基于单片机的脉搏心率测量仪-参考论文.
毕业设计基于STC89C52单片机的心率测试仪的设计
毕业设计--基于STC89C52单片机的心率测试仪的设计毕业设计（论文）题目：基于单片机的心率测试仪的设计学院：电气与信息工程专业：自动化姓名：学号：指导老师：完成时间：2013年05月28日摘要随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。
生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。
通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。
脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。
本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。
本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法，利用光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。
本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。
本设计以单片机为核心，由脉搏检测传感器采集脉搏信号。
经过前置放大电路、滤波电路、整形电路后得到与脉搏相关的脉冲信号。
该脉冲信号作为中断信号交由单片机进行脉长周期的计算。
然后得到每分钟的脉搏搏动次数（即心率），并在数码管上显示心率，同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。
关键词：脉搏信号，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式心率测试仪AbstractWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and computer nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words: Pulse，MCU，Photoelectric Sensor，Pulse Signal，Portable目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1 课题设计背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 设计的主要内容 (3)2系统的总体设计方案 (5)2.1 系统的总体设计 (5)2.2方案的对比和论证 (5)5772.3 系统各部分的最终方案 (8)3系统的硬件部分设计分析 (8)3.1单片机控制器 (9)9121313143.2 脉搏信号采集 (15)15163.3 信号放大电路 (17)3.4波形整形电路 (19)3.5单片机处理电路 (19)3.6系统设计要考虑的问题 (21)212122224系统的软件设计 (23)4.1 设计思想 (23)244.2定时器中断程序流程 (25)4.3 INT中断程序流程 (26)4.4显示程序流程 (26)4.5蜂鸣器报警流程 (26)5系统仿真与调试 (28)5.1程序设计 (28)5.2程序调试 (28)6总结与展望 (31)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (36)附录A 整体硬件电路图 (37)附录B 程序 (35)1绪论1.1 课题设计背景多年来，心率测试仪在心脑血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它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。
脉搏测量
2.1 光电脉搏测量仪的结构
光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。
（1）光电传感器
即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。
测量过程当中，通常情况下手指和光电式脉搏传感器可能产生相对的运动，这样对脉搏测量产生误差，可以通过两个方面减少运动噪声误差：一是改善指套式传感器的机械抗运动性，比如说使指套能够更紧的套在手指上，不易松动；二是从脉搏信号处理的角度，通过算法来减小误差。对于传感器的设计，现在采用的主要是第一个途径。
4.3测量仪使用方法
5.系统调试
根据系统设计方案，本系统的调试可分为两大部分：模拟部分和纯MCU部分。由于在系统设计中采用模块化设计，所以方便了对各电路功能模块的逐级测试。断开两部分的连接点，先调试MCU部分。试着输入一系列脉冲（用适当的电阻接正极，间断性地输入），观察MCU部分能是否能显示；模拟部分用不透明的笔在红外发射二极管和接收三级管之间摇摆，借助示波器观察波形效果如何。单片机软件先在最小系统板上调试，确保工作正常之后，再与硬件系统联调。最后将各模块组合后进行整体测试，使系统的功能得以实现。 1.放大倍数的增加
(完整版)基于C51单片机的脉搏测量仪毕业设计论文
摘要脉搏传感器采样脉搏信号，采用STC89C51单片机作为控制器，脉搏传感器输出方波传入单片机，单片机每接收一个脉冲波形，数码管就计数一次。
脉搏次数超限时用蜂鸣器报警。
三极管加大功率，驱动器件工作。
单片机软件设计，设置中断向量，编程执行。
关键词：STC89C51单片机、脉搏测量仪、软件设计Abstract:Pulse sensor sampling pulse signal, using STC89C51 MCU as controller, pulse sensor output square wave into single chip microcomputer chip, each receiving a pulse waveform, digital tube counting time. Pulse frequency overrun with buzzer alarm. The three transistor to increase power, driving device. MCU software design, set the interrupt vector, programming executive.Key words: STC89C51 monolithic integrated circuit. pulse measuring instrument. Software design.目录引言 (1)1 系统方案选择与论证 (1)1.1 任务 (1)1.2 要求 (1)1.3 系统基本方案 (1)1.3.1各个部分电路的方案选择及论证 (1)1.3.2系统各模块的最终方案 (2)2.系统硬件设计 (3)2.1单片机处理电路 (3)2.1.1STC89C51系列单片机的主要性能特点 (3)2.1.2C51系列单片机的基本组成 (4)2.2 复位电路 (6)2.2.1单片机复位电路 (6)2.2.2测试复位电路 (7)2.3 振荡电路 (7)2.4 脉搏传感器部分 (8)2.4.1HK-2000A 集成化脉搏传感器 (8)2.4.2脉搏传感器接收电路 (9)2.4.3电源电路 (10)2.5显示报警部分 (10)2.5.1数码管显示电路 (10)2.5.2报警电路 (11)3 软件设计 (11)3.1 程序设计 (11)3.2 程序调试 (13)4结论 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)附录 (21)引言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。
单片机脉搏仪心率计毕业设计
单片机脉搏仪心率计毕业设计嘿，朋友们！今天我要和你们唠唠我的单片机脉搏仪心率计毕业设计，这可真是一场奇妙又“惊心动魄”的冒险啊。
我刚接到这个题目时，就感觉自己像是被丢进了一个神秘的科技迷宫里。
单片机就像一个小小的魔法盒，里面藏着无数的秘密等待我去发掘。
而脉搏仪和心率计呢，它们在我脑海里最初就像是两个调皮的小精灵，我能感觉到它们的存在，却不知道怎么抓住它们的小尾巴。
我开始疯狂地查找资料，那感觉就像是在一个巨大的知识海洋里捞针。
每一本专业书都是一片神秘的岛屿，我在这些岛屿之间穿梭，寻找着宝藏般的有用信息。
有时候，那些专业术语就像一群外星生物的语言，我得像个外星语翻译家一样努力去理解。
然后就到了硬件设计这一关。
那些电子元件就像是一群性格各异的小伙伴。
电阻像一个个老实巴交的小工人，规规矩矩地履行自己的职责；电容则像是个调皮的小储蓄罐，一会儿充电一会儿放电。
我把它们一个个组合起来，就像在搭建一个超级迷你的电子乐高城堡。
软件编程的时候，我感觉自己像是一个指挥千军万马的大将军。
每一行代码都是我的士兵，我得精心编排它们的队形，让它们按照我的命令去准确地获取脉搏和心率的数据。
不过，这些代码士兵可不像真正的士兵那么听话，有时候它们会调皮捣蛋，弄出一些莫名其妙的错误，就像一群不听话的小猴子在乱蹦乱跳。
在调试阶段，那简直就是一场惊心动魄的战斗。
脉搏仪和心率计就像两个脾气古怪的小怪兽，一会儿给我正确的数据，一会儿又开始胡言乱语。
我就像一个驯兽师，得想尽办法让它们乖乖听话。
我不断地调整参数，就像在给小怪兽调整它们的食谱一样，小心翼翼又充满期待。
经过无数次的折腾，当我终于看到脉搏仪和心率计能够准确地测量数据时，那种感觉就像是征服了两座高耸入云的大山。
我就像一个发现了新大陆的探险家，兴奋得手舞足蹈。
这个毕业设计就像是一场充满挑战的游戏。
每一个难关都是一个大BOSS，我得不断升级自己的技能才能打败它们。
虽然过程中充满了汗水和烦恼，但当我看到最终的成果时，我觉得一切都是值得的。
脉搏测量仪设计毕业论文
郑大自考毕业设计（论文）题目：脉搏测量仪设计指导教师：职称：学生姓名：魏娟学号：专业：电子信息工程技术摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
单片机最小系统是在以STC89C52RC单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中。
本设计主要在单片机上扩展I/O口，复位电路，晶振电路，LED显示电路并写好底层程序，做出能应用于循环彩灯的最小系统。
关键词：最小系统，STC89C52RC, 循环彩灯灯Abstract:With the infiltration in the social field of the computer in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of target’s characteristic to combine concretly, in order to do perfectly.The smallest system one chip computer is in expands at the base of STC89C52RC one chip computer，make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED display circuitand writes the first floor procedure.Make for scrolling minimum system.Keyword：minimum system, STC89C52RC, scrolling目录1．绪论 (4)2.电路设计方案及功能分析 (5)2.1 设计目的 (5)2.2 设计要求 (5)2.3 系统基本方案选择和论证 (5)2.3.1、STC89C52RC介绍 (6)2.3.2、时间周期 (11)2.3.3、LED灯管 (12)2.3.4、发光二级管 (12)2.3.5、蜂鸣器 (12)2.3.6、锁存器 (13)2.4 系统框图 (13)3.系统的硬件设计与实现 (14)3.1 电源供电模块的实现 (14)3.2 复位电路 (15)3.3 晶振电路 (16)4. 系统的软件设计 (19)4.1 软件介绍 (19)4.1.1 Keil C51 (19)4.1.2 Protel99SE (20)4.1.3 Proteus (21)4.2程序流程图 (22)4.3 延时的计算 (23)5.系统调试及结果分析 (24)6.总结和体会 (24)7. 遇到问题 (24)8.参考文献 (25)9.附录 (25)9.1电路原理图： (25)9.2 元件清单 (26)9.3程序 (27)1．绪论由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-52系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
基于单片机的心率计设计论文
基于单片机的心率计设计摘要心率是指单位时间心脏搏动的次数，包含了许多重要的生理、病理信息，特别是与心脑血管相关的信息，是生物医学检测中一个重要的生理指标，也是临床常规诊断的生理指标；因此迅速准确地测量心率便显得尤为重要。
随着医疗水平和人们生活水平的提高，快速、准确、便携式心率计便成为一种新的发展趋势，同时伴随着单片机技术的发展，基于单片机的便携式心率计便不失为一个好的选择。
本心率计共有三大部分，分别为：传感器部分、信号处理部分、单片机控制部分。
传感器部分采用光电式传感器实现对信号采集；信号处理部分则采用放大、滤波、波形变换等方法实现信号的有效处理；而单片机部分则实现对心率的计数和显示功能。
通过这三部分的有效组合初步实现对人体心率的一个有效计数。
信号采集采用光电式传感器通过对手指末端透光度的监测，实现信号的采集；信号放大则采用四运放运算放大器LM324，波形变换采用555定时器构成反向施密特触发器；单片机控制模块则采用AT89C51微处理器和相关元器件通过C语言编程实现计数和显示功能。
关键词：心率，光电式传感器，信号处理，AT89C51DESIGN OF HEART RATE METER BASED ON MCUABSTRACTHeart rate is refering to the number in unit time of the heart beating, contains many important physiological and pathological information, especially information associated with cardiovascular, biomedical detection an important physiological indexes, and routine clinical diagnosis of physiological indexes; so quickly and accurately measuring heart rate appears to be particularly important. With the improvement of medical level and people's living standards, rapid, accurate and portable heart rate meter has become a new trend, accompanied by the development of SCM technology, will not be regarded as a good choice of meter based on microcontroller portable heart rate. Heart rate meter consists of three parts, respectively: sensor part, signal processing part, MCU control part. Part of the sensor using photoelectric sensor achieved the signal of the signal acquisition; signal processing part uses the amplification, filtering, waveform transform method to effectively deal with; and part of SCM is to achieve counting on heart rate and display function. Through the effective combination of these three parts, an effective count of human heart rate is realized..Signals were collected using photoelectric sensor through the monitoring of the degree of light at the end of a finger, to realize the signal acquisition; signal amplification four operational amplifier LM324 operational amplifier is used, the waveform transform the 555 timer constitute reverse Schmitt trigger; MCU control module is used AT89C51 microprocessor and related components by C language programming counting and display function.KEY WORDS: heart rate, sensor photoelectric, signal processing, AT89C51目录前言 (1)第一章系统设计的整体构思 (3)第二章各元器件介绍 (4)§2.1 LM324 (4)§2.1.1 LM324简述 (4)§2.1.2 LM324主要特点 (4)§2.1.3 LM324引脚图 (5)§2.2 555定时器 (5)§2.3 单片机型号介绍 (6)§2.3.1 单片机简介 (6)§2.3.2 51子系列的主要功能 (7)§2.3.3 AT89C51引脚 (7)§2.4 74HC245 (9)§2.4.1 74HC245简述 (9)§2.4.2 74HC245的特点 (9)§2.4.3 74HC245引脚 (10)§2.5 74LS138 (10)§2.5.1 74LS138简述 (10)§2.5.2 74LS138主要特性 (10)§2.5.3 74LS138引脚图 (11)第三章软件介绍 (12)§3.1 KeilC51高级语言集成开发环境—uVision4 IDE (12)§3.1.1 KeilC51简介 (12)§3.1.2 uVision4 IDE集成开发环境 (12)§3.1.3 uVision4 IDE仿真过程 (13)§3.2 Proteus (14)§3.2.1 Proteus简述 (14)§3.2.2 Proteus主界面 (15)§3.2.3 电路图仿真 (15)第四章电路原理及仿真电路 (17)§4.1 光电式传感器 (17)§4.2 前置放大器 (19)§4.3 滤波电路 (19)§4.4 后置放大电路 (20)§4.5 波形变换 (21)第五章软件的设计 (23)§5.1 设计原理 (23)§5.1.1 定时原理 (23)§5.1.2 计数原理 (24)§5.2 软件设计的流程图 (24)§5.3 LED显示电路 (26)第六章系统的检测 (28)第七章误差分析 (29)结论 (30)参考文献 (32)致 (34)附录 (35)前言心率是指单位时间心脏搏动的次数，与脉搏跳动频率基本是一致的。
基于单片机的脉搏测量仪的设计与实现
设计原理
PART 2
设计原理
脉搏测量主要依赖于光电容积法(PPG)进行测量。这种方法是通过将一束 光束照射到人体组织上，当心脏泵血时，由于血液的透光性不同，光束的 反射或传输会发生变化。通过检测这种变化，我们可以测量出脉搏
在具体的设计中，我们使用51单片机作为主控制器，配合LED光源和光电 传感器来执行PPG测量。当血液流经手指时，LED光源会照射到手指，并 由光电传感器接收反射回来的光线。这个反射光信号经过51单片机的处理 后，就可以转换为脉搏信号
20XX
基于51单片机的脉搏 测量仪的设计与实现
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目录
1 引言 2 设计原理 3 硬件设计 4 软件设计 5 实验结果与讨论
引言
PART 1
引言
在日常生活和医疗领域，脉搏 测量仪是一种非常常见且有用
的设备
它能有效地监测人体的健康状 况，特别是在心脏和血液循环
方面
基于51单片机的脉搏测量仪设 计，不仅实现了基本的脉搏测 量功能，还具有低成本、便携
硬件设计
PART 3
硬件设计
51单片机
51单片机是最常用的微控制器之一，具有高 可靠性和低功耗的优点。它内置了丰富的外 设和存储器，非常适合用于脉搏测量仪的设 计
硬件设计
LED光源和光电传感器
LED光源和光电传感 器是实现PPG测量的 关键部件。我们选择 具有稳定光输出和抗 干扰能力的LED，同 时配套的光电传感器 也需要具备高灵敏度 和低噪声的特点
信号
最后：程序将脉搏值通过 串口发送到连接的电脑上，
或者直接在51单片机的液 晶显示屏上显示
软件设计
需要注意的是，由于环境的 干扰可能会对PPG测量产生 影响，因此在软件设计中， 我们需要加入滤波算法来处 理这些干扰，以提高测量的
基于单片机设计的脉搏测量仪
基于单片机设计的脉搏测量仪————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ基于单片机设计的脉搏测量仪基于单片机设计的脉搏测量仪基于单片机设计的脉搏测量仪基于单片机设计的脉搏测量仪周静0601电气技术［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ＳｉngｌeＳiｎgleＳiｎgleSiｎgｌｅ----ｃhｉp design based on ｔhe pulse ｍｅasuring chｉp ｄesign basｅd on ｔhｅｐulse measｕring chｉｐdesiｇn baｓeｄon ｔｈｅpulse meaｓuring chip ｄeｓign bａｓed ｏn the pulse mｅasｕｒing instｒumｅntinsｔｒumｅnｔiｎｓtrｕｍｅntinstrｕｍｅnt Zhou Jinｇ060１Eｌectrical ＴeｃhｎologｙAbstract:Nurse ｈｏｓpｉｔal wａnｔs tｏgiｖe in hospitａl ｅveｒｙday ｔｈe paｔiｅnt taｋes thｅpulse tｏｒｅｃord theｐaｔient eａｃh miｎut ｅpulsｅnumbｅｒ, thｅmethod is wiｔｈthe hand ａccoｒdｉngｔo on the p ａtｉｅｎt wrist＇s ｄepartmenｔａｒtｅry,ｃarrｉes on the cｏuntｉｎg accｏrding ｔo pulse's beaｔ. Fｏr the savinｇｏｆtimｅ, wilｌnoｔmake 1 minute survey generally，ｕsuａlｌｙwill ｂe surｖｅｙs in １０sｅｃｏｎds tｉme pａlpiｔatiｏn's ｎumbｅｒ,wｉlｌbe muｌtiplieｄｂy ａgａｉｎｔhe ｒesult 6 namely obｔａin ｓeach miｎute palpiｔation numbｅｒ, eｖeｎifｗill ｄo this is qｕite time-consum ｉｎg, moｒｅｏver ｔhe precision will not be hiｇh．Tｈｉs article iｎtroduｃed thａｔonｅkｉnｄthｅpulｓe measuring iｎｓtrument wｈｉch mａnｕfactures ｗith ｔhｅｍonoliｔhicｉntegratｅd ｃircｕit, sｏlong as thｅhumａn places thｅfinger in the senｓｏr 2seｃoｎｄs to ｂe possｉbｌe the precisｉoｎmeａsｕring ｅach minutｅpulse nuｍbeｒ，tｈe meaｓｕrｅment reｓult sｈoweｄwｉtｈｔhree digｉt. Ｋey words: AＴ89C２051 ｍoｎｏliｔhic intｅgraｔed circuit puｌse ｍｅａｓuring ｉnｓtruｍent第一章第一章第一章第一章引引引引言言言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。
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摘要脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。
为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于52单片机的脉搏心率测量仪。
系统以STC89C52单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。
系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。
经测试，系统工作正常，达到设计要求。
关键词：脉搏心率测量仪；STC89C52单片机；红外反射式传感器AbstractPulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements.Keywords：The pulse measuring instrument;STC89C52 single-chip microcomputer;The infrared reflection type sensor目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章概述 (1)1.1 选题的背景和意义 (1)1.2 脉搏心率测量仪的发展与应用 (2)第2章脉搏心率测量仪系统结构 (4)2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 (4)2.2工作原理 (5)2.3光电脉搏心率测量仪的特点 (5)第3章硬件系统 (7)3.1 控制器 (7)3.1.1 STC89C52 简介 (7)3.1.2 STC89C52 的特点 (7)3.1.3 STC89C52 的结构 (8)3.2脉搏心率信号采集 (10)3.2.1光电传感器的原理 (11)3.2.2光电传感器的结构 (11)3.2.3 光电传感器检测原理 (12)3.2.4信号采集电路 (12)3.3信号放大 (13)3.3.1放大器的介绍 (13)3.3.2 放大电路 (14)3.4 波形整形电路 (15)3.5单片机处理电路 (17)3.6 显示电路 (17)3.6.1 LCD1602 的综述 (19)3.6.2 LCD1602 的结构 (19)3.6.3 LCD1602指令集 (19)3.6.4 脉搏心率测量仪电路原理图 (21)第4章软件系统 (24)4.1 主程序流程： (24)4.2 定时器中断程序流程： (24)4.3 INT中断程序流程： (25)4.4 显示程序流程： (26)4.5 软件说明 (27)第五章抗干扰措施及使用方法 (27)5.1抗干扰措施 (27)5.1.1环境光对脉搏心率传感器测量的影响 (27)5.1.2电磁干扰对脉搏心率传感器的影响 (28)5.1.3 测量过程中运动噪声的影响 (28)5.2测量仪使用方法 (28)第6章系统调试 (30)6.1 系统调试 (30)6.2 系统检验 (31)6.3 误差分析 (32)第七章总结与展望 (34)参考文献 (36)附录 (38)致谢 (44)第1章概述1.1 选题的背景和意义脉搏心率携带有丰富的人体健康状况的信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断的发展和提高。
在中医四诊（望、闻、问、切）中，脉诊占有非常重要的位置。
脉诊是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法，其历史悠久，内容丰富，是中医“整体观念”、“辨证论证”的基本精神的体现与应用。
脉诊作为“绿色无创”诊断的手段和方法，得到了中外人士的关注。
但由于中医是靠手指获取脉搏心率信息，虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者接受，然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。
首先，切脉单凭医生手指感觉辨别脉象的特征，受到感觉、经验和表述的限制，并且难免存在许多主观臆断因素，影响了对脉象判断的规范化；其次，这种用手指切脉的技巧很难掌握；再则，感知的脉象无法记录和保存影响了对脉象机理的研究。
脉诊的这种定性化和主观性，大大影响了其精度与可行性，成为中医脉诊应用、发展和交流中的制约因素。
为了将传统的中医药学发扬光大，促进脉诊的应用和发展，必须与现代科技相结合，实现更科学、客观的诊断[1]。
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心率数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏心率的跳动进行计数。
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。
为了提高脉搏心率测量的精确与速度，多种脉搏心率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。
早在1860年Vierordt 创建了第一台杠杆式脉搏心率描记仪，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏心率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、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。
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设计[2]。
目前脉搏心率测量仪在多个领域被广泛应用，除了应用于医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等，商业应用也不断拓展，如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏心率测量仪。
1.2 脉搏心率测量仪的发展与应用随着科学技术的发展，脉搏心率测量技术也越来越先进，对脉搏心率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心率测量仪，而其中关键是对脉搏心率传感器的研究。
起初用于体育测量的脉搏心率测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。
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[3]。
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，可以完成脉搏心率的测量,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、脉搏心率检测的精确度低等缺点。
近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器，这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，能够自动消除仪表自身系统的误差，测量精度高，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。
其中光电式脉搏心率传感器是根据光电容积法制成的脉搏心率传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏心率信号。
具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。
通过光电式脉搏心率传感器所研制的脉搏心率测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。
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，这种波成为脉搏心率波[4]。
从脉搏心率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。
脉搏心率波所呈现出的形态(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,因此对脉搏心率波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景[5]。
但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏心率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。
第2章脉搏心率测量仪系统结构脉搏心率测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏心率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心率变化，最后要得出每分钟的脉搏心率次数，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心率次数。
在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化，有了这个系统的设计思路，本课题就此开始实施。
2.1 光电脉搏心率测量仪的结构光电脉搏心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。
本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、LCD显示电路、电源等部分。
1．光电传感器即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和红外接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。