脉搏测量仪设计
脉搏测试仪的设计制作与测试
脉搏测试仪的设计制作与测试（朱开明.电子技术实训指导.清华大学出版社.2005.11 p169～171）1．设计要求检测人体脉搏，并用数字显示。
可用于医用或运动中检查每分钟脉搏跳动次数。
2．设计分析①脉搏探测器，将脉搏跳动信号转换为电信号。
②对检测的脉搏跳动信号进行放大和整形。
③对脉搏信号进行计数和显示。
框图如图1所示。
图1 脉搏测试仪框图3．电路设计①为了使用方便，选用压电陶瓷片作脉搏探测器。
压电陶瓷也是一种人工合成的压电材料。
当受到外界压力时，两面会产生电荷，电荷量与压力成正比，这种现象称为压电效应。
选用直径约为20～30mm的圆片形压电陶瓷片，如HTD-27。
②脉冲整形放大电路，主要是用来放大由压电片转换而来的电信号，并将其整形为脉冲信号。
电路直接用CC4011实现。
③为使设计电路简单，这里选用CC4553作计数器，外形和引脚如图2所示。
CC4553是三位BCD码计数器，Q3、Q2、Q1、Q0为BCD码输出端，在内部分时电路控制下，三位BCD码分时从Q3、Q2、Q1、Q0端输出。
当百位BCD码输出时，＝0；当十位BCD码输出时，=0；个位输出时，=0。
所以常用、、作显示器控制端，分别实现三位数字显示。
DIS端为门脉冲控制端，这里用60s延时门脉冲输人，检测一分钟的心跳次数。
MR为清零端，MR＝1时清零。
图2 CC4553引脚图选用CC4511作译码显示CC4511集七段锁存／译码／驱动为一体。
配合CC4553使整个电路所用元件少。
60s门脉冲电路可用前面介绍过的秒脉冲发生器，计数60s得到门脉冲。
这里为使电路简单，将振荡频率降低，振荡器振荡周期约为T＝60/ (2.2RC213）=0.00333s。
f≈1/T=300Hz，C选0. 33μF，R约为l0kΩ，由CC4060计数分频电路直接得到计数60s关闭脉冲。
为使、、的输出驱动显示器，用三个输出信号推动晶体管，再驱动数码显示器。
晶体管可选用能驱数码管七段发光电流即可，这里选用9015，I CM＝100mA，P CM＝450mW。
脉搏计的设计毕业设计
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计（论文）题目: 脉搏计的设计专业: 通信技术班级: 通技06-2学号:姓名:指导教师:四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书备注：任务书由指导教师填写，一式二份。
其中学生一份，指导教师一份。
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)目的与意义 (2)思想与方式 (2)第２章方案设计 (3)方案比较与论证 (3)方案选择 (5)第３章单元电路设计 (6)放大与整形电路 (6)传感器 (6)放大电路 (6)有源滤波电路 (7)整形电路 (7)电平转换电路 (7)倍频电路 (8)基准时刻产生电路 (8)秒脉冲发生器 (9)十五分频和二分频器 (9)基准时刻产生电路 (9)计数、译码、显示电路 (10)操纵电路 (13)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录总电路原理图 (17)摘要本设计要紧由传感器、计数器、译码器和时基信号发生器等部份组成的数字脉搏。
要求能测量人在一分钟内的脉搏数，并以数字显示，测量的脉搏数范围40~200次／分钟，适用于各个年龄及性别的人，能判定心率不齐且进行告警显示。
关键词数字脉搏测试；时基信号；发生器计数器；译码器第1章绪论目的与意义从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和医治的依据，从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”作为诊断疾病的手腕。
脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速度(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在专门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点，因此对脉搏波搜集和处置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，必需通过放大和后级滤波以知足搜集的要求。
思想与方式目前的指端脉搏检测系统都是采纳模拟技术来完成滤波，放整型等处置，再通过模数转换和进一步处置。
这种方式不仅增加了硬件的复杂程度，增大了功耗和体积，更要紧的是增加了系统不靠得住和不稳固因素。
脉搏测量仪方案
脉搏测量仪方案概述脉搏测量仪（Pulse Measurement Device）是一种用于测量人体脉搏的设备。
它能够准确地测量心脏跳动的频率，并提供实时的脉搏波形数据。
脉搏测量仪可以应用于医疗领域，以监测患者的心率状况，也可以应用于健康管理领域，帮助个人监测自己的健康状态。
本文将详细介绍脉搏测量仪的工作原理、硬件设计和软件实现，以及相关的应用场景。
工作原理脉搏测量仪的工作原理基于光电传感技术。
当光线通过皮肤时，被皮肤的组织、血液和其他物质吸收或散射。
脉搏测量仪利用光电传感器感知皮肤上反射的光线，并通过对光线的变化进行分析来测量脉搏。
光电传感器通常由两个组件组成：发光二极管（LED）和光电二极管（Photodiode）。
LED发出特定波长的光，通常是红光或红外光。
光电二极管感应到反射的光，并将其转换为电流信号。
脉搏测量仪的工作流程如下：1.LED发出特定波长的光照射在皮肤上。
2.光电二极管感知到反射的光，并将其转换为电流信号。
3.电流信号经过放大和滤波处理。
4.通过算法计算脉搏波形和心率。
硬件设计主要组件脉搏测量仪的硬件设计主要包括以下组件：1.光电传感器：用于感知皮肤上反射的光线。
2.放大器和滤波器：用于放大和滤波电流信号。
3.微处理器：用于数据处理和算法计算。
4.显示屏和按键：用于显示和设置相关信息。
电路设计脉搏测量仪的电路设计主要包括以下几部分：1.光电传感器电路：包括LED和光电二极管，以及相关的驱动电路。
2.放大器和滤波器电路：用于放大和滤波电流信号，以便后续处理。
3.微处理器电路：包括微处理器、存储器和相关的接口电路。
外壳设计脉搏测量仪的外壳设计应考虑用户的使用体验和舒适度。
外壳应具有人体工程学设计，以便用户可以方便地握持设备，并确保光线可以有效地照射到皮肤上。
软件实现数据采集和处理脉搏测量仪的软件实现主要包括以下几个方面：1.数据采集：通过光电传感器采集到的电流信号。
2.数据放大和滤波：对采集到的电流信号进行放大和滤波处理，以减少干扰噪声。
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现随着健康意识的普及和人们对身体健康的关注度的提高，人体脉搏测量仪成为了一款非常受欢迎的健康监测设备。
本文将基于单片机设计与实现一款人体脉搏测量仪。
首先，我们需要了解什么是脉搏。
脉搏是人体心脏搏动时，由于动脉中的血液被心脏排出而引起的动脉的周期性扩张和收缩的现象。
测量脉搏可以了解人体的心脏系统是否正常工作，并作为一种辅助诊断工具。
我们的设计将使用单片机作为测量仪的主要控制器。
单片机的选择可以根据实际需求来确定，一般使用中小型的单片机即可满足要求。
其次，我们需要选择合适的传感器来测量脉搏。
脉搏传感器一般通过与人体的皮肤接触来测量脉搏。
一种常用的传感器是光电传感器，可以通过测量人体皮肤上血液流动时的光变化来获得脉搏数据。
此外，还可以使用压力传感器或者加速度传感器等其他传感器来测量脉搏。
接下来，我们需要设计电路来连接传感器和单片机。
首先，将传感器与适当的电路连接，以便能够将传感器的输出信号转换为电压或者数字信号。
然后，将电路与单片机连接，以便能够将传感器输出的数据输入到单片机中进行处理。
在单片机端的软件设计中，我们首先需要初始化单片机的相关设置，例如时钟频率、IO口模式等。
然后，在主循环中，我们可以获取传感器输出的数据，并将其转换为合适的脉搏数值。
最后，可以通过显示设备（如LCD）显示脉搏数值，并可以将数据存储到存储器中，以便日后分析和查看。
此外，为了增加可操作性和用户体验，我们还可以在设计中添加一些功能和特性。
例如，可以添加一个按钮来启动脉搏测量，或者使用无线通信模块将脉搏数据发送到手机或电脑上进行分析。
总结起来，基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现具有以下步骤：选择合适的单片机；选择合适的传感器；设计连接传感器和单片机的电路；进行单片机端的软件设计；添加额外的功能和特性。
需要强调的是，这只是一个基本的设计框架，实际的设计与实现过程中还需要根据具体要求进行调整和完善。
基于单片机的脉搏测量仪设计毕业
基于单片机的脉搏测量仪设计毕业脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器，可以根据脉搏信号来分析人体的心率和心律。
基于单片机的脉搏测量仪具有体积小、功耗低、成本低等优点，适用于个人使用和医疗机构。
设计一个基于单片机的脉搏测量仪的系统主要分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计部分包括传感器、滤波电路、放大电路和显示电路等。
首先，选取合适的传感器感知人体脉搏信号。
一种常用的传感器是心率传感器，它能够非侵入式地探测人体脉搏信号。
心率传感器一般采用光电技术，通过血液中的脉搏信号的变化来测量心率。
将心率传感器与单片机进行接口连接。
其次，对传感器输出的脉搏信号进行滤波处理。
脉搏信号包含许多杂散噪声，需要通过滤波电路进行滤波处理，以减小噪声对信号的干扰。
常用的滤波器有低通滤波器，可以滤除高频噪声信号。
再次，通过放大电路对滤波后的脉搏信号进行放大，以增加信号的幅度，方便后续的分析处理。
放大电路采用运放电路，通过调整放大倍数和增益可以使信号更好地显示。
最后，通过显示电路将放大后的脉搏信号进行显示。
显示电路可以选择液晶显示屏、LED指示灯或者数码管等。
设计时要考虑显示界面的清晰度和易读性。
软件设计部分包括数据采集、信号处理和心率计算等。
数据采集模块负责从传感器获取脉搏信号，以一定的采样频率采集信号，并存储到单片机的存储器中。
信号处理模块对从传感器得到的脉搏信号进行处理，如滤波、放大等。
滤波可以采用数字滤波算法，如均值滤波、中值滤波等。
放大可以通过调整放大倍数和增益来实现。
处理后的信号可以传递给心率计算模块。
心率计算模块负责根据处理后的脉搏信号计算心率。
心率计算可以采用峰值检测算法，通过寻找脉搏信号的峰值来计算心率。
可以设置一个合适的阈值，当脉搏信号超过阈值时，认为达到峰值。
设计完成后，通过实验验证系统的准确性和可靠性。
可以与专业医学仪器进行对比，比较测量结果的一致性。
可以使用心电图或其他血压计进行参考。
综上所述，基于单片机的脉搏测量仪设计可以实现对人体心率的测量和分析，具有体积小、功耗低、成本低等优点。
完整word版,人体脉搏计的设计课程设计
1一、设计说明设计一个人体脉搏计，要求能够实现在30s 内测量人的脉搏跳动次数，并且将脉搏次数显示出来。
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 。
电路原理框图如图1所示。
图1 脉搏计原理框图将脉搏跳动信号转换为对应的电脉冲信号，放大整形后进行二倍频，并在30s （基准时间） 内对此信号计数，便得到了1min 脉搏数。
二、技术指标1．设计人体脉搏计数器并用LED 显示。
2．误差为±2次/min 。
三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3．主要器件：(1)74LS74双D 触发器；(2)74LS47或4LS48译码器；(3) 74LS163计数器；(5)OP07等。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
倍频器基准时间产生电路放大与整形 计数译码显示器控制电路传感器五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：3人体脉搏计的设计一、概述脉搏计在实际中的应用非常广泛，它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，用来测量频率较低的小信号。
其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。
通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何根据需要设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学知识应用于实践中。
设计任务技术指标；1．要求在规定时间内实现测量人体的脉搏跳动次数。
基于STM32的脉搏血氧仪设计
基于STM32的脉搏血氧仪设计脉搏血氧仪是一种用于测量人体的脉搏和血氧饱和度的医疗设备。
基于STM32的设计可以实现高精度、稳定性，同时还可以集成各种功能，提高设备的性能和便携性。
首先，需要使用STM32系列微控制器作为系统的核心。
STM32具有高性能和低功耗特性，可以提供足够的计算能力和资源来处理数据和控制操作。
此外，STM32还具有丰富的外设接口，可以与各种传感器和显示器进行通信。
脉搏血氧仪的核心部件是光电传感器模块。
光电传感器可以采集到血液中红外光和红光的散射和吸收情况，进而计算出脉搏和血氧饱和度。
可以使用STM32的ADC（模数转换器）作为传感器信号的采集和处理单元，将传感器输出的模拟信号转换成数字信号。
为了提高测量精度，还可以使用低噪声运算放大器对传感器信号进行放大和滤波。
此外，还可以添加基准电路和温度补偿电路，以保证系统的稳定性和准确性。
在数据处理方面，STM32可以使用内部的计时器和定时器来控制采样频率和测量周期。
可以根据需求设置适当的采样率，并使用滑动窗口平均或其他算法对数据进行滤波和平滑处理。
还可以使用DMA（直接存储器访问）功能来提高数据传输的效率。
在数据显示方面，可以使用液晶显示屏将测量结果直接显示出来。
STM32可以通过SPI或I2C等通信接口与液晶显示屏进行连接，并使用相应的驱动库进行控制。
可以设计一个友好的用户界面，显示血氧饱和度、脉搏频率和测量状态等信息。
此外，还可以添加其他功能，例如存储器模块，用于保存历史数据和测量记录。
可以使用SD卡或者闪存芯片作为存储介质，使用SPI或者SDIO接口进行数据的读写操作。
为了提高设备的便携性和易用性，可以添加电池电源模块。
STM32可以通过ADC来检测电池电量，并在电量不足时提醒用户充电。
还可以通过USB接口进行充电和数据传输。
总结起来，基于STM32的脉搏血氧仪设计可以实现高精度、稳定性和便携性。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以提供准确的测量结果，并提供友好的用户界面和功能扩展。
脉搏测量仪设计方案
1. 引言脉搏是人体生命活动中重要的生理指标之一，脉搏测量仪可以实时监测人体的脉搏情况，并提供相应的数据分析。
本文档将详细介绍脉搏测量仪的设计方案，包括硬件设计和软件开发。
2. 硬件设计2.1 传感器选择脉搏测量仪的核心是脉搏传感器，选择适合的传感器对脉搏信号的采集至关重要。
我们建议选择带有光电传感器的脉搏传感器，该传感器可以通过红外线光电技术来测量脉搏信号。
2.2 信号采集电路设计脉搏传感器的输出是微弱的光电信号，需要通过信号采集电路进行放大和滤波处理。
我们建议采用放大器和滤波器的组合来实现信号的放大和去噪。
2.2.1 放大器设计放大器的作用是放大传感器输出的微弱信号，提高信号的幅值。
我们建议使用差分放大电路，以提高信号的抗干扰能力。
2.2.2 滤波器设计滤波器的作用是滤除高频噪声，保留脉搏信号的低频成分。
我们建议采用带通滤波器，设置合适的截止频率，以滤除高频和低频信号。
2.3 数据处理电路设计脉搏信号的采集和处理完成后，需要将脉搏数据传输到微处理器进行进一步处理。
我们建议使用微控制器作为数据处理的主要控制单元。
2.3.1 微控制器选择选择适合的微控制器对整个脉搏测量仪的性能和功能实现起着至关重要的作用。
我们建议选择一款具有高性能和低功耗的微控制器，以满足脉搏测量仪的要求。
2.3.2 数据传输接口设计在数据传输方面，我们建议使用串行接口（如UART）将脉搏数据传输到外部设备或计算机上进行进一步的分析和存储。
3. 软件开发3.1 脉搏信号处理算法在软件开发方面，我们需要实现一些脉搏信号处理算法，以提取和分析脉搏信号中的相关特征。
常见的脉搏信号处理算法包括脉率计算、心率变异性分析等。
3.2 数据可视化界面设计为了方便用户理解和使用脉搏测量仪，我们需要设计一个用户友好的数据可视化界面。
该界面可以实时显示脉搏数据，并提供相应的数据分析和报告功能。
3.3 脉搏测量仪的控制逻辑在软件开发过程中，我们需要设计脉搏测量仪的控制逻辑。
脉搏测量仪设计方案
脉搏测量仪设计方案脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器，具有重要的医疗和健康监测功能。
下面是一个脉搏测量仪的设计方案，包括主要功能、硬件设计和软件设计。
1. 主要功能：- 测量人体脉搏：使用传感器检测人体脉搏，并将数据转化为数字信号。
- 显示脉搏数据：通过液晶显示屏显示当前的脉搏数据，以便用户实时获知自己的脉搏情况。
- 存储数据：将脉搏数据存储在内部存储器中，为用户提供历史脉搏数据的查询。
- 分析数据：对存储的脉搏数据进行分析，并生成相应的报告，帮助用户了解自己的脉搏状况。
2. 硬件设计：- 传感器：采用光电传感器，通过感应人体血流的反射光强度变化来测量脉搏。
- 微控制器：选择一款高性能的微控制器作为主控芯片，负责数据采集、信号处理、通信和显示控制等功能。
- 显示屏：选用高分辨率的液晶显示屏，可以显示脉搏数据和其他相关信息。
- 存储器：选择大容量的闪存作为数据存储器，并考虑使用可拓展的存储器接口，方便用户扩展存储容量。
- 电源：采用可充电电池供电，确保仪器长时间的使用时间，并考虑添加低电量提醒功能。
3. 软件设计：- 数据采集和处理：通过光电传感器采集到的模拟信号经过采样和放大处理，并转化为数字信号，以便于后续的数据处理和分析。
- 数据显示和存储：将测量到的脉搏数据显示在液晶屏上，并同时将数据存储在内部存储器中。
- 用户交互：设计使用友好的用户界面，并增加触摸屏等交互方式，使用户操作更加方便、直观。
- 脉搏数据分析：对存储的脉搏数据进行分析，可将数据进行图表化显示，以便用户更加直观地了解自己的身体健康状况。
- 数据传输：可考虑添加数据传输功能，如蓝牙或USB接口，以便用户将数据导出到电脑或其他设备进行进一步分析和储存。
以上是一个脉搏测量仪的设计方案，旨在提供一个可靠、精确且易于使用的脉搏测量解决方案，以满足用户的医疗和健康监测需求。
具体的技术细节和设计参数需要在实际设计过程中进一步完善。
基于STM32的脉搏心率检测仪设计方案
基于STM32的脉搏心率检测仪设计方案脉搏心率检测仪是一种常见的医疗设备，用于测量人体心脏的脉搏和心率数据。
本文将详细介绍基于STM32的脉搏心率检测仪的设计方案。
1. 引言脉搏心率检测仪是一种用于检测和监测人体心脏功能的设备，具有广泛的应用领域，如医疗机构、健康管理等。
本设计方案旨在利用STM32微控制器实现一个高效、精准、可靠的脉搏心率检测仪。
2. 系统硬件设计基于STM32的脉搏心率检测仪的硬件设计包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。
传感器模块用于感知人体脉搏信号，常用的传感器有光电传感器和压阻传感器。
信号处理模块通过采样和滤波算法来提取脉搏信号，并计算心率值。
显示模块用于展示心率数据，可以选择LCD屏幕或LED显示。
3. 传感器模块设计本设计方案选择光电传感器作为脉搏信号的感知装置。
光电传感器工作原理是利用红外光的透射和反射来检测脉搏信号。
传感器通过检测红外光线的反射变化来感知脉搏信号。
在设计时，需要合理选择传感器的灵敏度和工作范围，并采用适当的信号调理电路来增强信号质量。
4. 信号处理模块设计信号处理模块的设计是脉搏心率检测仪的核心。
该模块主要包括信号采样、滤波和心率计算三个部分。
信号采样应根据传感器输出脉搏信号的特点，选择适当的采样频率和分辨率。
滤波算法主要用于去除噪声和干扰，保留脉搏信号的有效部分。
常用的滤波算法有移动平均滤波和巴特沃斯滤波。
心率计算可以通过测量脉搏波的峰距离和时间间隔来估算心率值。
5. 显示模块设计显示模块的设计用于展示心率数据。
可以选择LCD屏幕或LED显示来实现数据的可视化。
LCD屏幕可以显示详细的心率波形和数值，而LED显示适合于简单的心率数据展示。
在设计时，需要考虑显示模块的分辨率、刷新率和功耗等因素。
6. STM32控制器选型和编程在本设计方案中，选择STM32微控制器作为系统的核心控制单元。
合适的STM32型号应具备足够的计算能力和丰富的接口资源，以满足传感器模块、信号处理模块和显示模块的连接需求。
基于STM32的脉搏测量仪设计
基于STM32的脉搏测量仪设计脉搏测量仪是一种用来测量人体脉搏的医疗设备，可以用于监测心率和脉搏波形等信息，帮助医生了解人体的心血管健康状况。
本文将介绍基于STM32的脉搏测量仪的设计。
首先，我们选择了STM32系列的单片机作为主控芯片。
STM32系列具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等特点，非常适合作为嵌入式系统的主控芯片。
接下来，我们需要设计传感器部分。
传感器可以采集脉搏信号，并将信号转换为数字信号供STM32芯片处理。
常见的脉搏信号传感器有光电传感器和压电传感器。
我们选择了光电传感器，因为它具有适应性强、响应速度快等优点。
光电传感器可以通过光电效应将脉搏信号转换为电信号，并使用模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
然后，我们需要对脉搏信号进行预处理。
由于脉搏信号存在噪声等干扰，我们需要进行滤波和放大等处理，以提取出我们所需的脉搏信息。
滤波可以使用数字滤波器来实现，它可以有效地去除噪声。
放大可以使用放大电路来实现，以增加信号的幅度。
接着，我们需要编写软件算法来对脉搏信号进行分析和处理。
首先，我们需要使用数字信号处理算法来对信号进行分析，提取出脉搏的周期和幅度等信息。
然后，我们可以根据这些信息计算出心率等指标，并将结果显示在LCD屏幕上。
最后，我们需要设计用户界面和外设控制部分。
用户界面可以使用LCD屏幕和按键等元件来实现，用户可以通过按键来控制脉搏测量仪的功能。
外设控制部分可以使用串口、蓝牙等通信模块来实现，以便将脉搏数据传输到手机或计算机上进行进一步的分析和存储。
总结起来，基于STM32的脉搏测量仪设计主要包括：选择STM32作为主控芯片、设计传感器部分、进行脉搏信号预处理、编写软件算法、设计用户界面和外设控制部分等。
通过这些设计，我们可以实现一个功能齐全的脉搏测量仪，方便医生进行心血管健康监测和诊断。
电子脉搏计毕业设计
电子脉搏计毕业设计引言电子脉搏计是一种用于测量人体脉搏的仪器，可以实时监测心率并提供相关数据。
本文将介绍一个关于电子脉搏计的毕业设计，旨在设计出一款功能完善、精确可靠的电子脉搏计。
一、设计背景近年来，心脑血管疾病的发病率逐渐增高，对心脏健康的关注越来越重要。
在日常生活中，人们对自己的心率了解的程度较低，并往往只关注在出现问题时寻求医疗帮助。
然而，随着科技的飞速发展，人们对个人健康的关注也越来越高。
设计一个电子脉搏计是为了使更多的人能够实时监测和了解自己的心率，提高对心脏健康的认识。
二、设计目标1. 实时测量心率：设计一个在佩戴时能够实时测量心率的电子脉搏计，可以方便用户随时了解自己的心脏情况。
2. 精确可靠：电子脉搏计应具有高精确度和可靠性，确保测量数据准确无误。
3. 可穿戴设计：为了方便用户随身携带和佩戴，设计的电子脉搏计应具有轻巧、便捷的可穿戴性。
4. 数据记录和分析：电子脉搏计应能够记录测量数据并提供分析，帮助用户更好地了解自己的健康状况。
三、设计方案1. 传感器选择：为了实现实时心率测量，可以选用光电传感器来监测血液流速和心率。
光电传感器具有高灵敏度和可靠性，可以准确测量心率并提供稳定的数据。
2. 移动应用程序开发：设计一个移动应用程序，通过无线连接将测量数据传输到用户的智能手机或其他设备上。
用户可以通过应用程序随时查看心率数据，并进行自定义设置和分析。
3. 心率数据记录和分析：电子脉搏计应具备数据记录和分析功能，可以将历史测量数据保存在设备或云端服务器中，并提供图表和趋势分析，帮助用户更好地了解自身心脏状况。
4. 设计外观和佩戴舒适性：考虑到电子脉搏计的可穿戴性，设计时应注意外观设计和佩戴舒适性，使用户能够长时间佩戴并不感到不适。
四、设计结果经过设计和开发，我们成功实现了一款电子脉搏计。
该设备具备实时测量心率、精确可靠、可穿戴设计、数据记录和分析等功能。
用户可以使用移动应用程序随时查看心率数据，并得到个性化的健康报告。
人体脉搏计的设计课程设计
人体脉搏计的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握人体脉搏的基本知识，包括脉搏的定义、测量方法和正常范围。
2. 学生能了解电子电路的基本原理，掌握传感器的工作方式和数据处理方法。
3. 学生能结合数学知识，解释脉搏信号的变化规律，并运用公式进行简单计算。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并制作一个简单的人体脉搏计。
2. 学生通过实践操作，提高动手能力，培养团队协作和问题解决能力。
3. 学生能运用图表、数据和文字，对实验结果进行整理和分析，形成实验报告。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对人体生理现象的好奇心和探究精神，增强学习生物和物理的兴趣。
2. 学生通过实践活动，体会科技与生活的紧密联系，增强创新意识和实践能力。
3. 学生在团队协作中，学会尊重他人、沟通与合作，培养积极向上的情感态度。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体的学习成果，包括：掌握人体脉搏知识、电子电路原理和数据处理方法；具备设计制作脉搏计的实践能力；培养团队协作、问题解决和实验报告撰写能力。
通过本课程的学习，旨在提高学生的跨学科综合运用能力，激发创新思维，增强实践操作技能，培养科学精神和合作意识。
二、教学内容1. 人体脉搏基本知识：包括脉搏的定义、测量方法和正常范围，对应教材生物学章节中关于人体循环系统的内容。
2. 电子电路基本原理：涉及传感器的工作原理、电路连接方式和数据处理方法，对应物理教材中有关电子电路和传感器的内容。
3. 数学知识应用：运用数学知识解释脉搏信号的变化规律，进行数据计算和分析，结合教材数学章节中的数据处理和函数知识。
教学大纲安排：第一课时：介绍人体脉搏基本知识，学习脉搏的定义、测量方法和正常范围。
第二课时：讲解电子电路基本原理，学习传感器工作方式和数据处理方法。
第三课时：结合数学知识，分析脉搏信号变化规律，进行数据计算和分析。
第四课时：实践操作，设计并制作人体脉搏计，学会电路连接和调试。
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。
基于STM32的脉搏心率检测仪的关键功能和算法设计
基于STM32的脉搏心率检测仪的关键功能和算法设计脉搏心率检测仪是一种重要的医疗设备，用于准确测量患者的心率变化情况。
基于STM32的脉搏心率检测仪具备多种关键功能和算法设计，以提供精确的心率数据。
本文将介绍几个关键功能和算法设计。
一、心率检测原理在介绍具体的功能和算法设计之前，我们首先了解一下脉搏心率检测仪的工作原理。
脉搏心率检测仪通过传感器将心脏搏动的信号转化为电信号。
然后，通过对电信号进行滤波、放大和数字化处理，可以获得脉搏的波形数据。
根据心脏搏动的周期，可以计算出心率。
二、关键功能设计1. 实时心率显示：脉搏心率检测仪应该具备实时心率显示功能，将实时测量到的心率数值显示在屏幕上，方便用户及时了解自身的心率变化情况。
实时心率显示可以通过在LCD屏幕上显示心率数值的方式来实现。
2. 数据存储与分析：脉搏心率检测仪应该能够将测量到的心率数据进行存储，便于后续的数据分析。
可以通过将心率数据存储在内部或外部存储器中，并设计相应的数据处理算法来实现。
3. 光电传感器设计：光电传感器是脉搏心率检测仪的核心部件之一，用于将心脏搏动的信号转化为电信号。
在设计光电传感器时，需要考虑灵敏度、抗干扰能力以及稳定性等因素，以保证获得准确的脉搏波形数据。
4. 心率报警功能：根据用户设定的心率范围，脉搏心率检测仪可以实现心率报警功能。
当测量到的心率超出设定的范围时，脉搏心率检测仪会发出警报提醒用户。
这可以有助于人们及时察觉异常的心率变化，并采取相应的措施。
三、算法设计1. 滤波算法：心脏搏动信号存在噪声和干扰，影响心率测量的准确性。
为了降低噪声和干扰的影响，可以采用滤波算法对接收到的信号进行滤波处理。
常用的滤波算法有移动平均滤波和中值滤波等。
2. 心率计算算法：在获取到心脏搏动的波形数据后，需要进行心率计算。
常用的心率计算算法有峰值检测算法和互相关算法等。
峰值检测算法通过寻找心率波形中的峰值来计算心率，而互相关算法则通过对心率波形和参考波形进行相关性计算来得出心率。
脉搏测量仪设计-推荐下载
3.1.3 脉搏传感器电路
图 3.3 脉搏传感器接收电路
3
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看与全22过，22度并22工且22作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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实验报告课程名称：暑期实验技能训练指导老师：成绩：实验名称：脉搏测量仪实验类型：硬件同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）三、代码缺陷及修正记录五、讨论、心得二、实验内容和代码（必填）四、实验结果与分析（必填）一、任务与要求设计制作一个脉搏测试仪，利用红外发射、接受传感器对手指末端血流变化的检测，间接检测出脉搏信号，并在数码管上显示每分钟所测人体脉搏数，要求测量稳定、准确。
1．测量范围：0~240 次/min；2．由于所测信号很微弱，易受干扰，必须加滤波电路。
按正常人脉搏数为60~80 次/min，老人为100~150 次/min，在运动后最高跳动次数为240 次/ min设计低通放大器。
5Hz 以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。
因此特征频率取8Hz 左右；3．测量精度：+-5%；4．采用+5v 单电源供电；二、方案设计1.设计时要考虑的问题由于人体的脉搏信号具有频率低、幅度小干扰大，不稳定度低，随机性强等特点，使得对脉搏信号的采集放大电路的设计提出了很严格的要求，尤其是抗干扰变为十分重要，需要设计低通滤波器进行滤波。
选择放大器时需要从增益、频率响应，输入阻抗，共模抑制比，噪声，漂移等几个方面加以综合考虑。
抗干扰（1）工频50HZ干扰及其各次谐波使用频率为50HZ的市电的电子仪器设备会对检测系统会产生较大的干扰，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的50%，是主要的干扰源（2）肌电干扰肌肉的收缩会产生微伏级的电势，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的10％，维持时间大约是50ms，频带范围可以在0HZ~10000HZ。
（3）由于呼吸引起的基线漂移和ECG幅度变化呼吸引起的基线漂移可以看成是一个以呼吸的频率加入ECG信号的窦性成分（正弦曲线），这个正弦成分的幅度和频率是变化的。
呼吸所引起的ECG信号的幅度的变化可以达到15％。
基线漂移的频率是从0.15～0.3HZ。
低噪声、低漂移在脉搏信号放大器中，由于增益较高，噪声和漂移是两个较重要的参数。
脉搏信号放大器运行过程中的噪声主要表现为电子线路的固有热噪声和散粒噪声，这些都属于白噪声，其幅值为正态分布。
为了获得一定信噪比的输出信号，对放大器的低噪声性能有严格要求。
另外，温度变化会造成零点漂移，漂移现象限制了放大器的输入范围，使得微弱的缓变信号无法被放大。
而脉搏信号具有很低的频率成分，为了能正常测量，必须采取措施来限制放大器的漂移。
所以放大器应选用低漂移，高输入阻抗并且具有高共模抑制比的集成运放电路。
2.方案论证正常成年人的脉搏次数是60-80次/min，老年人则为100-150次/min，显然这种信号属于低频范畴。
因此，脉搏计时用来测量低频信号的装置，根据任务要求可知，要把人体的脉搏（振动）信号装换成点信号，这就需要借助于传感器。
对装换后的电信号要进行放大和整形等处理，以保证其他电路工作正常。
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，这可以用频率测量的原理来实现，脉搏计的主要组成部分是计数和数字显示器。
要满足上述脉搏计功能的要求，可以实现的方案有很多，现提出两种不同的方案。
方案一：对装换为电信号的脉搏信号在单位时间内（1min）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。
测量时间越短，误差也就越大。
方案二：测量脉搏计跳动固定次数（例如5次，10次）所需的时间，然后换算为每分钟的脉搏次数。
这两种方案均采用频率测量的基本原理来实现。
相比较而言，第一种方案更直观，所需的电路结构更简单；第二种方案的测量误差比较小，但实现起来电路要复杂些。
为了使脉搏计轻巧而且便宜，这里准备采用第一种方案。
3.方案设计总体框架脉搏测量仪系统总框图，如下图所示，系统由5部分组成：传感器电路、放大与整形电路、基准时间产生电路、控制电路、计数译码显示电路。
各电路的作用如下：传感器：将脉搏跳动信号装换为与此相对的电脉冲信号。
放大与整形电路：将传感器的微弱信号放大，整形除去杂散信号，获得标准计数脉冲。
基准时间产生电路：产生短时间的控制信号，以控制计数时间。
控制电路：保证在基准时间控制下，将放大整形后的脉冲信号送到计数译码显示电路。
计数译码显示电路：读出脉搏数，并以十进制数的形式有数码管显示出来。
传感器的选择（1）压电式传感器目前常用的是一次性心电电极,它是用印刷方法制得的Ag/ Agcl传感器。
这种传感器采用接扣与敏感区分离的方法,能明显的减少由于人体运动产生的干扰。
电极的好坏对采集到的心电信号质量起着至关重要的作用,采用的电极应有贴力强,能紧附在人体表面,柔软、吸汗、极化电压低、导电性良好等特点。
当选用电极传感器时,需要3个电极分别置于左右手和左腿,构成标准导联。
临床上为了统一和便于比较所获得的脉搏信号,在检测脉搏信号时,对电极的位置,引线与放大器的连接方式都有严格的统一规定。
目前市场上有一种采用新型高分子压电材料聚偏氟乙烯研制的压电传感器,其灵敏度高,频带范围好,结构简单,便于使用。
当手指前端受到轻微的压力时，可以感觉到手指前端在血压的作用下有一张一弛的感觉，将这个信号用传感器提取出来，转变为电信号，通过指脉的波形检测，就可以获得人体的脉搏信号。
（2）光电式传感器血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比血液中大几十倍，据此特点，采用光电效应手指脉搏传感器来拾取脉搏信号。
反向偏压的光敏二极管，它的反向电流具有随光照强度增加而增加的光电效应特性，在一定光强范围内，光敏二极管的反向电流与光强呈线性关系。
指端血管的容积和透光度随心搏改变时，将使光电三极管极管收到不同的光强，并由此产生的光电流均随之作相应变化。
常用检测脉搏的光电传感器分为红外对管和红外放射管。
采用红外对管。
将对管夹于手指端部，通过手指的血液浓度会随着心脏的跳动发生变化，红外对管对应的信号便会发生相应的变化，采集此信号经过放大，滤波，比较等处理便可以得到理想的信号。
采用反射式的红外管。
现在市场上的心率计普遍采用这种传感器来采集信号，因为此红外管接收和发射都在手指的同一侧，因此便不用考虑每个人手指情况不同所造成的麻烦。
接收的是血液漫反射回来的光，此信号可以精确地测得血管内容积变化。
（3）集成传感器当前,市面上有很多类型的集成心电传感器,其灵敏度高,集成度高,直接就可以反映出心率的变化,且已包含了滤波等抗干扰电路,波形经过放大可以直接处理使用。
缺点是价格非常昂贵，一般均在五百元以上，就本次设计来说，考虑到经费以及锻炼自己的目的，不选择使用该型传感器。
（4）三种传感器的优缺点比较a．压电式优点：结构简单，实时性好，工作频带宽，应用电路简单，且价格低廉。
缺点：直接与人体相接触，容易因为人体肌肉的颤动等而产生干扰。
并且容易受到外界其他信号的干扰。
b．光电式优点：灵敏度高，易于操作,响应速度快，结构简单。
缺点：1、外部光源的变化对测量结果的影响较大；2、需要购买专门的医用光电传感器，价格较贵且不易购买；3、对这样的器件接触很少，对其进行调试时可能会出现较大困难。
c．集成式优点:集成度高,包含了滤波,放大电路,可以直接输出信号,便于操作,有效的减少了各种干扰。
缺点:降低了本任务的难度,如果采用该传感器，只需将其直接接上单片机即可实现功能，且价格非常昂贵。
考虑到种种情况，结合本系统的设计要求以及经费的考虑，最终选择光电式红外对管传感器。
该传感器价格较低，而且输出电压变化较为明显，可以实现我们的实验目的。
放大与整形电路（1）一级同相比例放大：放大器选用低漂移，高输入阻抗、具有高共模抑制比的集成运放电路的效果比较好；C2是小电容，低频开路，低频信号可以正常放大；高频短路，噪声不能放大（放大倍数为1）。
从而提高了信噪比。
（2）二级滤波电驴：滤波电路使特定频率范围内的信号通过，由于脉搏信号的频率在1.33HZ左右，正常情况下不会出现高于2HZ的信号，因此需要设计一个低通滤波器，用来滤去高频信号。
在这个系统中最大的干扰就是来自市电的50HZ干扰信号，考虑到有些病人在患病时可能会出现较高的脉搏，因此在设计滤波器的截止频率在4HZ左右，这样不但能保证不滤去脉搏信号，而且能很好的将干扰滤去。
A．无源滤波器采用RC低通滤波器。
该电路截止频率为1/RC特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。
B. 二阶有源滤波器为了使负载不影响滤波特性，可在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路。
采用二阶有源滤波器，通带内幅频特性曲线比较平坦，而且二阶也可以达到较陡的衰减的特性。
由于主要的干扰出现在50HZ左右，所以在截止频率较低时，采用二阶滤波器即可达到很好的滤波效果。
三级反相滞回比较器通过调节VR1来改变上下限基准时间产生电路、计数与数码显示电路通过调节VR2，来改变充放电的时间常数，从而改变LE（使能端）到达高电平的时间，一旦LE为高电平，计数器就被锁定，不工作。
三、电路分析1．分析R1、R2、R14 的作用，计算其取值大小（计算时参考红外发射接收管的性能参数）；作用：限流作用，防止电流过大，烧坏红外发射管、红外接收管、发光二极管；同时提供合适的工作电流，防止电流过小，导致二极管不能正常工作。
R1：红外线发射二极管在使用时，须由电流驱动，又其发光强度是与电流成比例变化，所以电流控制方式的重要性就相对的增加了。
这样的阻值选择并不唯一，经实验证明，150Ω仍符合要求。
图1所示为其电阻负载驱动方式，这是最简单的驱动方式，驱动电源是以直流为之，根据图2所示的正向电压、电流特性可绘出其负载线，并求出其工作点。
该工作点所对应的电压、电流分别为VF及IF，IF=20mA（小于IFmax）,VF=1.2V根据上述参数，可得 15 1.219020F F VDD V V V R I mA--===Ω 这样的阻值选择并不唯一，经实验证明，150Ω仍符合要求。
R2：一般红外接收二极管的光照时的电流（在照度为1mW/cm2时）在0.05mA 左右(20—100uA)。
在没有光照时的电流（暗电流）60nA 以下。
VR=5V 时 251000.05V R K mA== R14：一般的发光二极管（LED ）都是直流20mA 进行驱动，并且在20mA 下的工作电压一般在2.1V 左右，电阻值为0.1K 。
考虑到与非门驱动能力小，可以为1k2．计算第一级放大电路（U1A ）的放大倍数第一级为同相比例放大电路，放大倍数为 5141121R A R =+= C2是小电容在低频时相当于开路，对放大倍数不影响，仍为121；在高频时相当于短路，将R5短路，放大倍数为1；第一级电路实际上为放大低频段，并不放大高频段信号。
由于测量信号（脉搏）是低频信号，噪声一般为高频信号，因此第一级电路提高了信噪比3．分析滤波电路（U1B ）的类型；计算滤波电路（U1B ）的通带放大倍数Aup 、特征频率fo 、品质因数Q ；第二级电路为压控电压源二阶有源滤波器当f=0时，C4、C5均断开，故通带放大倍数8610R Aup R =-=- M 的节点电流方程为12()()()()f c I s I s I s I s =++ 462()()()()()()i M M o M M f U s U s U s U s U s U s sC R R R --=++251()()o M U s U s sR C =-∙ 联立方程得到传递函数 25784578678()1111()up u A A s sC R R s C C R R R R R =++++ 特征频率7.96o f == 品质系数678(////0.476Q R R R ==4．分析比较电路（U1D ）的类型，并计算比较电路的上下门限电压（假定VR1 滑到最右端） 以U1D 为核心的电路为反相滞回比较器。