体温及心率动态监护系统的设计
体温及心率动态监护系统的设计
一、任务
设计制作一个体温、心率动态监护系统，可记录心率和体温。心电测试示意图如下：
RA
导联电极说明：
RA：右臂；LA：左臂；RL：右腿。
测量心率使用标准I导联的电极接法：RA接放大器反相输入端（－），LA接放大器同相输入端（＋），RL作为参考电极，接心电放大器参考点。
RA、LA和RL的皮肤接触电极分别通过1.5m长的屏蔽导联线与心电信号放大器连接。
二、要求
1、基本要求
(1)制作一路心电信号放大器，技术指标如下：
a．电压放大倍数：1000，误差：±5％；
b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）；
c．－3dB高频截止频率：30Hz，误差：±5Hz；
d．频带内响应波动：在±3dB之内；
e．共模抑制比：≥60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围：±7.5V）；
f．差模输入电阻：≥ 5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）；
(2)系统能显示心率和体温
(3)能在示波器屏幕上较清晰地显示心电波形。心电波形大致如下图所示：
(4)24小时的心率及体温监测：每分钟记录一次心率和体温（温度测量分辨率0.2℃）
并保存
(5)异常情况的声光报警：当心率低于50次/秒、体温高于37.5℃或低于36℃进行报
警。
2．发挥部分
(1)将心电信号放大器－3dB高频截止频率扩展到100Hz，并且能达到基本要求（3）的
效果。
(2)体温测量分辨率0.1℃。
(3)当心率或体温异常时，记录该时段的心电波形，并且记录的信号能在PC机上回放。
(4)其它特色与创新
对人体心电信号进行实测时应注意的事项：
1. 可用20mm×20mm薄铜皮作为皮肤接触电极。
2. 用带有尼龙拉扣的布带或普通布带将电极分别捆绑在四肢相应位置，如示意图所
示。
3. 测量心电图前，应使用酒精棉球仔细将与电极接触部位的皮肤擦净，然后再捆绑电
极。为减小电极与皮肤间的接触电阻，最好在电极下滴1－2滴5％的盐水，或用5％
盐水浸过的棉球垫在电极与皮肤之间。
4. 被测人员应静卧，以避免测量基线大幅度漂移，降低噪声。
可调压变频电源
一、设计并制作变压交流电源
二、要求
1、基本要求
（1）输入：单相220V±10%、50HZ.
（2）输出：单相,电压5V—36V连续可调；频率1HZ—100HZ连续可调（不准使用SPWM专用芯片）.
（3）输出最大电流：1A,负载调整率<5%.
（4）具有20%的欠电压、过电压、过载保护及报警功能.
（5）显示输出电压、电流、频率的值，误差小于5％.
（6）输出谐波失真度<10％.
2、发挥部分
（1）输出参数可传至上位PC机(具有电气隔离电路)。
（2）满负载（阻性负载）输出谐波失真度<5.0%,空载谐波失真度<5.0%。
（3）具有短路保护功能。
（4）其它特色与创新
三、评分标准
四、 说明
1、 负载调整率的测定可选定输出电压由低到高三个点，，分别测得空载和满载时输出电
压，其差值与对应电压点值之比，取所得三个比值最大项作为该电源指标。 2、 制作、调试及运行过程中应特别注意人身和设备安全！
简易自动入库小车
一、 任务
如图所示有三个车库的引导灯光（每个灯光为100W 白炽灯，距离地面大约20cm ），圆形车库用白色油漆标注。任何时刻只可能有一个车库的灯光是处于点亮状态，要求小车能够正确行驶到灯光点亮车库的圆形范围但是不允许撞上灯杆（引导灯的灯杆周围没有警戒线）。小车的在初始状态可以在如图所示的小车停车处随意角度摆放。
二、3、 基本要求
正东方向
（1）小车在初始位置的方向可以任意摆放，可以允许倒车入库，但入库后小车的任何部位不能压线。
（2）小车在入库期间只允许中途停车三次。
（3）小车启动后必须在30秒钟之内入库成功。
（4）小车入库后不能撞上车库的引导灯。
4、发挥部分
（1）三个车库的纵轴方向为正东方向，要求小车入库后车头方向为正西方向，即车尾指向引导灯杆，车身与圆形车库的纵轴对齐，中途允许停车五次。
（2）小车能沿引导线入库
（3）其它特色与创新
交流电网络监测仪
一、任务
设计并制作一台测量仪，对单相交流用电回路进行实时测量。要求测量电压、电流、频率、功率因数等参数，能计算有功功率，并具有数据显示、报警、存储等功能。
二、要求
1．基本要求
(1)能测量电压（0 ~ 60V）、电流（0 ~ 1A）、频率（45 ~ 55Hz）及功率因数等参数并
能计算有功功率。满量程测量误差< 1%，不得采用专用测量芯片。
(2)能记录回路合闸、分闸时间，时间记录精确到毫秒级。
(3)具有数字显示功能，满量程误差< 1%。
(4)具有电压、频率越限报警功能，限值电压可以通过键盘任意设置。
(5)能存贮1天的全部测量值，数据间隔1s。
(6)自带电源，从测量线路获取电源，无需外部供电。
2．发挥部分
(1)可由外部设备读取存储的数据。
(2)对感性负载具有功率因数自动补偿功能。
(3)其它特色与创新
调频发射机
四、任务
设计制作一个调频发射机。
五、要求
1．基本要求
i.发射频率范围：88MHz~108MHz；
ii.发射功率≤20mW；
iii.调制信号：300Hz~3400Hz音频信号，幅度Vp-p＝1伏：
iv.在调制信号为1000Hz时,频偏不小于5kHz；
v.用调频收音机在5米内能正常接收；
vi.残波抑制:不小于40dB.
2．发挥部分
(1)在发射频率范围内，预置5个频率点，用手动方式选择其中一个发射
(2)进一步提高通信距离；
(3)调制失真不大于10%;
(4)10.(4)其他特色与创新。
六、
四、
1.该制作模拟无绳电话，故其发射功率必须小于20mW，其作用距离是指在满足此条件下
的作用距离。
2.调频接收机为普通市售调频接收机。
3.所选择的发射频率应避开当地的调频电台，以免电台干扰影响接收效果。
4.对各项技术指标靠调频接收机测量，有条件可使用频谱分析仪或其他测量仪器。
5.调频收音机正常接收距离指空旷环境下。
数字式在线电导率测量仪
一、任务
设计并制作一台数字式电导率测量仪，用来在线监测溶液的电导率。
二、要求
1、基本要求
（1）使用的测量电极的结构和形式不限；如果使用成品电导电极，必须使用交流激励；
（2）电导测量范围0.5-20μs，测量精度优于1 % ；温度测量范围10-120℃（3）能够分别显示电导和温度值，电导值是折算到20℃时的标准值；
（4）具有校准功能。
（5）不许使用数字面板表等类似功能的部件。
2、发挥部分
（1）增加测量探头电缆分布电容的补偿功能；
（2）测量精度增加到优于0.5 %。
（3）其它创新
波形发生器设计与实现
一、任务
设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、矩形波、三角波三种周期性固定形状波形和由用户编辑的特定形状波形。
二、要求
1、基本要求
（1）用手写板输入方式编辑，分别生成输出上述三种周期性波形。
（2）具有波形存储、回放功能。
（3）输出波形的频率f =50Hz-1kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤50Hz。
（4）输出波形的峰-峰值V
=0-5V，可按步进0.05V（峰-峰值）调整。
O-PP
（5）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2、发挥部分
（1）输出波形频率f =50Hz-10kHz。
（2）手写板输入装置产生任意波形。
=100Ω-∞）,输出电压幅度变（3）具有稳幅输出功能。当负载变化时（R
L
化不大于±5%。
（4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
（5）其它。
三、评分标准
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
基于单片机的脉搏监测系统设计
基于单片机的脉搏监测系统设计
毕业设计说明书基于单片机的的脉搏监测系统设计 学生姓名：刘光权学号：1005084146学院：信息与通信工程 专业：生物医学工程 指导教师：陈树越 2014年 5 月
基于单片机的的脉搏监测系统设计 摘要 随着时代的进步,科技的的发展,人们生活节奏的加快,生活水平的提高,人们对人体健康意识也随之提高,希望能随时的对自身某些参数进行健康监护。电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常简单。为了提高脉搏测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏测量仪。系统以AT89C51单片机为核心，以红外发光管和光敏三极管为传感器，由光敏三极管感应产生脉冲，经信号处理电路放大滤波后输入到单片机，利用单片机系统内部定时器来计算时间，单片机通过对脉冲累加得到脉搏跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中每分钟显示一次测得脉搏次数。经测试，系统工作正常，达到设计要求。 关键词：脉搏，光电式传感器，单片机。
The Design Of The Pulse Monitoring System Based On Single Chip Microcomputer Abstract With the progress of time, the development of technology, people accelerated pace of life, improvement of living standards, people also will raise awareness of human health, hoping to feel some of the parameters of their own health care. The emergence of electronic pulse meter, so that the pulse measurement becomes very simple. To improve the ease and accuracy of pulse measuring instrument, the subject is designed based on 51 single-chip pulse measuring instrument. AT89C51 core system to infrared LED and phototransistor sensor generates a pulse from the phototransistor sensor, amplified by the signal processing circuit
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
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
基于51单片机的心率体温测试系统
摘要 本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电路、电源供电电路等。通过按键开始测试，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在LCD1602上显示相关体温及心率信息。 本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。 关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换 I
Abstract This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer . At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate. Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit. II
基于单片机的心率检测系统设计
目录 1.引言 (2) 2.系统基本方案 (2) 2.1.系统总结构 (3) 2.2.各个部分电路的方案选择及分析 (3) 2.2.1.脉搏传感器部分 (3) 2.2.2.单片机选择 (3) 2.2.3.显示部分 (4) 2.3.系统各模块的最终方案 (4) 3.系统硬件设计 (5) 3.1.单片机处理电路 (5) 3.1.1.STC89C51系列单片机的主要性能特点： (5) 3.1.2 .C51系列单片机的基本组成： (6) 3.2.复位电路 (9) 3.2.1.单片机复位电路 (9) 3.3.振荡电路 (10) 3.4.脉搏传感器部分 (10) 3.4.1.HK-2000A 集成化脉搏传感器 (10) 3.4.2.脉搏传感器接收电路 (12) 3.4.3 .电源电路 (12) 3.5显示报警部分 (13) 3.5.1.数码管显示电路 (13) 4.系统软件设计 (14) 4.1 主程序流程的设计 (14) 4.2 定时器/计数器中断程序流程的设计 (15) 4.3 显示程序流程的设计 (16) 5.总结 (18) 参考文献 (19)
1.引言 心率是最为常见的临床检查与生理研究的生理现象,且包含两个人类生命的重要信息，那就是血管和心脏的生理状态。人体各器官的健康状况、疾病等信息将以某种方式出现在脉冲的脉冲条件。许多有诊断价值的信息，比如有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息，我们可以通过对脉搏波检测脉冲图包含大量的诊断价值信息,也可以用来预测一些身体器官结构和功能的转变趋势, 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[1]。 在医院临床护理和日常的中老年保健中,脉搏是一个基本的生活指数,因此脉搏测量是最常见的生活特征提取。近年来在日常监护测仪器,如便携式电子血压计,可以完成脉冲测量。但是这种便携式电子血压计利用微型气泵压力橡胶气球,每次测量都需要一个压缩和解压缩的过程,有体积庞大、脉搏检测的精确度低、加减压过程会有不适等等的不足。 人类心室周期性的收缩和舒张，导致主动脉收缩压和舒张压，使血流压力可以能够以波的形式从主动脉根部，就开始沿着人体整个动脉系统流动，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的不同强度、各种形态、速率不一和跳动节律等方面的综合信息,在很大程度上反映出人体心血管系统血液流动在许多生理和病理特点。 本设计使用系统使用HK - 2000集成传感器转换电压脉冲信号,脉冲信号调节使用后AT89S51单片机对信号采集和处理,在很短的时间内,测量人体每分钟的脉搏数,和心率实时显示,便于携带。达到的目的, 快速、方便、准确地测量心率。脉搏测量系统性能好,结构简单,性价比高,稳定的输出显示,更适应流行,适合家庭每天自我反省和医院护士的临床记录。 2.系统基本方案 心率检测系统的设计，一定要通过收集脉搏的跳动变化反映出人体的生物的信号，然后生物信号转变成物理的信号，能使物理信号表达人体的心率变化，最后要的出每分钟的心跳频率，就一定需要相应的硬件电路及芯片来处理物理变化
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
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
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：
便携式心率监测仪的设计
五邑大学 电子系统设计开题报告题目：便携式心率测试仪 院系信息工程学院 专业电子信息工程 学号AP0905520 学生姓名李晓勇 指导老师陈鹏 开题报告日期2011/10/12
便携式人体心率监测仪的设计 1摘要 多年来，心率监测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。目前，检测心率的仪器虽然很多，但是能像本文设计的系统一样实现精确测量、便于携带、报警等多种功能的便携式全数字心率测量装置却不多。 本系统以AT89C2051单片机为核心控制芯片，光电式脉搏波传感器采集信号，以七段数码管作为显示系统，经信号处理电路后脉冲送入单片机，由数码管显示心率。本文设计的人体心率监测仪使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出每分钟脉搏次数，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。采用红外光学检测法，能够在运动的状态下进行心率测量。该系统运行稳定，实时性强，安全可靠，系统通用性好，移植、扩展方便，同时具有功耗低，体积小，操作简单，便于随身携带等特点，适合家庭和社区医疗保健使用，对心血管疾病的早期诊断具有重要的意义。 目前，现代的医学电子仪器已不仅仅是单纯的医学电子测量仪器硬件系统，而是基于电子技术、计算机技术、数字信号处理技术的生理量检测和分析系统。以往专门测量心率值的仪器较少，能提供心率变异指标的仪器更是寥寥无几。人们为了知道自己的运动或劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。而心电仪的出现，使心电图机进入家庭变成了可能，但基于心电工作站的模式，使个别地区的患者因医院分析诊断系统的不健全，而变得不适用；基于嵌入式及DSP的心电监护仪功能强大，但又因芯片价格的高昂而有悖于我国基本国情，不利于家庭的普及[4]。因此，一种性能优良，带有自动监测、报警等功能，适合在家庭和社区条件下使用，同时适用于有隐性疾患的亚健康人群及各种作业环境下的劳动者，在其心率变异时，能及时发出警示的安全监护器，而又符合我国人均收入水平不高这一国情的心率监测系统的研制显得尤其重要。基于这一目的，我设计的课题就是便携式人体心率监测系统的设计。
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
压电传感器SC0073脉搏测量仪设计
大连民族学院机电信息工程学院 自动化系 单片机系统课程设计报告 题目：脉搏测量仪设计 专业：自动化 班级：自动化103 学生姓名：王宏刚，勾延伟，金文杰 指导教师：陈晓云，张秀春 设计完成日期：2012年11月28日
目录 1任务分析和性能指标 (1) 1.1任务分析 (1) 1.2性能指标 (1) 2总体方案设计 (2) 2.1硬件方案 (2) 2.1.1传感器 (2) 2.1.2 信号处理 (2) 2.1.3 单片机 (2) 2.1.4 电源 (2) 2.2软件方案 (2) 3硬件设计与实现 (4) 3.1前置放大电路 (4) 3.2二阶有源滤波电路 (4) 3.3波形整形电路 (5) 3.4单片机接口电路 (6) 4软件设计与实现 (7) 4.1主程序 (7) 5 调试及性能分析 (8) 5.1调试分析 (8) 总结 (9) 参考文献 (10) 附录1 元器件清单 (11) 附录2 调试系统照片 (12) 附录3源代码 (13)
1任务分析和性能指标 1.1任务分析 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。为了提高脉搏测量的精确与速度，多种脉搏测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。 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，而其中关键是对脉搏传感器的研究。 动态微压传感器是一种高性能、低成本的压电式小型压力传感器，产品采用压电薄膜作为换能材料，动态压力信号通过薄膜变成电荷量，在经传感器内部放大电路转换成电压输出。该传感器具有灵敏度高，抗过载及冲击波能力强，抗干扰性好、操作简便、体积小、重量轻、成本低等特点，广泛应用于医疗、工业控制、交通、安全防卫等领域。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。 1.2性能指标 系统能准确测量人的脉搏次数，一分钟误差不超过1次，有直观的显示系统。系统要求有自己设计电路部分。