[心率采集电路.doc

第一种 心率作为重要的生命体征,包含着丰富的人体生命信息。构建一种可穿着的日常心率测试监控系统,能够采集心跳信号,进行日常心率测试、储存、报警、实时监控等功能,这样的心率测试服装可为病人、老人、小孩等老弱人群带来便利。 目前国外此类代表性的服装有意大利Wealthy智慧衣,它使用压阻式纱线所织成的应变式织物传感器以及采用混以金属丝的纱线所制成的织物电极来采集生理信号[1]。此外,还有获得14项专利的美国VivoMetrics研发的Life Shirt Garment,它利用嵌入式传感器,设计运算法则、软件可分析20多种生理信号[2]。 目前对心率信号的采集主要有心电电极采集、光电传感器采集及压力传感器采集.心电电采集时,需用胶条将电极贴在人体表面,而光电传感器采集时,需将电极接到人体上透明的部分如手指或耳廓两者都不符合本设计的要求故本设计采用压力传感器采集 压力传感器一般可置于心脏处、颈动脉处、手腕挠动脉处 将传感器置于手腕挠动脉处,用具有弹性的经过处理的护腕将其固定,这样就可以根据不同人的手腕的粗细调节传感器与体表接触的最佳压力.使用压电晶体作为采集心跳信号的换能装置,整个调理电路由电荷放大器、调适放大器、低通滤波器、放大及阈值整形输出级等部分组成,可完成信号的放大、滤波以及电压转换.本设计中所使用的XH-6型有源心音脉搏多用途压电晶体传感器已经内置电荷放大器和调适放大器,则此传感器在受到压力后直接输出电压信号,见图2. 正常人的脉搏和心跳是一致的,脉搏的频率受年龄和性别影响,如婴儿120~140次/min,幼儿90~100次/min,成年人70~80次/min,只要60~100次/min都是正常的,当然专业运动员可以为50次/min.因此,人的脉搏波形频率远远小于5 Hz,大约在0·5~2 Hz之间,所以通过一个二阶低通勃通华斯滤波器就可以将10 Hz以上的杂波滤掉,剩下的就是心跳产生的波.同时,使用CD40106施密特反相器可以将不规则的尖峰脉冲整形,整形后的方波脉冲可由单片机直接计数.整形后的波形如图3所示,心跳采集应用电路如图4所示,其中JP1接心跳传感器3个端子,HCC40106的6管脚接单片机的P3.4口. 图1。系统原理图 图2。传感器输出波形 图3。施密特整形后波形 图4。心跳采集电路 图7为心跳参数处理的流程图. 心跳参数处理流程图 语音播报处理流程图 心跳参数处理程序的代码如下: HEART　EQU　　1CH CON0　　EQU　　50H ……………………………………………… HERE: ;主程序 MOV A,HEART ;提取计数器中的心跳数 H-DEAL:　　MOV B,#04H ;心率处理程序,将数据处理为N次/60s 　　MUL AB MOV B,#100 ;16进制数转换为10进制BCD 　　DIV　　AB 　　MOV　　5AH,A ;百位 　　MOV　　A,B 　　MOV　　B,#10 　　DIV　　AB 　　MOV　　5BH,A ;十位 　　MOV　　5CH,B ;个位 　　MOV　　R2,#30H 　　MOV　R0,#5AH SENDH:　　MOV　　A,@R0 ;将BCD码转为液晶需要的ASCII 码,存入51H-53H单元内 　　ADD　　A,R2 MOV　　51H,A 　　INC　　R0 　　MOV　　A,@R0 　　ADD　　A,R2 　　MOV　　52H,A 　　INC R0 MOV A,@R0 ADD A,R2 　　MOV　　53H,A 　　MOV　　R1,#CON0 ;液晶取显示心跳部分的首地址 　　MOV　　@R1,#48H ;字母H的ASCII码,表示心率 　　MOV　　R1,#54H 　　MOV　　@R1,#2FH 　　INC R1 　　MOV　　@R1,#4DH ;MIN的ASCII码,表示分钟 　　INC R1 　　MOV　　@R1,#49H 　　INC R1 　　MOV　　@R1,#4EH LCALL DISPLAY ;调液晶显示程序 36北京服装学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　2007年 第二种 采用ADI公司的低功耗、高性能处理器ADUC812作为主控设备,这款芯片无论是在功耗还是体积上都与设计需求完美契合。ADUC812原理图如图1。第43~46管脚是单片机的P0口,输出高电平的时候关闭发光二极管,输出低电平时点亮相关发光二极管;第49管脚用于控制蜂鸣器MK1发声,低电平使其发出声音信号;第31管脚用于控制LED的复位;第37管脚是LED的锁存器时钟输入;第38管脚是LED串行时钟输入;第39管脚是LED显示代码的输入端;第16、17管脚是UART通信口;第23管脚输入心跳信号;第18管脚