脉搏测试仪设计报告
数显脉搏测试仪课程设计报告
电子电路课程设计报告院、系：信息工程系专业：电子信息工程学号：姓名：同组人：指导教师：二0一一年一月七日目录一、课程设计实验目的 (3)二、课程实验设计方案 (3)三、设计要求及技术指标 (3)四、课程设计实验器材 (3)五、课程设计实验原理 (4)（1）集成运放放大电路 (4)（2）555定时器原理及应用介绍 (4)（3）计数器 (6)（4）译码器 (7)（5）七段数码管 (9)（6）压电陶瓷片 (10)六、仿真调试与分析 (11)七、元件安装与焊接 (11)八、课程设计实验心得 (12)电子电路课程设计报告脉搏测试仪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。
它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伏）。
我们组选择本课题设计项目，主要是感觉做一个难度相对比较高的课题既能锻炼自己设计和动手的能力，而且成品又具有现实运用的价值，一举两得。
一、课程设计实验目的：1．通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。
2．初步掌握一般电子电路设计的方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。
3．培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。
对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实验中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。
4．通过课程设计这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是的科学作用，树立生产观点，经济观点和全局观点。
为更好的运用所学的知识，加深对电子电路的掌握，达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作电路二、课程实验设计方案：把转换的为电信号的脉搏信号，在单位时间内进行记数，并用数字显示其记数值，从而直接得到每分钟的脉搏数。
三、设计要求及技术指标它的基本功能是：用传感器将脉搏的跳动转换为电信号，并加以放大，整形和滤波。
光电脉搏信号检测电路设计
光电脉搏信号检测电路设计生物医学工程１班－唐维－3004202327摘要：系统采用硅光电池做为光电效应手指脉搏传感器识取脉搏信号。
信号经放大后采用低通放大器克服干扰。
关键词：脉搏测量放大器二阶低通一、前言脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。
随着科学技术的发展，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。
利用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在血液中大几十倍的特点, 可通过传感器对脉搏信号进行检测,这种技术具有先进性、实用性和稳定性,同时也是生物医学工程领域的发展方向。
本文将详细介绍一种光传导式的脉搏信号检测电路，并说明所涉及到的问题和方法。
二、系统设计1 系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。
2 设计思想（1）传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化（当心脏收缩时，微血管容积增大；当心脏舒张时,微血管容积减少），当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。
（2）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。
（3）测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz 干扰。
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。
电子脉搏测试仪
Xx学院课程设计说明书课程名称: 数字电子技术课程设计题目: 电子脉搏计设计学生姓名：专业:班级:学号：指导教师：日期： 2009 年月日学院课程设计任务书一．设计题目：电子脉搏计设计二.主要内容及安排脉搏测试仪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。
它是用来测量频率较低的小信号。
(1）实现在15Ｓ内测量1min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。
(4)设计电路，在时间允许的情况下要安装测试,分析实验结果,写出设计说明书。
三、安排进度６月12号:图书馆收集资料6月14号:互联网收集资料６月28号：资料的整理６月2０号：模拟电子电路初步完成6月21号:设计报告初步完成７月08号:论题答辩四、总评成绩指导教师学生签名电子脉搏计设计一、设计任务与要求为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
简述了在EDA平台上利用硬件描述语言VHDＬ结合CＰLD/FＰGA器件，设计了一种数显式脉搏测试仪。
通过测试和实际应用表明:其性能稳定、工作可靠、升级方便。
实现了对人体脉搏的电子测量,并且能通过外界扩音器实现听诊的功能。
文章给出了系统的功能特点，设计原理，硬件电路及软件设计等。
该系统利用脉冲干扰动平均值法滤波，在提高精度的同时也大大提高了系统的响应速度，该仪器成本低，可靠性高,操作方便。
电子脉搏计设计：由压电陶瓷片、三个2输入与或门CＤ40７0组成四倍频器、５55集成定时器、十进制集成块７４１６0N三片、七段数码管(ＤCH-HＥX）组成。
，74160N与它配套使用可直接驱动显示。
脉搏测试仪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。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求:(1)实现在15Ｓ内测量1miｎ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。
便携式脉搏测量仪报告书
摘要便携式脉搏测量仪主要以单片机AT89S52为核心，电路分为传感器模块、信号调整电路、单片机系统、键盘控制模块、显示电路、声光报警电路、DC/DC供电模块七个模块，设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用红光或红外光发射接收技术，从人体手指或耳垂处采样获取脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。
AbstractPortable pulse measuring instrument with single chip AT89S52 as the core, the circuit is divided into a sensor module, a signal adjusting circuit, MCU system, keyboard control module, a display circuit, an acoustic-optic alarm circuit, DC/DC power supply module seven module, design and production of a portable human body pulse tester, the tester adopts a red or infrared light transmitting and receiving technology, from the human finger or earlobe sampling to obtain information of pulse, and real-time display of the measured each minute pulse number.一、方案论证与比较1.传感器方案论证与比较方案一：采用集成传感器。
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。
心率检测装置实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在设计并制作一款心率检测装置，通过实验验证该装置的可行性，并对其性能进行评估。
实验过程中，我们将探讨不同传感器、信号处理方法以及数据展示方式对心率检测精度的影响。
二、实验原理心率检测装置通过检测人体脉搏信号，计算每分钟心跳次数，从而反映人体心脏的健康状况。
实验中，我们采用光电传感器采集脉搏信号，经过信号处理和算法计算，得到心率的数值。
三、实验材料与设备1. 光电传感器2. 单片机3. 滤波电路4. 数码管5. 信号线6. 电池7. 实验台8. 心率参考标准四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验原理，搭建包含光电传感器、单片机、滤波电路、数码管等模块的实验电路。
2. 采集脉搏信号：将光电传感器固定在手指上，通过传感器采集脉搏信号。
3. 信号处理：对采集到的脉搏信号进行滤波、放大等处理，消除噪声干扰。
4. 算法计算：根据处理后的信号，采用算法计算心率值。
5. 数据展示：将计算得到的心率值通过数码管显示，并与心率参考标准进行对比。
五、实验结果与分析1. 传感器选择：实验中采用光电传感器采集脉搏信号，与电容传感器相比，光电传感器具有响应速度快、抗干扰能力强等优点，能够有效提高心率检测精度。
2. 信号处理：通过滤波电路对采集到的脉搏信号进行滤波，消除噪声干扰，提高信号质量。
实验结果表明，滤波后的信号与原始信号相比，信噪比明显提高，心率检测精度得到提升。
3. 算法计算：采用基于单片机的算法计算心率值，通过实验验证，该算法能够准确计算心率，满足实验要求。
4. 数据展示：通过数码管显示心率值，并与心率参考标准进行对比，验证装置的可靠性。
六、实验结论1. 通过本次实验，成功设计并制作了一款心率检测装置，验证了该装置的可行性。
2. 采用光电传感器和滤波电路，提高了心率检测精度。
3. 基于单片机的算法计算心率值，满足实验要求。
4. 数码管显示心率值，便于用户观察。
七、实验不足与改进1. 实验中，传感器与手指的接触面积较小，可能导致信号采集不稳定。
脉搏心率测试仪测试与制作报告
五邑大学电子系统课程设计题目：脉搏心率测试仪测试与制作院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师陈鹏讲师报告日期2013年1月脉搏心率测试仪测试与制作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。
本系统是采用STC89C52单片机为核心而制作的一种实用型脉搏测量仪。
采用红外发射管和接收管对人体的脉搏心率进行数据采集，得到的信号滤波放大整形后送入STC89C52单片机进行采集和处理。
单片机将采集到的脉搏心率在液晶LCD1602上实时显示出来。
本文将首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节，最后列出完善的计算和处理方式与结果。
1.设计解析与设计方案介绍平均心率值是指一分钟内心脏实际跳动的次数，本心率测量仪是测试平均心率值，测量方法主要有两种: 一种是心电测量. 即根据心电图上相邻二次波形之间的间隔时间来计算心率值; 另一种是脉搏测量。
通常心脏的跳动与脉搏的跳动是同步的, 因此只需测出脉搏跳动次数就可以知道心率值测量脉搏是通过记录处理脉搏传感器发出的指脉电信号来实现的。
本方案选择的比较简单直接的脉搏测量方式。
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。
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。
采用指套式的透射型光电传感器模块对人体实行心率数据采集，采集所得信号通过放大电路模块实行电信号放大，然后信号通过滤波电路模块进行滤波（特别滤除50Hz市电干扰），再通过整形稳压电路进行整形后，得到幅值在0~5v的正弦信号，再最后将信号通过斯密特比较器NE555形成矩形波并送入单片机控制显示电路模块实现平均心率结果显示。
基于51单片机的脉搏测量仪设计开题报告
2022.3.26---4.15 初步设计和事物制作
2022.4.16---5.5 撰写毕业设计文稿
2022.5.6---5.12 定稿、打印、装订成册
2022.5.13——5.24准备毕业答辩
六、主要参考文献
[1]刘笃仁. 《传感器原理及应用技术》. 西安电子科技大学出版社
[2] 郭天祥.《新51单片机单片机C语言教程》.电子工业出版社
[3] 郝文化.《Protel DXP 电路原理图与PCB设计》.机械工业出版社
[4] 孙俊喜.《LCD驱动电路、驱动程序设计及典型应用》.人民邮电出版社
七、审核意见
指导教师对开题的意见：
指导教师签字：2022年3月26日
学院审核意见：
审核人签字： 2022年3月28日
二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）
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脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单。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。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、脉搏检测的精确度低等缺点。
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题一、什么是脉搏测量仪？脉搏测量仪是一种用于监测人体脉搏的仪器，通过传感器感知人体的脉搏信号，并将其转化成数字信号通过处理器进行分析和显示。
基于51单片机的脉搏测量仪是利用51单片机作为核心控制器，搭配适当的传感器和显示器组件，可以实现对脉搏的实时监测和数据处理。
二、该脉搏测量仪的工作原理是怎样的？1. 传感器采集脉搏信号：脉搏测量仪通常会采用光电传感器或压力传感器来感知人体的脉搏信号，光电传感器通过发射一束红外光束照射到皮肤上，当血液脉动时，血液会吸收不同程度的红外光，通过检测光电传感器接收到的反射光强度变化来获取脉搏信号；压力传感器则是通过感知皮肤上的微小压力变化来获取脉搏信号。
2. 信号处理与数字化：传感器采集到的模拟信号需要经过信号调理电路进行滤波和放大，然后通过模数转换器（ADC）将模拟信号转化成数字信号，以便于单片机的处理。
3. 数据处理与显示：单片机接收到数字化的脉搏信号后，会根据预设的算法进行脉搏波形的提取和心率的计算，并将结果显示在液晶显示器上，同时可以通过串口或蓝牙模块将数据传输到外部设备进行进一步分析和存储。
三、基于51单片机的脉搏测量仪有哪些特点？1. 灵活性强：基于51单片机的脉搏测量仪可以根据实际需求进行灵活的定制和扩展，比如可以根据具体情况选择合适的传感器，采用不同的数据处理算法，实现不同的功能。
2. 成本低廉：51单片机作为一种经典的微控制器，价格低廉且性能稳定可靠，适合用于中小型医疗设备的开发和生产。
3. 易于开发：基于51单片机的脉搏测量仪的软硬件开发相对简单，开发人员可以利用丰富的开发资源和成熟的开发工具进行快速开发和调试。
四、该脉搏测量仪在医疗保健领域有哪些应用前景？1. 个人健康监测：随着人们健康意识的提高，个人健康监测设备越来越受到关注，基于51单片机的脉搏测量仪可以作为便携式的个人健康监测设备，可用于定期监测心率、血压等生理指标，提醒个人关注身体健康。
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。
脉搏血氧仪解决方案
脉搏血氧仪解决方案一、引言脉搏血氧仪是一种用于测量人体脉搏和血氧饱和度的医疗设备。
它广泛应用于医疗机构、家庭护理和健康监测等领域。
本文将介绍一种脉搏血氧仪解决方案，包括硬件设计、软件开发和性能测试等方面的内容。
二、硬件设计1. 传感器选择脉搏血氧仪的核心是血氧传感器和脉搏传感器。
我们选择了市场上成熟的光学传感器和心电图传感器作为脉搏血氧仪的核心传感器。
2. 电路设计在硬件设计方面，我们采用了先进的模拟电路和数字电路技术，确保脉搏血氧仪的稳定性和准确性。
同时，我们还加入了防静电和过压保护电路，提高了设备的安全性和可靠性。
3. 外观设计外观设计方面，我们注重人性化和便携性。
脉搏血氧仪采用小巧轻便的设计，方便携带和操作。
同时，我们还考虑了人机工程学原理，设计了易于操作和清晰可读的界面。
三、软件开发1. 界面设计脉搏血氧仪的软件界面应简洁明了，方便用户操作。
我们采用了直观的图形界面，提供了实时脉搏和血氧饱和度的显示，并支持数据的存储和导出功能。
2. 数据处理脉搏血氧仪采集到的数据需要进行处理和分析。
我们使用先进的算法和模型，对脉搏和血氧数据进行滤波和计算，得出准确的结果，并提供相应的报告和建议。
3. 数据存储和传输为了方便用户管理和分享数据，我们提供了数据存储和传输功能。
用户可以将数据保存到本地设备或云端，并通过手机或电脑进行访问和分享。
四、性能测试为了确保脉搏血氧仪的性能符合医疗设备的要求，我们进行了一系列的性能测试。
包括准确性测试、稳定性测试、抗干扰性测试等。
测试结果表明，脉搏血氧仪在各项指标上均达到了预期的要求。
五、总结本文介绍了一种脉搏血氧仪解决方案，包括硬件设计、软件开发和性能测试等方面的内容。
该解决方案采用先进的技术和算法，具备准确、稳定和便携的特点。
我们相信，这种脉搏血氧仪解决方案将为医疗机构、家庭护理和健康监测等领域带来便利和可靠的测量工具。
脉搏测量仪报告
脉搏测量仪报告五⾢⼤学电⼦系统设计开题报告题⽬：脉搏测量仪五⾢⼤学教务处制2011年8⽉⼀、课题来源、国内外研究现状与⽔平及研究意义、⽬的。
1．课题来源便携式⼼率测试仪2．国内外研究现状与⽔平在先进科学技术的推动下，医疗仪器的相关技术⽇新⽉异，全球医疗仪器的发展朝微⼩化迈进。
便携式、低功耗的⼼率计会越来越受到⼈们的青睐。
长期以来，各种静态的、动态的、随⾝携带的、远程遥控的⼼率计已经相继问世。
由于⼼率和⼼率变异是临床⼼⾎管疾病诊断所需要的重要⽣理参数，有关⼼率和⼼率计的研究⼀直以来成为医学、电⼦学、⼯程技术领域科研的⼯作者们的涉⾜焦点。
在国外到06年底，已经开始研究可佩戴式⼼率计。
植⼊⼈体式⼼率计。
国内的⼼率计产品由于受相关科学⽔平及⽣产设备的限制，功能和集成度不及国外。
脉搏测量仪的发展主要向以下⼏个趋势发展：（1）⾃动测量脉搏并且对所得到的脉搏进⾏⾃动分析。
⽬前很多脉搏测量仪都具有检测⾎氧等其他功能，但是对于这些信号的分析和诊断还需要⼀些有经验的医⽣观察，进⾏分析以后才能确认结果，浪费⼤量的⼈⼒，且认为引⼊的误差较⼤。
因此，未来脉搏⾃动监测的内容将更加详细，⾃动分析诊断的功能也将更加强⼤。
（2）数字化技术等先进技术的应⽤。
随着数字科学技术的发展，脉搏测量仪的集成度将更⾼，更便于携带。
数字信号处理的运⽤将使⼲扰更⼩，测量更加准确。
（3）多功能化越来越明显。
⽬前的脉搏测量仪，⼀般都有测试⾎氧、⼼电图等功能，单纯的脉搏测量仪已经很少见到。
随着电⼦技术的发展，脉搏测量仪必将实现更多的功能。
设计中使⽤到的系统利⽤压电陶瓷⽚将脉搏转化为电压信号，经过信号调理后利⽤AT89S51单⽚机进⾏信号采集和处理，在短时间内，测量⼈体⼀分钟的脉搏数，并将⼼率进⾏实时显⽰，便于携带。
达到了⽅便、快速、准确测量⼼率的⽬的。
这样的脉搏测量系统性能良好，结构简单，性价⽐⾼，输出显⽰稳定，⽐较适应⼤众化，适合家庭进⾏⾃我检查以及医院护⼠进⾏每⽇的临床记录。
脉搏测试仪报告
脉搏测试仪工作原理本设计采用单片机AT89C51为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。
脉搏测量仪硬件框图如下图2.1 所示：图 2.1 脉搏测量仪的工作原理当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。
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，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。
该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到液晶显示。
光电传感器的原理根据朗伯一比尔(Lamber —Beer)定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比。
当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减外部中断信号光电传感器 低通放大器 比较器和振荡器单片机 AT89C51数码显示电路 外部晶振后，测量到的光强将在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征[7]。
脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。
手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织，其中非血液组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的，可以忽略。
因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的光源照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号[7]。
光电传感器的结构传感器由红外发光二级管和红外接收三极管组成。
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。
红外接收三极管在红外光的照射下能产生电能，它的特性是将光信号转换为电信号。
在本设计中，红外接收三极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。
《模电数电综合实验》指导书
指导书
浙江理工大学
2012年1月
一.设计目的………………………………………………………………1
二.设计要求………………………………………………………………1
三.设计内容………………………………………………………………1
四.设计指标………………………………………………………………2
五．设计方案………………………………………………………………2
6．撰写课程设计报告：详细格式见附件。
四.设计指标
1.设计一个脉搏测试仪，要求实现在30s内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。可自行设计所需的直流电源，也可用实验室提供的直流电源。
2.设置指示电路指示直流电源的正常与否。
6．计数电路
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7．译码电路
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二.设计要求
脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图测量的主要组成部分。本次课程设计要求用红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。
三.设计内容
1.模拟电路的设计与仿真：模拟电路的任务是将心脏脉动信号转换成数字脉冲信号，完成这个过程一般需包括检测电路、放大电路、滤波电路及整形电路。检测电路是选择合适的传感器，将非电物理量转换成电信号，本设计中，需将心脏脉动信号转换成电信号。由于检测电路输出的电信号比较微弱，必须加以放大，以达到整形电路所需的电压，一般为几伏。放大倍数将由整形电路所需电压值与传感器输出电压值决定。滤波电路的作用是把脉搏信号中的高频干扰信号去掉。经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号，且有低频干扰，仍不满足计数器的要求，必须采用整形电路。
电子脉搏计设计
（1）脉搏信号检测与提取
用脉搏记录仪器描绘脉搏波图像已有百余年的历史。1860年法国人研制了杠杆脉搏描记器，成为现代脉象描记的基础。脉象仪的总体构成包括脉象信号检测，信号预处理和信号分析三个环节。我国医务界约从50年代初就开始了用西方传来的脉搏描记技术，使脉象图形化。近十多年来，已经研制出了许多性能各异的脉象仪，各类脉搏描记器最关键和差异较大的部分就是脉象传感器的研制。从测量原理上讲，脉象传感器可分为机械式、压电式、光电容式等多种。
毕业论文（设计）工作计划
1、2011.11~2011.12参考国内文献，了解课题研究的背景、意义以及发展现状，撰写开题报告。
2、2011.12~2012.1设计电路框图、原理图、选择元件参数。
3、2012.02~2012.03完成电路的组装与调试，撰写电子版毕业论文。
4、2012.04整理毕业论文资料。
时频联合分析法：是把一维信号或系统表示成一个时间和频率的二维函数,时频平面能描述出各个时刻的谱成分。常用的时频表示方法有短时傅立叶变换和小波变换(WT)。
短时傅立叶变换(STFT)方法：是一种广义情形,是一种线性时频表示方法,它依赖于被分析信号的线性特性,即信号的频谱与在数据中提供正弦成分的幅度成线性比例。其最主要的优点是容易实现、计算简洁有效,而它主要的缺陷是时间和频率分辨率在整个时频平面上固定不变。另外的限制是对一个特殊的信号,需要一个特殊的窗才能得到最佳分辨率。
基于STM32的脉搏测量仪设计毕业设计
安徽机电职业技术学院毕业论文基于STM32的脉搏测量仪设计安徽机电职业技术学院2015届毕业生毕业论文成绩评定单姓名xxx 专业xx 班级xxxx课题基于STM32的脉搏测量仪设计评分标准分值得分指导教师评语（40分）设计方案合理、实用、经济、原理分析正确、严密，内容完整。
10计算方法正确，计算结果准确，程序设计正确简洁，工艺合理。
5元器件（材料）选择合理，明细表规范。
5图面清晰完整，布局、线条粗细合理，符合国家标准。
5文字叙述简明扼要，书写规范。
5按时独立完成，同学相互关心，遵守制度，认真负责。
10合计得分：指导教师签名：日期：年月日评阅教师评分（30分）内容充实，有阶段性成果，有应用价值。
10图纸、论文如实反映设计成果，有理论分析，又有实践过程。
10语句通顺，思路清晰，符合逻辑。
5图标清晰，文字工整，字符和曲线标准化。
5合计得分：评阅教师签名：日期：年月日答辩评分（30分）自述条理明确，重点突出。
5基本概念清楚，回答问题正确。
15专业知识运用灵活，解决问题技术措施合理。
10合计得分：答辩组长签名：日期：年月日总得分：等级系主任签名：日期：年月日指导教师评语等级签名日期安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 1次学生完成毕业论文（设计）内容情况第一周: 指导老师布置毕业设计课题，要求学生查阅有关毕业设计的相关资料；学生签名：时间：年月日教师指导内容记录教师签名：时间：年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 2次学生完成毕业论文（设计）内容情况第二周：主要是把毕业设计方案要确定下来。
和同学们熟悉实验室相关设备并掌握单片机结构原理。
学生签名：时间：年月日教师指导内容记录教师签名：时间：年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 3次学生完成毕业论文（设计）内容情况第三周：在指导老师的指导下，完成毕业设计并焊出实物得出相关结论并写报告；学生签名：时间：年月日教师指导内容记录教师签名：时间：年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级xx 顺序号第 4次学生完成毕业论文（设计）内容情况第四周:完成基于基于STM32的脉搏测量仪设计得出结论并总结，把论文的内容主体写好。
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脉搏测试仪设计报告摘要：本系统以ST12C5A60S2单片机为核心，利用红外线发射二极管和接收二极管作为信号检测传感器，通过LM324信号放大电路，最终使用四位一体数码管作为显示器件。
系统利用红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。
由此来对人体心率的数据进行测量。
关键词：ST12C5A60S2、红外线发射二极管、接收二极管、LM324、MY3641AHAbstract：The system is based on the ST12C5A60S2 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and receive diode as sensor, signal amplifier circuit with LM324 as the core device, with 2MY3641AH four in one as a digital control display device. Through infrared to control the human beating heart vascular blood saturation degree of change will cause the light intensity changes, the infrared receiving diode current also change, resulting in the infrared emission tube output pulse signal, after which is composed of LM3243stage amplifying circuit amplifies the pulse signal is transmitted to the single chip microcomputer, signal processing, finally the data sent to the digital tube display. According to the data measured on human heart rate.Key words: ST12C5A60S2, infrared emitting diode, receiving diode, LM324, MY3641AH目录1. 设计目标2. 设计总体框图一、系统方案论证二、理论分析与计算三、电路与程序设计3.1 硬件电路设计3.1.1 控制器ST12C5A60S23.1.2 信号采集电路3.1.3 信号放大、整形电路3.1.4 单片机处理电路3.1.5 数码显示电路3.2 软件程序设计3.2.1 主程序流程3.2.2 定时器中断程序流程3.2.3 INT中断程序流程3.2.4 显示程序流程四、系统测试结果分析1．测试使用的仪器设备2．测试方法3．测试数据4．测试结果分析五、心得体会六、参考资料附录1：硬件设计图1. 设计目标1） 设计一个脉搏测试仪；2） 能显示30~300次的脉搏跳懂次数； 3） 能绘制出测试变化波形。
2. 设计总体框图硬件设计原理框图如图1：图1 .脉搏测试仪的硬件原理框图一、 系统方案论证方案一：由光电传感器采集脉搏信号，经过前置放大、滤波、单片机自带的A/D 转换模块采样得到脉搏信号的数据并存入存储器中；单片机对所得的数据进行数字信号处理并计算出心率值，结果送显示模块和存储器中。
方案二：由压电陶瓷片、三个2输入与或门CD4070组成四倍频器、555集成定时器、十进制集成块74160N 三片、七段数码管(DCH-HEX ）组成。
， 74160N 与它配套使用可直接驱动显示。
方案三：通过红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。
根据题目要求及电路复杂程度，我们选择了方案三。
二、理论分析与计算本系统需要5个电路模块组成，分别是信号采集模块、信号放大整形模块、单片机核心电路模块、显示模块。
以ST12C5A60S2单片机为核心，以红外线发射二极管和接收二极管作为传感器，以LM324作为信号放大电路的核心器件，以1个MY3641AH四位一体数码管作为显示器件。
通过红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至ST12C5A60S2单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。
由此来对人体心率的数据进行测量。
三、硬件电路与程序设计3.1 硬件电路设计3.1.1控制器ST12C5A60S23.1.2信号采集电路根据朗伯—比尔定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比。
当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收，反射衰减后，测量到的光强将在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。
脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生，在人体之间组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体的指尖。
手指组织可分为皮肤、肌肉、骨骼等非学业组织，其中非学业组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对动脉血是十分微弱的，可以忽略。
因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定的波长的光源照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号。
图3.1.2是脉搏信号的采样电路，U3是红外发射和接受装置，由于红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大，所以对R21组织的选取要求较高。
R21选择270Ω同时也是基于红外接收三极管感应红外光灵敏度考虑的。
R21过大，通过红外发射二极管的电流偏小，红外接收三极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。
反之，当R21过小，通过的电流偏大，红外接收三极管也不能当手指离开传感器或检测到较强的干扰光线时，输入端的直流电压会出现很大变化，为了使它不致泄露U2B输入端而造成错误指示，用C8，C9串联组成的双极性耦合电容把他隔断。
当手指处于测量位置时，会出现二种情况：一时无脉期i。
虽然手指遮挡了红外发射二极管发着的红外光，但是由于红外接收三极管中存在暗流，会造成输出电压略低。
而是有脉期。
当有跳动的脉搏时，血脉使手指透光性变差，红外接收三极管中的暗电流减小，输出电压上升，当该传感器输出信号的频率很低，如当脉搏只有为50次/分钟时，只有0.78Hz,200次/分钟时也只有3.3Hz，因此信号首先经R22、C10滤波滤除高频干扰，再由耦合电容C8、C9加到线性放大输入端。
图3.1.2 脉搏信号的采样电路3.1.3信号放大整形电路本放大电路采用LM324芯片，LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，他的内部包含四组是完全相同的运算放大器，除电源公用外，四组运放相互独立。
每组运算刚大气可用图3.1.3（1）所示的符号来表示，他有5个引出脚，其中“+”“-”为两个信号输入端，“V+”“V-”为正负电源端，“V o”为输出端。
连个信号输入端中，Vi+为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端点的相位相同。
LM324的引脚排列可见图3.1.3（2）图3.1.3（1）图3.1.3（2）按题目要求来设计低通放大器，如图3.1.3（3）所示，截止频率由R4、C2决定，运放U2B将信号放大，放大倍数由R3和R4的比值决定。
图3.1.3（3）低通放大电路根据一阶有缘滤波电路的传递函数，可得：Gain of each stage = 1 + R f / R i = 1 + 510K / 5.1K = 101Cut off Frequency = 1 / 2πR f C f = 3.16Hz3.1.4单片机处理电路运用了单片机作为核心元件，在这里运用单片机能更快更准确的对数据进行运算，而且可以根据实际情况编程，所用外围元件少，轻巧省电，故障率低。
3.1.5数码显示电路本设计的现实采用LED数码管动态扫描来显示。
两个4位一体的共阳极LED数码管组成8位显示，其中0、1两位显示测量中的时间，3、4两位显示测量中的脉搏次数，6、7位用来显示上次测量的数据局。
单片机P0扣控制显示自行，P2扣控制显示字位3.2 软件程序设计3.2.1主程序流程系统主程序控制单片机系统按预定的方法运行，它是单片机系统程序的框架。
系统上电后，对系统进行初始化。
初始化程序主要完成对单片机内专用寄存器、定时器工作方式及各端口的工作状态的设定。
系统初始化后，进行定时器中断、外部中断、显示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序。
3.2.2定时器中断程序流程定时器中断服务程序由一分钟计时、按键检测、有无测试信号判断等布恩组成。
当定时器中断开始执行后，对一分钟开始计时，1秒计时到之后继续检测下一秒，知道60秒到了再停止并保存测得的的脉搏次数。
同时可以对按键进行检测，只要复位测试值就可以重新开始测试。
主要完成一分钟的定时功能和保存测得的脉搏次数。
3.2.3 INT中断程序流程外部中断服务成寻完成对外部信号的测量和计算。
外部中断采用边沿触发的方式，当处于测量状态时候，来一个脉冲脉搏次数就加一，由单片机内部定时器控制一分钟，累加得出一分钟内的脉搏次数。
3.2.4显示程序流程显示程序包括显示上次的脉搏次数，本次测量中的时间和脉搏的次数。
从中断程序中虚的结果后，先显示上次的脉搏次数，经过10ms的延时后再显示测试中的脉搏次数，在经过10ms的延时显示测试中的时间。
四、系统测试结果分析1.测试使用的仪器设备2.测试方法通过直流稳压电源给整个电路供电，并利用示波器检测红外传感检测信号；经过电路本身运放放大电路，再次利用示波器检测最终放大信号。
3.测试数据4.测试结果分析本系统组装完成，测试没有达标。
经测试分析，红外传感器所采集信号没有达到初步预测结果。
后利用信号发生器在信号输入端输入不同频率，10mV以上信号，结果在输出端显示较理想波形，在数码管上显示出合理脉搏数。
五、心得体会本次设计我们主要运用了51单片机实现了对脉搏的测量。