数字脉搏测试仪的设计与实现毕业设计论文.doc

毕业设计论文 数字脉搏测试仪的设计与实现 目 录 目 录 I 摘 要 III ABSTRACT IV 1 绪 论 1 1.1 脉搏测量的概况及意义 1 1.2 本文研究的主要内容 2 2 系统总体设计方案 3 2.1 硬件设计方案选择 3 2.1.1 脉搏传感器的选择 3 2.1.2 单片机的选择 5 2.2 软件设计方案 6 3 系统硬件电路设计 8 3.1脉搏信号放大电路设计 8 3.2 A/D转换电路设计 8 3.3 单片机最小系统的设计 10 3.4 显示电路设计 12 3.5 报警电路设计 14 4 系统软件设计 15 4.1 脉搏频率测量原理 15 4.2 系统主程序的设计 17 4.3 系统子程序的设计 17 4.3.1 显示子程序的设计 17 4.3.2 报警子程序的设计 21 5 仿真与调试 22 5.1 Protues简介 22 5.2 仿真结果 22 5.3 系统调试 24 结束语 25 致 谢 26 参考文献 27 附 录 29 附录一：硬件电路原理图 29 附录二：数字脉搏测试仪PCB图 30 附录三：数字脉搏测试仪设计的源程序 31 数字脉搏测试仪的设计与实现 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，能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。根据人体脉搏信号特征，本文设计了一种脉搏波动频率测量系统。本系统通过脉搏传感器采集脉搏信息输出电压信号，经信号放大电路对其进行放大。然后，将放大后的脉搏信号通过A/D转换器转换为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，实现对脉搏波动频率的测量和计算，最终在LCD中直观地显示出来。通过调试，表明本系统可以实现对脉搏波动频率的测量，为医生的诊断提供客观依据，具有一定的临床应用价值。 关键词 单片机/压力脉搏测量仪/频率 1 绪 论 1.1 脉搏测量的概况及意义 随着科学技术的发展， 医学方面的器材也在不断地改进，更新。脉搏值是跟人体健康状况相关的一项参数，有些时候，通过测量脉搏值，就可知道人体的一些生理状况。上医院测量脉搏值太麻烦，而传统的“把脉”又不是人人都能掌握的技能。如何解决这一问题呢？ 早在1860年Vierordt 创建了第一台杠杆式脉搏描记仪，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。此后随着机械及电子技术的发展，国内外在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是70年代中期，国内天津、上海、贵州、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组，多学科共同合作促使中医脉象研究工作进入了一个新的境界。以下按脉象仪探头的形式，传感器的特点及研制者作简单的归纳，详见表1-1。 表1-1 脉象仪的研制情况 研制者 探头形式（单部） 探头形势（三部） 北京医疗器械厂 MX-1型（应变片） BYS-14型（应变片） 上海医疗仪器研究所 MX-3型，MX型（7点式） 3MX-1型（应变片） 天津医疗仪器研究所 MTY-A（寸部7点，应变片） 中国台湾 汪叔游 三部压力换能器 美国 Dr. Laub （压电晶体） 三部手套力与压力复合式 德国 Park. H.S 三部绑带充气加压 上海中医研究院 横向线列式九道（应变片） 浙江大学 63点（PVDF压电薄膜） 西苑医院 压电晶体 中科院基础所 硅杯式（单晶硅） 中科院智能机械所 软接触式（应变片，液态） 湖南省中医学院 血管容积式（光敏元件） 湖南省中医研究院 阻抗仪 数据来源：2010年《传感器及其在医学中的应用[J].》 脉象探头式样很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组成脉象探头的主要原件有应变片，压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF压电薄膜等，其中以单部单点应变片式为最广泛，不过近年来正在向三部多点式方向发展。 医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。但是通过一种用单片机制作的脉搏仪，就可以得知人体的生理状况。 为了更好地运用所学知识，加深对电子电路的掌握，达到创新的目的，更为医用器材补充一简单快捷地测试脉搏跳动的工具，我将利用单片机设计一个数字脉搏仪，它外围电路简单，体积小，使用方便，易于观察，易于携带。因此，该脉搏仪可适合于体育训练和室外作业等场合的使用。 数字脉搏测试仪能测出人体脉搏每分钟跳动的次数，并通过显示器直观的显示出来，能用