毕业的设计脉搏波提取电路的的设计.doc

毕业设计（论文） 题 目： 脉搏波提取电路的设计 目 录 第一章 绪 论 3 第二章 设计方案论证 4 2.1设计任务 4 2.2系统统计原则 4 2.3总体结构框架 5 2.3.1脉搏信号的提取 5 2.4信号调理电路设计 5 2.4.1设计要求 5 2.4.2滤波电路设计 6 2.4.3电压提升电路设计 8 2.4.4 信号调理电路的仿真分析 8 第三章 硬件电路设计 9 3.1 单片机的选择 9 3.1.1数据采集 10 3.1.2 MAX1240模数转换器简介 10 3.1.3串行通讯 12 3.2整体单片机电路模块 15 3.2.1电源模块设计 15 3.2.2 +5v电源设计 16 3.2.3负电源设计 16 第四章 软件设计 17 4.1初始化程序设计 17 4.2中断处理子程序设计 17 4.3 输入口处理子程序设计 18 第五章 总结 19 参考文献 20 附 录 21 第一章 绪 论 人体的脉搏波可用特制的脉搏描记器记录下来。 从可见每个脉搏波描记曲线都由升支A和降支K构成。随后心室舒张，心室内压低于主动脉血压，于是动脉血倒流，导致主动脉瓣关闭，在曲线上形成降支切迹N，也叫降中峡或重波谷降支的形状与外周阻力的大小有关；如阻力大则降支坡度较缓，其切迹的位置较高；反之，切迹的位置较低。 脉搏波的形状，因循环系统的情况改变而不同。Uv/mmHg 灵敏度温度系数：1*10/c 精度：0.5% 重复性：0.5% 迟滞：0.5% 2.4信号调理电路设计 2.4.1设计要求 搏传感器所提取的脉压信号幅值小、频率低、随机性强、易受干扰，选择硬件电路时，必须从增益、频率响应、共模抑制比、噪声和漂移等方面综合考虑。 1．增益 由于HK2000B型压电脉搏传感器的输出范围约为-0.2~0.8V,为了提高AD采样后信号的分辨率，应对信号进行适当放大。根据所选择的A/D转换器的输入参考电压范围为0~3.3V,所以脉搏信号放大器的放大倍数应在10倍内可调。 2．频率响应 体脉搏信号的频谱范围为0.1~40Hz,脉搏信号调理电路在此频率范围内必须不失真地放大所检测到的脉搏信号，为了减少不需要的带外噪声，用高通，低通滤波器来压缩通频带，这样，经过脉搏信号调理电路的脉搏信号才具有可靠的诊断价值。 3．共模抑制比 脉搏信号的检测可能受到很多电气设备运行的干扰，尤其是市电的共模干扰，还有其他共模干扰。因此一般要求CMMR应达到80dB以上。 4．低噪声、低漂移 在脉冲信号调理信号电路中，噪声和漂移是两个较重要的参数。正状态分布。为了获得一定信噪比的输出信号，对所用到的放大器的低噪声性能有严格的要求。根据设计要求，本设计所用到的所有运算放大器均采用TL084，其主要特性如下： 输入阻抗极高，大于1012Ω; 失调电流极低，小于5Pa; 3 ) 低温漂，小于1uV/.C; 4 ) 共模抑制比大于80dB; 5 ) 开环效益较高，大于110Db; 2.4.2滤波电路设计 常规脉搏信号的主要频带范围是0.1~40Hz。为防止处于干扰状态环境时脉冲信号中混入各种噪声，因此在本系统中设计了通带频率为0.1~44Hz的带通滤波电路，将脉冲信号的有用成分从采集到的信号中分离出来。本设计的带通滤波器由44Hz的低通滤波器级联0.1Hz的高通滤波的方法实现的。 1 ．二阶有源低通滤波器 为降低元件灵敏度，获得较好的高频衰减特性和失真特性，本文采用多重反馈型二阶有源滤波器，电路图如图2—2所示。 图中电阻和电容的计算公式如下； Rf=R1=R2=R3 2-1 Fc=1/2πCfRf 2-2 C1=3QCf 2-3 C2=Cf/3Q 2-4 图2—2 二阶有源低通滤波器 2 ．二阶有源高通滤波器 多重反馈型二阶有源滤波器的电路如图2—3所示 二阶有源高通滤波器的参数计算公示如下： CF=C3=C4=C5 2-5 Fc=1/2πCfRf R5=Rf/3Q R6=3QRf 图2—3 多重反馈型二阶有源滤波器 将前面设计的低通和高通滤波器级联起来，便得到所需要的带通滤波器。 2.4.3电压提升电路设计 采集到大脉搏信号有负电压，而A/D转换器MAX124