以需要三个显示数码管才能完成显示功能。 (2) 系统框图介绍及方案选择 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。脉搏计的原理结构图如下: 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,图1 脉搏计结构框图 控 制 电 路 基准时间产生电路 计数 译 码 显示 传感器 放大与整形 倍频器

数字式脉搏计设计与制作

《数字电子技术》课程设计报告 班级电气1077 学号 1071206138 学生姓名缪亮亮 专业电气工程及其自动化 系别电子与电气工程学院 指导教师电子技术课程设计指导小组 淮阴工学院 电子信息工程系 2009年12月

1、设计目的: a) 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。 b) 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,了解和掌握模拟、数字电路等知 识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。 c) 进行基本技术技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测 量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 d) 培养学生的创新能力。 2、设计要求: 要求:实现在15S内测量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。 1、主要单元电路和元器件参数计算、选择; 2、画出总体电路图; 3、安装自己设计的电路,按照自己设计的电路,在通用板上焊接。焊接完 毕后,应对照电路图仔细检查,看是否有错接、漏接、虚焊的现象。 4、调试电路 5、电路性能指标测试 3、总体设计: 3·1数字脉搏测试仪原理方框图

上图即为数字式脉搏计的总体设计框图。该数字式脉搏计由以下几部分组成:1)脉冲产生电路 2)放大整形电路 3)计数电路 4)定时电路 5)译码显示电路 3·2电路组成及工作原理 数字式脉搏计设计的思路是:先由压电陶瓷片YD将拾取的脉搏跳动信号转换成电信号,经LM324放大整形后,送到由CD4553和CD4511组成的计数显示电路。CD4553内部输入端设置了脉冲整形电路,所以对脉冲无甚特殊要求。它只有一组BCD 码输出,但通过内部分时控制可形成三位十进制数字显示。CD4511是译码器,其输出驱动三位LED共阴数码管。BG1、BG2、BG3分别由CD4553的15、1、2脚控制实现三位数码管的分时显示。CD4060组成计数闸门设定电路,R5、R6、C6与其内部电路组成振荡器,振荡器信号经内部213次分频后,由2脚输出延时 60 秒的正脉冲加到CD4553的11脚关闭闸门。使用时,用手表带或松紧带将压电陶瓷片压在手腕的挠动脉处,注意一定要压紧。在合上开关 K1 后即按一下复位开关 K2,使CD4060和CD4553清零,这时计数闸门打开,脉搏信号由CD4553进行计数。1分钟后,CD4060输出一高电平,使计数闸门关闭。这时数码管显示的数字即为每分钟的脉搏数。 3·3各框图的功能和可选电路及特点 1)脉冲产生电路:2)放大整形电路:可选LM324 3)计数电路:可选CD4553 4)定时电路:可选CD4060 5)译码显示电路:可选CD4511驱动共阴极数码管。 3·4电路制作所需的工具 3·5元器件列表

体温脉搏呼吸的测量

体温脉搏呼吸的测量 This manuscript was revised on November 28, 2020

体温、脉搏、呼吸测量 【目的】 动态监测体温、脉搏、呼吸的变化,判断体温、脉搏、呼吸有无异常,协助临 床诊断。 【工作情景与任务】 王先生,40岁,身高180cm,体重80kg,因心悸、胸闷、头痛、肌肉关节、痛食欲减退,加重一周入院。作为值班护士,为病人测量生命体征。 【评估】 1、患者30分钟内无进食、喝冷热饮料、运动、冷热疗法,如果有应间隔时间30分钟再测。 2、环境安静、舒适 【计划】 1、护士准备:衣帽整洁、洗手、戴口罩。 2、病人准备:患者了解测量体温、脉搏、呼吸的目的、方法、配合要点及注意事项,测量前30分钟内无剧烈运动、紧张或恐惧等影响测量值的因素。 3、用物准备: (1)治疗车上层:治疗盘内置盛有清洁体温计的干燥容器一个,盛有消毒液的容器一个,浸有消毒液纱布的弯盘、记录本、笔及有秒针的表,若测量肛温另外备润滑油、棉签、卫生纸。治疗盘外置手消液。 (2)治疗车下层:医疗垃圾筒、生活垃圾筒。 4、环境准备:光线充足,安静、整洁。测量肛温环境隐蔽。 【实施】 1、准备: 洗手、戴口罩→备齐、检查用物,查体温计有无破损及甩至35℃以下,→携至床边核对患者,向患者解释操作的目的、方法及配合事项。了解有无影响体温、脉搏、呼吸测量值的因素。 2、测量体温 口腔温度

协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→将口表体温计放在舌下热窝将口表水银端斜放于舌下热窝处,嘱患者闭唇含住口表,匆用牙咬体温计,用鼻呼吸→测量3分钟,擦净体温计,正确读数,获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者取舒适体位,为患者整理衣物,床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中腋下温度 协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→擦干腋窝,将腋表体温计放于腋窝处,嘱病人夹紧体温计,紧贴皮肤,屈臂过胸→测量10分钟,擦净体温计,正确读数,获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物,床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 腋下温度 协助患者取俯卧位、侧卧位→暴露测量部位便于测量,必要时屏风遮挡→润滑肛表水银端便于测量,必要时屏风遮挡→轻轻插入肛门3——4cm,婴儿,幼儿,固定肛表→测量3分钟,用消毒纱布擦净体温计,正确读数,获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物,床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 3、测量脉搏 协助患者取舒适体位→以示指、中指、无名指的指端放在桡动脉搏动处,压力大小以能清晰触及脉搏波动为宜→若触摸不清可用听诊器测心率。注意脉搏的节律、强弱、动脉管壁的弹性、紧张度→一般情况测量30秒,将所测得的数值乘以2即可。异常情况、脉搏异常、危重患者测量1分钟→再次核对患者身份协助患者取舒适体位,为患者整理衣物、床单位 4、测量呼吸 协助患者取舒适体位→将测量脉搏的手继续放在动脉搏动处,眼睛观察患者胸腹起伏(一起一伏是一次呼吸)计数呼吸的频率,观察呼吸的节律、深浅度、音响以及有无呼吸困难等,分散患者注意力→让患者处于自然呼吸的状态一般情况测量30秒,将所测得的数值乘以2即可。异常呼吸、婴幼儿或危重患者测量1分钟→危重患者呼吸微弱不易观察时,可用少许棉花纤维置于患者鼻孔前,观察棉花纤维被吹动起伏的次数即可→再次核对患者身份 5、取适量手消毒液,消毒双手→告知患者测量结果,相关注意事项,异常时做出合理解释,感谢患者合作→垃圾分类处理,接触过患者的放入医用垃圾桶,未接触患者的放入生活垃圾桶→洗手,脱口罩→将测量结果正确绘制于体温单。、

人体脉搏计

电子课程设计目录 第一部分电子课程设计题目及要求 1.题目 (1) 2.设计目的 (1) 3.设计内容及要求 (1) 4.脉搏计的基本原理 (1) 第二部分设计方案 1. 提出方案 (2) 2. 方案比较 (3) 第三部分电路设计与分析 (4) 1. 信号发生与采集 (4) 2. 放大电路 (4) 3.有源滤波电路 (5) 4.整形电路 (7) 5.倍频器 (9) 6.基准时间产生电路 (10) 6.1 NE555定时器 (10) 6.2 用555定时器构造施密特触发器 (11) 6.3 用施密特触发器构造多谐振荡器 (12) 7.计数译码器 (13) 7.1 计数电路 (13) 7.2 译码显示 (14) 8.控制电路 (17) 第四部分所用元件及实验心得 (18) 1.元件列表 (18) 2.实验心得 (18) 3.参考文献 (18) 附:总原理图 (19)

第一部分电子课程设计题目及要求 1. 题目人体脉搏计 2.设计目的 2.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。 2.2掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。 2.3熟悉集成电路74LS00、74LS161、CC4518、CC4511、晶闸管、有源滤波电路的特点、用途及主要参数的选择方法。 3.设计内容及要求 3.1设计题目:设计一个脉搏计。 3.2要求:实现在15s内测量1min的脉搏数,并且显示其数字。正常人的脉搏数为60~80次/min,婴儿为90~100次/min,老人为100~150次/min。 3.3放大与整形电路 放大电路:电压放大倍数u A 约为11倍,选R 4 =100 KΩ,C 1 =100μF。试选择其它元 件参数。有源滤波电路:电压放大倍数选用1.6倍左右。运放可均采用LM324,也可选其它型号运放。 整形电路:选用滞回电压比较器,集成运放采用LM339,其电路参数如下:R 10 =5.1KΩ, R 11=100 KΩ,R 12 =5.1 KΩ。 倍频电路:异或门选用可采用CC系列、也可采用TTL系列。基准时间产生电路:试选择电路其它未知参数。 计数、译码、显示电路:试选择电路其它未知参数。 控制电路:试选择电路其它未知参数。 4.脉搏计的基本原理 分析设计题目要求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。由给出的设计技术指标可知,脉搏计是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几个毫安),它的基本功能应该是 ①用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号,并加以放大整形和滤波。 ②在短时间内(15s内)测出每分钟的脉搏数。 简单脉搏计的框图如图1所示。 图1.1 脉搏计原理框图

电子脉搏计课程设计

电子脉搏计 课 程 设 计 报 告 组长:蔡新源 组员:史志华、张重彬、李海磊、杨威力、刘世洋、孙景伟、冀鹏辉、杨冠军、李峰 朝

目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 第二章各种元器件及其应用 (5) 1、集成同步计数器及其应用张重彬 (5) 2、BCD-七段共阴数码管史志华 (7) 3、74LS161 计数器的应用杨威力 (10) 4、五进制的自循环冀鹏辉 (12) 5、集成同步计数器及其应用刘世洋 (13) 6、用 74LS161构成一个十进制计数器李海磊 (14) 7、四进制的自循环杨冠军 (15) 8、用 74LS290设置七进制计数器李峰朝 (17) 9、七进制的自循环孙景伟 .. 19 第三章数字脉搏计时器的方案比较 (21) 3.1方案论证 (21) 3.2提出方案 (21) 3.3方案比较 (23) 第四章单元电路的设计 (23) 4.1电路总体框图 (23) 4.2采集、放大与整形电路 (23) 4.2.1传感器 (24) 4.2.2放大电路 (24) 4.2.3整形电路 (25) 4.3倍频电路 (26) 4.4基准时间产生电路 (28) 4.5 计数、译码、显示电路 (28) 4.6 控制电路 (31)

总结 (32) 摘要 人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件,脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现,通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量,血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。 本文主要介绍了数字式脉搏计的具体实现方法,利用压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。 关键词脉搏计;脉冲信号;压电传感器

数电脉搏计数器电路课程设计

烟台南山学院 数字电子技术课程设计题目脉搏计数电路设计 姓名:___ XXXXXX ___ 所在学院:_工学院电气与电子工程系 所学专业:_ 自动化 班级:___电气工程XXXX 学号:___XXXXXXXXXXXXXX 指导教师:_____ XXXXXXXX ___ 完成时间:____ XXXXXXXXXXXXX

数电课程设计任务书 一、基本情况 学时:40学时学分:1学分适应班级:12电气工程 二、进度安排 本设计共安排1周,合计40学时,具体分配如下: 实习动员及准备工作:2学时 总体方案设计:4学时 查阅资料,讨论设计:24学时 撰写设计报告:8学时 总结:2学时 教师辅导:随时 三、基本要求 1、课程设计的基本要求 数字电子技术课程设计是在学习完数字电子课程之后,按照课程教学要求,对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力,分析问题和解决问题的能力,以及根据实际要求进行独立设计的能力。初步掌握数字电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能;熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法,训练、提高读图能力;掌握组装调试方法。其中理论设计包括总体方案选择,具体电路设计,选择元器件及计算参数等,课程设计的最后要求是写出设计总结报告,把设计内容进行全面的总结,若有实践条件,把实践内容上升到理论高度。 2、课程设计的教学要求 数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化,严格考勤制度,在实训期间累计旷课达到6节以上,或者迟到、早退累计达到8次以上的学生,该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料,必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散,每3名学生组成一个小组,完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作,同一小组的成员之间可以相互探讨、协商,可以互相借鉴或参考别人

心率计 毕业设计论文

摘要 在社会飞速发展的今天,人们的物质文化生活得到了极大的提高,但同时多种疾病威胁着人们的生命;而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病,所以健康也被越来越多的人所重视。本设计要解决的问题就是可以测量心率、预防心脏病等心脏方面疾病的数字心率计。 本设计采用以AT89S52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示心率计的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计,由主程序、预置子程序、信号采集子程序、信号放大处理子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理,实现心率测量的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。该心率计的原理是用红外光电传感器OPT101接收到人体信号,因人体信号很微弱,所以在电路中设置了双重放大电路(主要芯片:OP07、LM324N)。该信号经放大整形处理后传给A/D转换器实现模拟信号转为数字信号,经过以上处理后,再传给单片机AT89S52计算,计算完后由四位数码管显示出来。 该心率计可以简单的测量出人的心跳和人体体温,基本实现了预定的目标,这将大大减少病人测量心跳和体温的时间。 关键字:心率;测量;单片机AT89S52;转换器

Abstract Today in the rapid development of society, people's material and cultural life has been greatly improved, but also a variety of diseases threatening people's lives; and heart attack is it difficult to prevent sudden fatal disease, so health is also valued by more and more people. The design problem to be solved is that you can measure heart rate, cardiac disease, heart disease and other digital heart rate meter. This design uses to A T89S52 microcontroller core, low-cost, high accuracy, digital display of heart rate meter miniaturization of hardware and software design. The probe by the single chip integrated analysis of signal processing functions to achieve heart rate measurement. On this basis, the overall design of the system program, and finally achieved through various hardware and software modules. With the relevant parts of the hardware circuit, the program flow chart. The principle of the heart rate meter is used to receive infrared photoelectric sensor OPT101 to human signals, the signal is very weak because of the human body, so the circuit is set in the dual amplifier (main chip: OP07, LM324N). The signal passed through enlarged plastic treated A / D converter for analog signals into digital signals, with the above treatment, and then passed to microcontroller AT89S52 calculated, finished up by four digital displayds heart rate, The heart rate meter can easily measure the person's heart rate and body temperature, essentially achieving its stated goals, which will greatly reduce the patients of heart rate and body temperature of the time. Keywords: heart rate;measurement;microcontroller AT89S52;converter

课程设计————电子心率计的设计

课程设计说明书正文 1:任务分析与方案设计 心率计是用来测量一个人心脏单位时间内跳动次数的电子仪器,由于人体各部位心率一致,所以通常测量人手臂处的脉搏即可测出人体心率。任务要求测出的心率为一分钟内心跳的次数,并显示,测量结果要与标准范围作比较,不在标准范围内则报警。 设计方案为:采用传感器,量脉搏的跳动,出微弱的信号,入放大器中放大;后通过滤波器滤除干扰信号后,将形整形为方波或脉冲信号;将其作为计数控制信号,用基准时间一定的方波作为计数脉冲在一个心跳周期内计数,计数值N 与基准时间T 的乘积就是一次心跳的时间。再对“60/基准时间T ”个脉冲进行N 分频,对分频后的信号计数,其计数值则为本次心率数值。之后计数器计数值输入到显示器中显示,同时,将其输入的频率进行F/V 转换后与标准电压值作比较,若,测量值不在标准值范围内则报警,即LED 灯亮。流程图如下。 2:电路设计,元器件参数计算及选择 2.1:传感器的选择 :

红外线检测原理: 随着心脏的博动,人体组织半透度随之改变,当血液流回心脏,组织半透度增大,这种现象在人体组织较薄的指尖、耳垂等部位最明显。用红外发光二极管产生红外线照射到人体上述部位,并用装在一旁的红外光电管来检测机体组织的透明度并转换成电信号,其信号频率与脉搏频率相对应并且其为低频近似的正弦信号。 TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上,利用红外光谱反射对象

电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。 在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为,电压放大器的输入阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输出阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证]1[。 仿真图: 黄色信号(下)为输入信号。 蓝色信号(上)为输出信号。 由图中可以看出,输入输出信号基本相等。 2.3:放大电路的设计 传感器输出为微弱信号,需进行放大后才便于后续电路的处理。考虑到后续电路中滤波器电路也具有信号放大的功能,所以放大器的放大倍数不宜过大,初 步选择为660倍。设计电路的原理如下:

数字电路课程设计红外线心率计

数字电子技术课程设计报告指导老师:严国红、夏海霞 姓名: 学号: 班级:

1产品简介 红外线心率计就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动,由计数器计算 出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的,因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器,这是红外线心率计的设计关键所在。通过本产品的制作,可以使学生掌握常用模拟、数字集成电路(运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器等)的应用。 2红外线心率计工作原理 2.1 红外线心率计的原理框图 整机电路由-10V电源变换电路、血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器电路、门控电路、译码驱动显示电路组成,如图1所示。 图1红外线心率计的原理框图 2.2 单元电路的工作原理 ⑴负电源变换电路 为简化实验的步骤,实验中直接用+12V、和-10V的电源代替负电源变换电路。 ⑵血液波动检测电路 实验中采用信号源发生器直接产生正弦波代替原来的血液波动检测电路。 ⑶放大、整形、滤波电路 放大、整形、滤波电路是把传感起检测到的微弱电信号进行放大、整形、滤波,最后输出反映心跳频率的方波,如图5所示。其中LM741为高精度单运放电路,它们的引脚功能如 图 3 (b)所示。IC2、IC3、IC4都为LM741。 + 12V

图5信号放大、整形电路 因为传感器送来的信号幅度只有2?5毫伏,要放大到10V左右才能作为计数器的输入脉 冲。因此放大倍数设计在4000倍左右。两级放大器都接成反相比例放大器的电路,经过两级放大、反相后的波形是跟输入波形同相、且放大了的波形。放大后的波形是一个交流信号。 其中A i、A的供电方式是正负电源供电,电源为+12V、-10V。 A i、A与周围元件组成二级放大电路,放大倍数A uf为: R 4 R8 A uf 4一= 66 66 4000 R 3 R 6 由于放大后的波形是一个交流信号,而计数器需要的是单方向的直流脉冲信号。所以经 过V s检波后变成单方向的直流脉冲信号,并把检波后的信号送到RC两阶滤波电路,滤波电路 的作用是滤除放大后的干扰信号。R、V4组成传感器工作指示电路,当传感器接收到心跳信号 时,V4就会按心跳的强度而改变亮度,因此V4正常工作时是按心跳的频率闪烁。直流脉冲信 号滤波后送入A s的同相输入端,反相输入端接一个固定的电平,A s是作为一个电压比较器来 工作的,是单电源供电。当A的3脚电压高于2脚电压的时候,6脚输出高电平;当A的3 脚电压低于2脚电压的时候,6脚输出低电平,所以A s输出一个反应心跳频率的方波信号。 ⑷门控电路 555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件,用它可以构成单稳态 触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。555定时器在工业控制、定时、检测、报 警等方面有广泛应用。 555定时器内部电路及其电路功能如图6(a)、(b)所示。555内部电路由基本RS触发器FF、比较器COMP COMP和场效应管V1组成(参见图6(a))。当555内部的COMP反相输入端(-)的输入信号V R小于其同相输入端(+)的比较电压V CO(VCO二"IV DD)时,COMP俞出高电位,置触发器FF为低电平,即Q=0;当COMP同相输入端(+)的输入信号V S大于其反相输入端(-)的比较电压VCd2(1/3V DD)时,COMP俞出高电位,置触发器FF为高电平,即Q=1。R D是直接复位端,R D=0 , Q=0 MOSf V是单稳态等定时电路时,供定时电容C对地放电

基于单片机的心率计设计论文

基于单片机的心率计设计 摘要 心率是指单位时间心脏搏动的次数,包含了许多重要的生理、病理信息,特别是与心脑血管相关的信息,是生物医学检测中一个重要的生理指标,也是临床常规诊断的生理指标;因此迅速准确地测量心率便显得尤为重要。随着医疗水平和人们生活水平的提高,快速、准确、便携式心率计便成为一种新的发展趋势,同时伴随着单片机技术的发展,基于单片机的便携式心率计便不失为一个好的选择。 本心率计共有三大部分,分别为:传感器部分、信号处理部分、单片机控制部分。传感器部分采用光电式传感器实现对信号采集;信号处理部分则采用放大、滤波、波形变换等方法实现信号的有效处理;而单片机部分则实现对心率的计数和显示功能。通过这三部分的有效组合初步实现对人体心率的一个有效计数。 信号采集采用光电式传感器通过对手指末端透光度的监测,实现信号的采集;信号放大则采用四运放运算放大器LM324,波形变换采用555定时器构成反向施密特触发器;单片机控制模块则采用AT89C51微处理器和相关元器件通过C语言编程实现计数和显示功能。 关键词:心率,光电式传感器,信号处理,AT89C51

DESIGN OF HEART RATE METER BASED ON MCU ABSTRACT Heart rate is refering to the number in unit time of the heart beating, contains many important physiological and pathological information, especially information associated with cardiovascular, biomedical detection an important physiological indexes, and routine clinical diagnosis of physiological indexes; so quickly and accurately measuring heart rate appears to be particularly important. With the improvement of medical level and people's living standards, rapid, accurate and portable heart rate meter has become a new trend, accompanied by the development of SCM technology, will not be regarded as a good choice of meter based on microcontroller portable heart rate. Heart rate meter consists of three parts, respectively: sensor part, signal processing part, MCU control part. Part of the sensor using photoelectric sensor achieved the signal of the signal acquisition; signal processing part uses the amplification, filtering, waveform transform method to effectively deal with; and part of SCM is to achieve counting on heart rate and display function. Through the effective combination of these three parts, an effective count of human heart rate is realized.. Signals were collected using photoelectric sensor through the monitoring of the degree of light at the end of a finger, to realize the signal acquisition; signal amplification four operational amplifier LM324 operational amplifier is used, the waveform transform the 555 timer constitute reverse Schmitt trigger; MCU control module is used AT89C51 microprocessor and related components by C language programming counting and display function.

心率计设计

附重庆大学本科学生课程设计任务书

电子心率计设计说明书 一前言 随着社会的发展与进步,我们的生活节奏也越来越快,面对每天繁忙的工作生活,我们不一定能像以前那样定期抽出时间去为自己身体做一次体检。而事实上我们身体承受的负荷却越来越大,相比于以前我们需要给自己的身体以更多的关注,甚至是时刻了解它的健康状况。身体的健康与否在很多方面都会有所体现。比如一个人的心率值就基本能反映一个人心脏是否正常工作的。大家都知道心脏是我们人体中最重要的器官之一,使我们生命的源动力。所以我们能时刻了解它的状态是很重要的。由于我们平时不一定总是能抽出时间去做体检,所以我们需要一个简单的,便于操作的,可靠性高的仪器来帮助我们在短时间内测到我们的心率值。让我们能及时了解到我们现在心脏以及身体的状态。 附心率的生理意义 人的心脏比握紧的拳头稍大,平均重量为300g。它是人体内“泵器官”,负责人体血液循环。心脏每天跳动超过10万次,累计使8千多公升的血液,流经约1万9千公里长的动静脉,从而维持血液循环。心脏有四个腔,分别是左心房、右心房、左心室和右心室。右心房接受全身各器官回流的含氧低静脉血并输入右心室,右心室把血液泵入肺脏进行氧气与二氧化碳的气体交换。左心房将自肺脏返回的含氧高的动脉血输入左心室,左心室再将血液输送至全身器官。从我们出生的那一刻起,心脏便24小时不停地工作,为全身输送氧气和养分。心脏能够这样周而复始地有规律地工作,是因为心脏有一个天然的起搏器——窦房结,它能自发地、有节律地发放电脉冲,并沿着结间束、房室结、希氏束和左右束支这一固定的激动传导途径由上向下传遍整个心脏,使心脏各个腔室顺序收缩,完成运送血液的工作。心脏的正常工作要求心脏节律发放和传导系统的结构和功能正常。心率(heart rate)指心脏分钟搏动的次数,它能够反映心脏的工作状态。正常心率决定于窦房结的节律性,成人静息时约60~100次/min,平均约75次/min。心率可因年龄、性别及其他因素而变化。初生儿心率约130次/min,随年龄增长而逐渐减慢,至青春期乃接近成人的心率。女性心率比男性稍快;运动员心率较慢。成人安静心率超过120次/min者,为心动过速;低于40次/min者为心动过缓。心率受植物性神经和体液因素调节。安静或睡眠时,心迷走中枢紧张性增高,心交感中枢紧张性降低,心率减慢。运动、情绪激动、精神紧张时,心迷走中枢紧张

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