基于單片機(jī)脈搏測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)

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1、.意義：醫(yī)院的護(hù)士每天都要給住院的病人把脈記錄病人每分鐘脈搏數(shù)，方法是用手按在病人腕部的動(dòng)脈上，根據(jù)脈搏的跳動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)。為了節(jié)省時(shí)間，一般不會(huì)作1分鐘的測(cè)量，通常是測(cè)量10秒鐘時(shí)間內(nèi)心跳的數(shù)，再把結(jié)果乘以6即得到每分鐘的心跳數(shù)，即使這樣做還是比較費(fèi)時(shí)，而且精度也不高。而該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，以紅外發(fā)光二極管和光敏三極管為傳感器，并利用單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)計(jì)算時(shí)間，由光敏三極管感應(yīng)產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)通過(guò)對(duì)脈沖累加得到脈搏跳動(dòng)次數(shù)，時(shí)間由定時(shí)器定時(shí)而得。系統(tǒng)運(yùn)行中能顯示脈搏次數(shù)和時(shí)間，系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，能

2、夠顯示總的脈搏次數(shù)和時(shí)間。目的：實(shí)現(xiàn)脈搏波的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)(PC機(jī))的實(shí)時(shí)通訊,作為多參數(shù)病人中心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)模塊完成心率檢測(cè)和脈搏波形顯示。2.1光電脈搏測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)光電脈搏測(cè)量?jī)x是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測(cè)脈搏跳動(dòng)的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用電子儀表進(jìn)行測(cè)量和顯示的裝置。本系統(tǒng)的組成包括光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)電路、數(shù)碼顯示、電源等部分。1．光電傳感器即將非電量(紅外光)轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它由紅外發(fā)射二極管和接收三極管組成，它可以將接收到的紅外光按一定的函數(shù)關(guān)系(通常是線(xiàn)性

3、關(guān)系)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的物理量(如電壓、電流或頻率等)輸出。2．信號(hào)處理即處理光電傳感器采集到的低頻信號(hào)的模擬電路(包括放大、濾波、整形等)。3.單片機(jī)電路即利用單片機(jī)自身的定時(shí)中斷計(jì)數(shù)功能對(duì)輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算得出心率（包括AT89C51、外部晶振、外部中斷等）。4．?dāng)?shù)碼顯示即把單片機(jī)計(jì)算得出的結(jié)果用8位LED數(shù)碼管靜態(tài)掃描來(lái)顯示，便于直接準(zhǔn)確無(wú)誤的讀出數(shù)據(jù)。5.電源即向光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)提供的電源，可以是5V-9V的交流或直流的穩(wěn)壓電源。2.2工作原理...本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89C51為控制核心，

4、實(shí)現(xiàn)脈搏測(cè)量?jī)x的基本測(cè)量功能。脈搏測(cè)量?jī)x硬件框圖如下圖1.1所示：外部中斷信號(hào)光電傳感器低通放大器比較器和振蕩器單片機(jī)AT89C51數(shù)碼顯示電路外部晶振圖1.1脈搏測(cè)量?jī)x的工作原理當(dāng)手指放在紅外線(xiàn)發(fā)射二極管和接收三極管中間，隨著心臟的跳動(dòng)，血管中血液的流量將發(fā)生變換。由于手指放在光的傳遞路徑中，血管中血液飽和程度的變化將引起光的強(qiáng)度發(fā)生變化，因此和心跳的節(jié)拍相對(duì)應(yīng)，紅外接收三極管的電流也跟著改變，這就導(dǎo)致紅外接收三極管輸出脈沖信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大、濾波、整形后輸出，輸出的脈沖信號(hào)作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)。單片機(jī)電路

5、對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后把結(jié)果送到數(shù)碼管顯示。硬件：第三章基本元器件介紹3.1AT89C51簡(jiǎn)介AT89C5l是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能的CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89CSl單片機(jī)可為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。

6、...3.1.1AT89C51的主要性能AT89C2051是ATMEL公司生產(chǎn)的帶2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的8位單片機(jī),它具有如下主要特性，如圖1.2所示：（1）和MCS-51產(chǎn)品的兼容（2）2K字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器（3）耐久性：1,000寫(xiě)／擦除周期（4）2.7V～6V的操作范圍（5）全靜態(tài)圖1.2AT89C2051的結(jié)構(gòu)框圖操作：0Hz～24MHz·兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器·128×8位內(nèi)部RAM·15根可編程I/O引線(xiàn)·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·六個(gè)中斷源·可編程串行UART通道·直接

7、LED驅(qū)動(dòng)輸出·片內(nèi)模擬比較器·低功耗空載和掉電方式...·和MCS-51產(chǎn)品的兼容·2K字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器·耐久性：1,000寫(xiě)／擦除周期·2.7V～6V的操作范圍·全靜態(tài)操作：0Hz～24MHz·兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器·128×8位內(nèi)部RAM·15根可編程I/O引線(xiàn)·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·六個(gè)中斷源·可編程串行UART通道·直接LED驅(qū)動(dòng)輸出·片內(nèi)模擬比較器·低功耗空載和掉電方式·和MCS-51產(chǎn)品的兼容·2K字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器·耐久性：1,000寫(xiě)／擦除周期·2.7V～6V的操作范圍·全靜態(tài)操作：0

8、Hz～24MHz·兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器·128×8位內(nèi)部RAM·15根可編程I/O引線(xiàn)·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·六個(gè)中斷源·可編程串行UART通道·直接LED驅(qū)動(dòng)輸出·片內(nèi)模擬比較器·低功耗空載和掉電方式。3.1.2AT89C2051的結(jié)構(gòu)框圖...AT89C2051是一帶有2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)體(EEPROM)的低電壓,高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。如圖1.