基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究

象信号质量及幅 度；利 用Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ９ 设计了 ０ 模数转换电 路，利 用单片机控制其对脉象信 号进行模数转 换， 并将脉象信号数据其送入计算机进行实时显示、 存储； 在单片机与计 算机通信过程中， 由 于单片机的串 行接口 输出的 是 贾 Ｌ电 平， 本文设计了 通用的Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 电 平转换电路对其进行电 平转换， 可以 实现两种不同电平间的数据传输， 计算机与 单片 机 之间采用串行通信异步传输； 在上层计算机界面部分，我们利用 ｖ Ｂ ６ ０的 Ｍ ． Ｓ ｃ ｏ ｍ ｎ Ｉ 控件制作了人机交互界面， 所设计的界面能对采集的脉象信号进行显示与 处理， 并能根
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下几种‘ ３ ， １ ． 基于通用微型计算机的数据采集系统 将采集来的信号通过外部的采样和Ａ Ｄ转换后的数字信号通过接口电路送入微机内 ／ 进行处理，然后再显示处理结果或经过Ｄ Ａ转换输出，主要有以 ／ 下几个特点： （ ）系统较强的软、硬件支持。通用微型计算机系统所有的软硬件资源都可以用来 １ 支持系统进行工作。
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它是由单片机及其些外围芯片构成的数据采集系统， 是近年来微机技术快速发展的
结果，它具有如下特点： （ ）系统不具有 自主开发能力，因此，系统的软硬件开发必须借助开发工具。 １ ２） （ 系统的软硬件设计与配置规模都是以满足数据采集系统功能要求为原则，因此 系统的软硬件应用配置具有最佳的性价比。系统的软件一般都有应用程序。 ３ （ ） 系统的可靠性好、使用方便。应用程序在Ｒ Ｍ中运行不会因外界的干扰而破坏， Ｏ 而且上电后系统立即进入用户状态。 ３ ． 基于Ｄ Ｐ数字信号微处理器的数据采集系统 Ｓ ｓＰ Ｄ 数字信号微处理器从理论上而言就是一种单片机的形式，常用的数字信号处理
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学位论文。
（ 保密的学位论文在解密后适用本授权书）
学 位 论 文 作 者 签 名 二 许 玉
日
学位论文作者毕业后去向： 工作单位：
通讯地址：
指导教师签名：
期：
日 期 ： 亚 导 玉 ，
２ 浮 工之
电话 邮编
第一章 绪 论
１ ． １脉象信号采集系统
由于微型计算机只能处理数字形式的信息， 但在实际工作中， 我们遇到的大多是连 续变化的物理量，例如：温度、压力、流量、光通量、位移量，以及连续变化的电压、 电流等， 对于非电信号的物理量， 必须先由传感器进行检测， 并且转换为电信号， 然后 经过放大器放大为０ 一Ｓ Ｖ 电平的模拟量。而将温度，压力，流量， 位移等模拟量采集， 转换成数字量后，传给 Ｐ Ｃ 机进行存储，处理，显示或打印的过程，相应的系统称为数 据采集系统，我们这里介绍的就是脉象信号的采集问题。 从近代医学的角度来看， 人体循环系统承担着协调全身各组织的能量代谢， 输送氧 气、 营养物质， 运走代谢废物等重要的工作， 还承担运送抗体、 激素等物质以 协调整体 的动态平衡． 从整体的角度对疾病进行综合分析， 显然循环系统的信息将占很重要的比 重： 从整个循环系统来看挠动脉介于大动脉与小动脉之间，由于心脏的舒缩、内脏血容 量的变化、 血管端点阻抗、管道内脉波的反射、 血液的粘滞性、 血管壁的粘弹性等因素 使脉象携带着有关心脏运动、 内脏循环、 外周循环等丰富的心血管系统及整体的动态信 息。因此脉诊的临床意义很大。 这里， 将给大家介绍一种脉象信号的硬件采集方法， 以
ｔ ａｎ ｒ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ； ＭＳ Ｃｏ ｎ ｕ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
独 创 性 声 明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以 标注和致 谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己 在论文中作了明确的说明并表示谢意。
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摘
要
脉象信 号是反映人 体机 能 的重 要参数 ，在 人体 的生命监护 中有 极其重 要的参考 价
值。 准确地测得人的 脉象信号， 及时 反映 脉象随时间的 变化， 对于临 床医学 有着重要的
意义 。 随着 电子技术 的发展 ，单片机 以其体积小 、功能强、功耗低 的特 点在仪器中应用广 泛 ，我们本着实用 、可靠 、安全 、简洁及经济等原则 ，设计开发 了基于 单片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ １ ５ 的脉象数据采集处 理电路 ：对从脉象传感器获取 的脉象信 号进行 调理，确保所获取 的脉
据需要设置通信端 口，操作简单 、方便 。 本系统可实 时、连续 、长 时间的采集 人的脉象信号 ，具有实用价值 。 关键词 ：脉象信号：Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ ；Ａ ＤＣ Ｏ ８ ９ ；串行通信 ；异步传 输；Ｍ ０ Ｓ ｏｎ Ｃ ｕ 控件
Ａｂ ｓ ｒａ ｔ Ｃ ｔ
Ｔ ｈ ｅ Ｐ ｌ ｕ ｓ ｅｉ ｓａ ｎｌ ｒ Ｉ Ｐ ｌ ｏ ｔ ｒ ａ ｎ ｔ Ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｈａ ｔ ｔｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｈｅ ｔ ｉ ｈ ｌ ｍａ ｎｂ ｏ ｄ ｙｆ ｏｎ ｃ ｔ １ ｏ ｎ ， 从 五 Ｉ ｃ ｈｈ ａ ｓ
供参考。
我们采用脉象传感器提取脉象信号，由脉象传感器提取出来的信号在毫伏数量级， 且含有噪声， 因此必须要经过放大和滤波， 而且还要保证不失真， 同时输入阻抗也要足 够大。 将信号处理成为适度大小的模拟信号， 因为我们要用计算机来显示和分析脉象信 息， 而计算机只能识别和处理数字信号， 所以， 我们必须要把模拟的脉象信号通过 Ａ Ｄ ／ 转换， 变成数字信号。 然后在通过数据采集系统把转换过来的数字信号采集送给计算机。 再由计算机来实现脉象信号的显示和分析。 数据采集系统在下面有更详细的叙述。 信号
２） （ 具有 自开发能力。
（ ）系统的软硬件的应用配置比较小，系统的成本较高， ３ 但二次开发时，软硬件扩
展能力较好。
４ （ ） 在工业环境中运行的可靠性差， 对安放的环境要求较高； 程序在Ｒ Ａ Ｍ 中运行， 易
受外界千扰破坏。 ２ ． 基于单片机的数据采集系统
提取流程如下图 １ ． １ 所示：
图１ ． １系统的信号流程图
１ ． ２基于单片机的数据采集系统
１ ． ２ ． １数据采集系统简单介绍
随着 自 动控制、 监测及远程控制的发展，数据采集越来越被广泛应用， 如医疗、 工
业等方面， 数据采集是指将温度， 压力， 流量， 位移等模拟量通过各种传感元件做适当 转换后，再经信号调理、采样、量化、 编码、传输等步骤采集， 转换成数字量后， 传给 Ｃ 机进行存储，处理，显示或打印的过程，相应的系统称为数据采集系统，可分为以 Ｐ
学 位 论 文 作 者 狐， ． 海 团Fra bibliotek扛￣ 日 期 ：
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