测试技术课程设计脉搏测量仪
脉搏测量仪
脉搏测量仪一、任务分析与设计1.1任务利用压电陶瓷片通过脉搏跳动来采集信号, 经过放大滤波等电路处理, 最后用数码管显示出心脏跳动次数。
另一方面将脉搏电信号送入电脑中的Labview软件中处理, 便可得到心脏跳动的频率波形。
1.2任务分析脉搏计的核心是在固定的短时间内对低频电脉冲信号计数, 最后以数字形式显示出来。
因此脉搏计是用来测量低频信号的装置, 其基本功能要求是:(1)要把人体的脉搏（振动）信号转换成电信号, 这就需要借助传感器。
(2)对转换后的电信号要进行放大和整形等处理, 以保证其他电路正常工作。
(3)在很短的时间内, 测量出经放大后的电信号频率值。
1.3设计思想:把转换为电信号的脉搏信号, 在单位时间内（一分钟）进行计数, 并用数字显示其计数值, 从而直接得到每分钟的脉搏数。
内容如下：(1) 用压电陶瓷传感器将脉搏信号转换为电信号(2) 经放大整形滤波电路得到符合要求的脉搏电信号(3) 再经记时系统最后在数字显示器上显示出每分钟的脉搏数(4) 将脉搏电信号送入电脑中的Labview软件中处理, 得到心脏跳动的频率波形。
系统设计的框架图如下:二、确定总体设计方案为满足脉搏计的上述功能要求, 可把转换为电信号的脉搏信号, 在单位时间内（一分钟）进行计数, 并用数字显示其计数值, 从而直接得到每分钟的脉搏数。
2.1 传感器的选择为了把脉搏转换成电信号, 采用了压电式传感器。
它有两种基本类型: 石英晶体和压电陶瓷。
前者温度稳定性好、机械强度高、工作温度范围宽、转换精度也高。
压电陶瓷是人工制造的压电材料, 优点是压电系数大灵敏度、价格便宜, 只是温度稳定性和强度不如石英晶体, 所以我们使用了压电陶瓷片来做传感器。
2.2放大电路通常采用运算放大器对微小电脉冲信号进行放大。
它具有输入阻抗高和输出阻抗低以及调节电压放大倍数方便等优点, 但在数字电路系统中也常用与非门来构成线形放大器。
由门电路的转换特性可知, 如果使它工作在线形区, 它就具有电压放大能力。
课程设计数字电子脉搏计
数字电子脉搏计一.设计任务要求设计一个电子脉搏计，要求：实此刻15s 内测量１min 的脉搏数，而且显示其数字。
正常人脉搏数60～80次／min ，婴儿为90～100次／min,老人为100～150次/min 。
1.实此刻15秒内测量1 min 的脉搏数；2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示；3.测量误差小于4次/min 。
二． 整体框图图1整体框图方案设计：此方案采纳脉搏传感器，74LS160计数器，集成运放放大电路，555组成的多谐振荡器，异或门组成的4倍频电路等电路。
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电脉冲信号。
由一个运放器和三个电阻就组成了符合要求的放大电路。
倍频电路要对脉搏进行调频，如将15s内传感器所取得的信号频率4倍频，即可取得对应一分钟的脉冲数，从而缩短测量时刻。
555按时器是为了实验在规按时刻内完成任务。
本设计中采纳简单的74LS160作为计数器，因为它是十进制计数器无需改装，直接利用。
因为脉搏测试器中需要上百位的数字。
因此，将三片74LS160直接按并行进位方式连接即的千进制计数器。
三、元器件清单本实验采纳数电中常见的器件，如此咱们就能够够熟练地利用而且能够降低该电路的故障率。
以下为本实验所利用的器件。
表一元器件清单一、异或门：当两个输入一致时，输出为0，输入相异时，输出为1。
异或门的原理图与真值表如图2-1所示图2-1异或门的逻辑符号与真值表２． 2输入与门如图2-2所示，A、B为与门的输入端，Y为与门的输出端。
当输入全1时，输出为1。
当输入有0时，输出为0。
与门的这一功能决定它能够作为自动操纵的开关利用。
当A端接信号，B端接操纵端，B=1时，Y=A；B=0时，Y=0。
图2-274LS08内部框图及管脚图和真值表３．74LS160其结构图如图2-3所示，管脚图如图2-4所示：ENT、ENP为芯片的使能端，当ENT、ENP接高电平常芯片处于工作状态，接低电平常处于休眠状态。
电子脉搏计的课程设计
电子脉搏计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子脉搏计的工作原理，掌握其基本结构及功能。
2. 学生能掌握电子脉搏计的使用方法，了解其在医疗领域的应用。
3. 学生了解心率与脉搏的关系，认识到电子脉搏计在监测心率方面的作用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确操作电子脉搏计，进行简单的脉搏测量。
2. 学生能通过实际操作，培养动手能力，提高实验操作技巧。
3. 学生能分析电子脉搏计的测量数据，提高数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，激发学习热情，增强创新意识。
2. 学生通过实践活动，认识到科技在生活中的重要作用，提升社会责任感。
3. 学生在学习过程中，培养合作精神，提高沟通与团队协作能力。
本课程针对高中年级学生，结合电子技术课程内容，以实用性为原则，设计电子脉搏计的课程。
课程旨在帮助学生将所学理论知识与实际应用相结合，培养科学思维和动手能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新意识和实践能力的高素质人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子脉搏计原理与结构- 理解电子脉搏计的工作原理，包括传感器、信号放大、滤波、显示等部分。
- 学习电子脉搏计的基本结构，分析各部分功能及其相互关系。
2. 电子脉搏计的使用与操作- 介绍电子脉搏计的使用方法，包括仪器准备、测量部位选择、操作步骤等。
- 学习如何正确读取和记录脉搏数据，以及如何进行简单的数据分析。
教学内容关联教材第十五章“传感器及其应用”的相关知识。
3. 实践与拓展- 安排实践活动，让学生动手操作电子脉搏计，进行实际测量。
- 分析测量结果，探讨影响脉搏测量的因素，提高学生的实际应用能力。
教学内容将按照以下进度安排：1. 第一节课：电子脉搏计原理与结构的学习。
2. 第二节课：电子脉搏计的使用与操作方法的学习。
3. 第三节课：实践活动，学生分组操作电子脉搏计，进行测量和数据分析。
三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师通过生动的语言和示例，讲解电子脉搏计的工作原理、结构及其使用方法。
电子人体脉搏计课程设计
电子人体脉搏计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法，培养学生运用电子技术进行人体生理参数检测的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电子人体脉搏计的原理及组成部分；（2）掌握电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；（3）熟悉人体生理参数的检测方法及数据分析。
2.技能目标：（1）能够正确操作电子人体脉搏计进行测量；（2）能够对测量数据进行处理和分析；（3）能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对生命科学的兴趣和好奇心；（2）培养学生尊重生命、关爱健康的价值观；（3）培养学生团队协作、积极进取的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子人体脉搏计的基本原理；2.电子人体脉搏计的组成部分及功能；3.电子人体脉搏计的操作方法及注意事项；4.人体生理参数的检测方法及数据分析；5.电子人体脉搏计在医疗领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法；2.讨论法：学生就人体生理参数检测方法及数据分析进行讨论；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电子人体脉搏计在医疗领域的应用；4.实验法：引导学生动手操作电子人体脉搏计，培养实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：电子人体脉搏计相关教材；2.参考书：生命科学、电子技术等相关参考书；3.多媒体资料：电子人体脉搏计的图片、视频等；4.实验设备：电子人体脉搏计、电脑、投影仪等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和积极性；2.作业：布置相关作业，评估学生对知识点的掌握程度和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和对实验结果的分析能力；4.考试：期末进行闭卷考试，全面评估学生的知识掌握和运用能力。
数字脉搏测试仪课程设计
数字脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字脉搏测试仪的工作原理，掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能够描述脉搏的基本概念，了解正常脉搏的数值范围。
3. 学生掌握通过数字脉搏测试仪进行简单健康监测的数据分析方法。
技能目标：1. 学生能够正确使用数字脉搏测试仪进行脉搏测量，并准确记录数据。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力，提高观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生通过小组合作，提高沟通协调能力和团队合作精神。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学探究的兴趣，增强学习生物、物理等学科的热情。
2. 学生关注自身健康，养成良好的生活习惯，提高健康意识。
3. 学生在小组合作中，学会尊重他人，培养关爱他人的情感。
课程性质：本课程为跨学科综合实践课程，结合生物、物理等学科知识，以数字脉搏测试仪为载体，开展实践活动。
学生特点：学生为八年级学生，具备一定的科学知识基础，好奇心强，喜欢动手实践，但需引导培养团队合作意识。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，激发学生学习兴趣，培养动手能力和解决问题的能力。
通过课程目标分解，使学生在实践中达成具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 脉搏的基本概念与测量方法；- 数字脉搏测试仪的原理与结构；- 正常脉搏数值范围与健康分析。
教学大纲：对应教材《生物》第八章《人体生理》第二节“心血管系统的组成与功能”，《物理》第十二章“电子技术基础”相关内容。
2. 实践操作：- 数字脉搏测试仪的使用方法与操作步骤；- 实际操作中如何正确测量脉搏；- 数据记录与分析方法。
教学大纲：实践操作部分与教材《生物》实践活动“探索人体生理奥秘”相关内容相结合。
3. 应用拓展：- 脉搏监测在生活中的应用；- 健康生活与疾病预防；- 小组合作探讨数字脉搏测试仪的改进与创新。
教学大纲：结合教材《综合实践活动》中关于科技创新与应用的相关内容。
设计课题：脉搏测试仪
设计课题：脉搏测试仪总体方案的设计和选择：构思：1`。
利用一个压力感应器把人体的脉搏的跳动转变成电压信号的变化，然后利用一级集成运放对微弱的电压信号进行放大，在利用施密特触发器进行波形整形，将不规则的信号整形成有一定幅值的方波，作为计数器的脉冲触发信号。
2.利用三个74161四位二进制计数器进行计数，然后用四---十译码器作为驱动信号，用七段数码显示器显示。
3.用一个74121单稳态触发器控制计数器的使能端的触发脉冲，使延迟一分钟，并在一分钟后保持原态。
电源的开关信号作为它的触发信号，并设当其稳态时使计数器处于保持状态。
下图是它的总体方案框图：河南科技学院机电学院数电课程设计报告专业班级应教022设计人姓名王韶杰进行日期15 周17 周指导老师田泽正邵峰杜留峰徐君峰2004年11月1974121功能表设计任务与要求：健康对于每一个人来说都是至关重要的。
体现一个人的健康状态有几个常用的指标，如体温，脉搏，心率以及血压等。
本次课题主要是利用计数器和延时电路构成的脉搏测试仪，能适时检测人体健康状况的主要指标。
1.能用三位数来显示在一分钟内脉搏的跳动次数，并在一分钟之后保持数据不消失，便于观察。
2.在人体的脉搏跳动过快时，脉搏测试仪会亮红灯并发出报警信号。
具有超常报警功能。
参考资料：《电子技术课程设计指导》（高等教育出版社出版，湖南大学彭介华主编：2004）〈〈电子技术基础〉〉（数电部分，模电部分，第四版，高等教育出版社，华中理工大学电子教研室编:2004）〈〈全国集成电路大全〉〉各单元电路设计：[1] 传感器：数字压力传感器。
M 154N 超稳定型的压力传感器。
⊙0-100 mV 量程输出 ⊙用于表压、密封压和绝压的测量 ⊙温度补偿 ⊙0.1%压力非线性 ⊙补偿温度范围：-20℃－85℃ ⊙互换性：1.0% (由增益调节电阻提供) ⊙固态产品,性能可靠 ⊙低功耗。
方案论证：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
脉搏信号检测课程设计
脉搏信号检测课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握脉搏信号检测的基本原理、方法和应用。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：•了解人体脉搏信号的产生原理和特点；•掌握脉搏信号检测的基本方法和技巧；•了解脉搏信号检测在临床诊断和健康监测中的应用。
2.技能目标：•能够使用脉搏信号检测设备进行实际操作；•能够分析脉搏信号数据，并进行简单的信号处理；•能够运用脉搏信号检测技术解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：•培养学生的科学思维和创新能力；•增强学生对生命科学和医疗技术的兴趣和热情；•培养学生关注健康、关爱他人的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.脉搏信号检测的基本原理：介绍人体脉搏信号的产生原理和特点，包括心脏射血、血管壁振动和脉搏波传播等方面的知识。
2.脉搏信号检测的方法：介绍常用的脉搏信号检测方法，如光电容积描记法、脉搏波传导法、脉搏波反射法等，并分析各种方法的优缺点。
3.脉搏信号检测的应用：介绍脉搏信号检测在临床诊断（如心脏疾病、高血压等）、健康监测（如运动生理、睡眠质量等）和生物识别等方面的应用。
4.脉搏信号检测设备的操作和维护：教授学生如何正确使用脉搏信号检测设备，并进行简单的设备维护。
5.脉搏信号数据的分析与处理：介绍脉搏信号数据的处理方法，如信号滤波、特征提取和模式识别等，并引导学生运用这些方法解决实际问题。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：教师讲解脉搏信号检测的基本原理、方法和应用，引导学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生针对脉搏信号检测的实际案例进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析具体的脉搏信号检测案例，使学生了解脉搏信号检测在实际应用中的具体操作和注意事项。
4.实验法：安排学生进行脉搏信号检测实验，让学生亲手操作设备，提高学生的实践能力。
5.小组合作学习：鼓励学生分组进行合作学习，共同完成脉搏信号检测项目，培养学生的团队协作能力。
电子脉搏测试仪课程设计
电子脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解电子脉搏测试仪的基本工作原理和功能；2. 掌握电子脉搏测试仪的操作方法和使用步骤；3. 学习如何解读电子脉搏测试仪的数据，并了解其与人体生理活动的关联。
技能目标：1. 能够正确使用电子脉搏测试仪进行测量，并准确记录数据；2. 培养学生动手操作、观察和思考的能力，通过实际操作，提高解决问题的技巧；3. 学会分析电子脉搏测试仪数据，并能进行简单的数据处理和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对现代医疗设备的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养共同解决问题的能力；3. 引导学生关注健康，认识到科技对人类生活的积极影响。
课程性质：本课程属于科学实践课，以实践操作和数据分析为主。
学生特点：学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实践，培养其独立思考和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，提高其综合素养。
二、教学内容1. 电子脉搏测试仪的基本原理：讲解电子脉搏测试仪的工作原理，包括传感器、信号处理、数据输出等部分。
相关教材章节：第三章“传感器及其应用”2. 电子脉搏测试仪的操作使用：详细介绍电子脉搏测试仪的操作步骤、注意事项及维护保养。
相关教材章节：第四章“医疗器械的使用与维护”3. 数据解读与分析：教授如何解读电子脉搏测试仪的数据，分析数据与人体生理活动的关联。
相关教材章节：第五章“数据采集与分析”4. 实践操作：分组进行电子脉搏测试仪的实践操作，让学生亲身体验，提高动手能力。
相关教材章节：第六章“实践操作与技能培养”5. 数据处理与分析：引导学生运用所学知识对测试数据进行处理和分析，提高问题解决能力。
相关教材章节：第七章“数据处理与分析方法”教学内容安排与进度：第一课时：电子脉搏测试仪的基本原理第二课时：电子脉搏测试仪的操作使用第三课时：数据解读与分析第四课时：实践操作（分组进行）第五课时：数据处理与分析及总结在教学过程中，教师需关注学生的掌握情况，适时调整教学进度，确保教学内容科学、系统、全面。
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《机械工程测试技术》课程设计脉搏测量仪的设计姓名：张峰学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班学号：201015130457完成日期：2012年12月28日摘要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。
本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。
关键词：AT89C2051；单片机；脉搏测量仪目录第一章引言 (1)第二章基本结构模块 (2)2.1脉搏波检测电路 (2)2.2脉搏信号拾取电路 (2)2.3信号放大 (3)2.4波形整形部分 (5)第三章整体电路分析 (7)3.1光发射电路 (7)3.2光电转换电路 (7)3.3信号采集及处理系统 (8)3.4过采样技术的应用 (8)3.5整体硬件电路设计 (9)参考文献 (10)第一章引言脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。
用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。
这二种测量方式各有优缺点，指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降；耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。
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。
从脉搏波中提取人体的生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。
几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。
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, 必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
第二章基本结构模块2.1 脉搏波检测电路目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。
近年来, 光电检测技术在临床医学应用中发展很快, 这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰, 具有很高的绝缘性, 且可非侵入地检测病人各种症状信息。
用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。
本系统设计了指套式的透射型光电传感器, 实现了光电隔离,减少了对后级模拟电路的干扰，结构如图所示。
图2-1 透射式光电传感器图传感器由发光二级管和光敏二极管组成, 其工作原理是: 发光二极管发出的光透射过手指,经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。
由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的, 于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。
2.2脉搏信号拾取电路如图2所示，IClA为单位增益缓冲器，用于产生2.5V的基准电压。
放大倍数由R08和R06的比值决定。
图2-3 低通滤波器图根据二阶低通滤波器的传递函数，可得050408070807060420504080706081011)111(1)()(R R R R R R R c s s C C R R R R S V S V ++++-=（1）放大倍数为 H=-R 08/R 06 =-22 （2） 取0.707倍零频增益计算高频转折频率，即f H = 7.7Hz （3）按人的脉搏最高为4 Hz 考虑，低频特性是令人满意的。
需要说明的是，以上分析是在忽略C03的条件下做出的，如果考虑C03的话，那么：R610k220k C3Vi1111)()(040603040406+≈++=s C R C C s C R s V s V i S (4)由此可见，C03没有影响频率特性的分析，它的作用只是隔直。
二级放大器兼比较器如图4所示。
Rpll 用以调整系统的放大倍数，C06用以防止放大器自激。
采用二级放大，零点漂移不很明显，在O.1 V 左右。
所以将比较器的阈值电压设计成O.25 V ，以确保滤除干扰信号。
采用比较器的好处是能有效地克服零点漂移所造成的影响，提高测量的准确性。
图2-4 二级放大器和比较器图2.4 波形整形部分波形整形电路如图5所示，IC3A 是CD4528型单稳态多谐振荡器，有效脉宽为0.05 s ．其宽度由R22和C20决定。
IC3B 也组成一个单稳态多谐振荡器，脉宽为240ms 。
D2、Dl 和T3等组成一个或非门，只有C ，E 两点均为低电平时，RP12 Vo1B信号放大器整机输出才是高电平。
设计这个电路的目的是为了在输出端输出一个窄脉冲，并且要在由R13和C07决定的时间内任何信号都不会干扰输出。
R23和C21充电时间的长短决定了计数脉冲的宽度，一般不希望它太宽。
图2-5 波形整形线路图0.1uF第三章 整体电路分析3.1 光发射电路经实验可知,采用GaAs 红外发光二极管作为光源时，可基本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。
脉搏波检测以光电检测技术为基础，因此受周围杂散光、暗电流等各种干扰影响较大。
为了克服这一问题本系统采用脉冲振幅光调制技术。
脉冲调制传送的是调制信号的采样值，只要采样频率奈奎斯特采样频率，则可由采样脉冲来恢复原信号，而不会导致失真。
系统对红外二极管的驱动脉冲信号的频率选定为工频整数倍400Hz 以降低工频干扰。
脉冲载波由ADuC841内部16位数模转换器产生。
为了保证红外发光二极管的光源稳定，本文采用运放op495和NPN 型三极管作为恒流源电路向发光二极管提供稳定的工作电流，光源驱动电路如图4-1所示。
3.2 光电转换电路光敏二极管的特性是将光信号转换为电流，而随后的A/D 转换电路是以电压为检测对象。
因此，接收电路中应采用电流电压变换电路，将电流信号转换为电压信号。
运算放大器与电阻R 形成电流电压变换电路，如图3-2所示。
（图中S_GND 为信号地，运算放大器工作正负电源为5V 、0V ，为避免信号丢失，将信号抬高至VS_GND=1V 。
）电路输出电压R I Aout ⨯=。
图3-1 发光二极管驱动电路图图3-2 光敏二极管的电流电压转换电路图3.3 信号采集及处理系统由于光电脉搏波属于缓慢变化的微弱生理信号，信噪比低，极易受到环境噪声和肢体运动的干扰。
传统的光电脉搏波信号检测电路都采用高增益放大器，以获得较高的检测灵敏度，这种设计思路导致了检测信号动态范围缩小，在受到运动干扰时，将导致由于干扰信号而带来的光电脉搏波信号检测的饱和失真。
本系统采用过采样技术，通过对信号的高速采样来提高采样精度，相当于用高分辨率的ADC对信号进行模数转换，达到了提高信噪比并改善动态范围的效果。
因此本系统对经过光电转换后的信号进行模数转换而不需要任何信号调理（放大和滤波）电路。
3.4过采样技术的应用所谓过采样技术是指以远远高于奈奎斯特(Nyquist)采样频率的频率对模拟信号进行采样的方法。
由信号采样量化理论可知，若输入信号的最小幅度大于量化器的量化电平△，并且输入信号的幅度随机分布，则量化噪声的总功率是一个常数，在0～fs／2的频带范围内均匀分布[8]。
因此量化噪声电平与采样频率成反比，如果提高采样频率，则可以降低量化噪声电平，而由于基带是固定不变的，因而减少了基带范围内的噪声功率，提高了信噪比，从而提高分辨率，并且采样频率每提高4倍，则信噪比提高4倍，相当于A/DC的分辨率提高1位。
本文设计的脉搏检测系统正是利用了这一原理，在A/DC过采样之后进行数字滤波，大部分噪声被数字滤波器滤掉，这样量化噪声就降低了，即提高了系统信噪比。
系统采用FIR结构的滑动平均滤波器，在过采样之后对数据进行数字抽取滤波。
滑动平均滤波器系统传递函数为∑-=-=11)(NNNzNzH。
该滤波器的作用是滤波、抽取和抗混叠。
滤波器为一个数字低通滤波器，主要是滤除采样信号频带以外的高频量化噪声，并维持信号频带以内的信号基本不变，相当于增加了数字信号的有效分辨率；抽取是将采样得到的高速低分辨率的数字信号的抽样频率降至奈奎斯特采样频率，进而完成高分辨率数字信号的重构；抗混叠主要是滤除降低取样频率后可能出现的混叠噪声。
本文利用ADμC841单片机内部的12位ADC对光电转换后的0～2.5V 的电信号进行采样，由于本身具有一定的分辨率，要求的过采样倍数不会太高，ADC的速度可以满足应用。
而数字滤波和抽取均通过软件来实现，配置灵活。
3.5整体硬件电路设计电路的原理图见图3-3。
电路由传感器电路、信号放大和整形电路、单片机电路、数码显示电路等部分组成。
传感器主要由红外线发射二极管和接收二极管组成，测量的原理如下：将手指放在红外线发射二极管和接收二极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变化。
由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收二极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收二极管输出脉冲信号。
脉冲信号由F1~F3、R3~R5、C1、C2等组成的低通放大器进行放大，再经由F4、R6、R7、C3组成的放大器进一步放大，其输出信号送给由F5、F6、RP1、R8等组成的施密特触发器进行整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
可变电阻RP1用来调整施密特触发器的阀值电压，从而调整电路的灵敏度。
AT89C2051、X1、R10、C5等组成单片机电路。
单片机电路对P3.2输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。
发光二极管VD3作脉搏测量状态显示，脉搏每跳动一次发光二极管就点亮一次。
数码管DS1~DS3、VT1~VT3、R12~R21等组成数码显示电路。
本机采用动态扫描显示的方式，使用共阳数码管，P3.3-P3.5口作三个数码管的动态扫描位驱动码输出，通过三极管驱动数码管。
P1.0-P1.6口作数码显示七段笔划字形码的输出，用以驱动数码管的各字段。
图3-3 电路的原理图R1 100R222kR310kR51MR410kC11uFC630pFVD1 PH303VD3LEDVD2PH302X112MC147uFC51uFVT19012VT29012VT39012 12F212F212F412F612F512F3DS1DS2DS3DC5V C22.2uFR622kR7470kRP147k R8100kC730pFR1010kC4100uFVSSVDDICIR9100R11220C8100uFR15R16R17R18R19R20R21S1R122kR132kR142kXT AL24RST1P1.012P1.113P1.214P1.315P1.416P1.517P1.618P1.719P3.2/INT06P3.3/INT17P3.4/T08P3.5/T19P3.0/RXD2P3.1/TXD3P3.711XT AL15IC2AT89C2051220*7参考文献1.陈花玲. 机械工程测试技术.机械工业出版社.第二版。