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基于51单片机的脉搏测量仪设计

一、本课题研究意义

随着科技发展的不断提高，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，出现了

各种新颖的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。

脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医

学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量

精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，

脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的

生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量

脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向

数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好

的应用和推广价值。

脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏变化引起的一些生物信号，然

后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变

化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物

理变化并存储脉搏次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的

组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。

二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）

随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越

来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的

人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。

人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到

了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电

子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性

能良好，结构简单。但因耳脉较弱，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。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现

的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式

电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过

程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。

人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，是血流压力以波的

形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波成为脉搏波。从脉搏波中

提取人体的心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。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,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。

三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证

本设计采用单片机STC89C52为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功

能。

系统硬件框图如下图1所示：

键盘输入

脉搏传感信号放大单片机显示电

器与STC89C5路

整形电路2

复位电路

图1脉搏测量仪硬件框图

本设计的难点在软件编码与调试这一部分，软件这部分用C语言编写，C

语言编写比较简单，而且看起来脉络清晰，明白，易懂。并且调试、修改起来也

比较方便。编写时各个模块可以独立编写，各个模块用一个函数表示，需要时只

需调用即可，最后再将各个模块联系起来。重点在硬件设计，硬件设计主要就是

各个模块的设计，其关键在于仪器选型和电路设计，如：显示电路用显示屏显示，

键盘主要用于设定脉搏波速上下限，不在此范围，则就报警。

四、预期结果（或预计成果）

本系