智能脉搏测试仪系统设计

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１．２无线电发送接收电路
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图４无线电接收电路 １．３脉搏检测电路 脉搏检测电路由电容传感器，内含４个或非门 的７４ＶＨＣ０２，以及内部有６个反相器的７４ＨＣ０４构成。 脉搏检测电路如图５所示。脉搏检测电路通过滤波 电路，放大电路，整形电路，电５Ｐ转换电路组成。 当使能信号ＣＥ为高电平时，或非门Ｕ３Ａ输出低电 平，同时ＵＩＡ输出高电平，Ｕ２Ａ输出低电平，电容 传感器小起振，脉搏检测电路不工作，信号线没有
图２电源管理电路
采用编码解码ＰＴ２２６２／ＰＴ２２７２芯片组和无线电 发射接收Ｆ０５Ｃ／Ｊ０４Ｖ芯片组构成无线电发送接收电 路。该电路经过实践验证稳定性好，功耗低，抗干
扰性强。无线电发射电路图如图３所示。通过低功
耗三极管导通和截Ｉ｝：控制无线电发射电路电源，无 线电发射频率采用３１５ＭＨＺ，因此晶振电阻采用１．２Ｍ
［Ｊ２．电子产品世界，２００５，２／下：９５—勺７． ［４２康华光，皱寿彬．电子技术基础［Ｍ］．北京：高等教育
３８４
２００８年增刊 接收Ｊ０４Ｖ心ＩＩ－片经过测试，电源电压工作在 ２．６ｖ一３．６Ｖ最为稳定，接收数据最灵敏，因此串联 两个二极管降压，或者串联一个３Ｋ电阻和一个
计
算 机
串行通讯接口
圈ＡＴ８９Ｃ５ １单片机
液 晶 显
无线电发送接收电路 电 容 传 感 器
——
刁专
Baidu Nhomakorabea
电
数据采集电路四Ｃ８０５ １Ｆ０２０单片机
２００８年增刊
时，电谷传感器在充电和反向充｝乜循环转换。或非 门Ｕ４Ａ输出信号经过施密特触发器构成多谐振荡
器，输出方波。传感器的工作时序如图６所示。
图５脉搏检测电路
２
３
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Ｉ．传感器启停控制信号 ２．电容传感器输ｆＩ｜波形 ３．整形后输出波形
图６传感器工作时序
２软件设计
Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机具有丰富片内资源和多功能 的外设端口，采用流水线结构，单周期指令，运算 速度是８０５１单片机１２倍，适合数据采集速度要求 比较高的地方。软件’发计足在大萤实验基础上，寻 找一个固定收缩脉宽作为高压泵充气的基准，并且 引入离散导数算法。建立脉宽函数ｆ（Ｐ，ｔ），ｐ是冲 击压力，ｔ时ｌ＇日ｊ单位。当无冲击压力时，函数变化
路
高压泵驱动电路Ｉ Ｉ电磁阀驱动电路
图１系统方框图 效率的ＤＣ／ＤＣ电压升降转换芯片，工作电压是 ３一ｌｌＶ，输出电压是３．３Ｖ／５Ｖ，输出电流２５０ｍＡ。电 源管理电路如图２所示，３／５是３Ｖ／５Ｖ选择端，当 ３／５接地时输出５Ｖ，３／５接电源输出端时输出３．３Ｖ。 图３无线电发射电路 ２２０ｕｒ电容使电乐降到２．６Ｖ－３．６Ｖ之间。由无线电 接收芯片Ｊ０４Ｖ接收数据，解码芯片ＰＴ２２７２进行解 码，如果收到地址码和和自己地址编码相同，ＶＴ端 输出端由低电平变为高电平，经过倒向电路，单片 机收到一个下降沿触发，从数据端口接收数据。
量准确，性能可靠，稳定性好，抗－Ｔ扰强。实验数
据如图７所示。
图７脉搏测试数
４结束语
本系统以ＰＣ机、单片机Ｃ８０５１Ｆ０２０、单片机 ＡＴ８９Ｃ５１为核心，利用无线电遥控技术，通过硬件 和软件设计，实现了对电容传感器、高压泵、电磁
阀的自动控制和脉搏数据的准确采集、计算以及通
过无线电稳定传输等。整个系统采用人性化设计，
２００８年增刊
３
实验结论
使用该智能脉搏测试仪系统，在不同身体状况
［５］杨吉祥，詹宏英，梅春．电子测量技术基础［Ｍ］．南京： 东南人学出版社，２００４．７，９１－９４．
环境下进行了脉搏测试，获得了不同的脉搏测试数 据。经过大景实验测试，证明该智能脉搏测试仪测
作者简介：
李亚荣：男，１９５５．０７，１９８２年毕业于山东大学无线电 电子学专业，山东荣成人，教授，现．１：作于大连交通人学机 械工程学院。 干洪波：男，１９８１．０９，辽宁火连人，现就读于大连交通 大学机械工程学院，机电工程专业，２００６级硕十生。
Ｑ／２００Ｋ Ｑ组合。编码ＰＴ２２６２芯片数据发送允许端
和Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机引脚相连，当单片机该引脚发
送低电平信号时，地址码和数据端Ｌ］的数据通过编
码串行发送到无线电发送Ｆ０５Ｃ心ｔｔ－片。 无线电接收电路由解码ＰＴ２２７２芯片和无线电 接收Ｊ０４Ｖ芯片构成，电路图如图４所示。无线电
电子测量与仪器学报 输出。当使能信号是低电，Ｆ时，或非门Ｕ３Ａ输出高 电平，电容传感器进行充电，由于电容不能越变特 性，Ｕ３Ａ的２脚为高电平，同时经过滤波和延时环 节Ｕ２Ａ输出脚为高电平，Ｕ３Ａ脚输出低电平。电容 传感器反向充电。因此当片选信号线ＣＥ为低电平
集和荐翥；？口；孬沅”Ｃ８‘０５—１Ｆ“０２０…－是。叭３．。３：，蔟盖：。高 孬篙蘧爰翥毛荔篙美及编码解码芯片是。５；、蒺毛：。
由于数据采集模块是通过电池供电，在数据采
电子测量与仪器学报 为了避免电压波动Ｔ扰系统稳定性，电源电路采用 ＭｈＸ７１０１／ｌ舱ｉ７１０２芯片组。ＭＡＸ７１０１／ＭＡＸ７１０２是高
［１］余学飞，卢广文，李哲．无线传输技术在医疗仪器设计
中的应用［Ｊ］．医疗卫生装备，２００７，２８（２）：１４一１５．
［２］宋娟，李庆锋．基于编／解码器实现ＰＣ机与单片机问的 通信［Ｊ］．河南机电高等专科学校学报，２００６，１４（６）：１７
－－１８． ［３］李文国，张风伟．超低功耗单片机实现智能遥控器设计
集成度高，操作使用简单，解决了现自．脉搏录取仪
的操作繁琐、携带不方便、数据无’法保存、无法进 行远距离监测等弊端。目前此智能脉搏测试仪经过 大量测试，脉搏数据偏差率控制在１％之内，性能稳
定可靠，抗下扰性强。该智能脉搏测试仪能很好运
用在运动领域、保健领域、尤其是在医疗领域发挥 很重要作用，同时具有很好的市场潜力。 参考文献：
电子测量与仪器学报
２００８年增刊
智能脉搏测试仪系统设计
１系统结构与工作原理
据采集模块开始采集数据，将所测心率再通过无线
Ｃ８０５１Ｆ０２０和单片机ＡＴ８９Ｃ５１，以电容传感器作为
１．１电源管理电路
蚕篓鉴苎篓警苎釜薏换量笆＝１要兰荤鏊譬磐！坠篡 型篓翌者的心兰竺些：Ｌ宝、鬟。苎竺！竺篓竺圭害等 块通过ＲＳ２３２建立异步通讯进行监控选择显示并且
３８３
率△ｆ（ｐ，ｔ）＝
』！翌：垒！二』！翌：刍！接近
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１，证明此
时无脉搏跳动；当有冲击压力时△ｆ（Ｐ，ｔ）＝
』！旦：垒！二』！鱼：刍ｂ１．５，证明此时有脉搏跳动。
，２一，ｌ
一次脉搏跳动时间周期Ｔ＝收缩基准脉宽时间一最短 脉宽时问，一分钟脉搏跳动次数＝６０／Ｔ。
电子测量与仪器学报
出版社，２００２．５，３４７—３５２．