心率測試儀脈搏測量儀

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1、摘要3第一章緒論41.1心率測試的意義41.2心率測試儀的組成木匡圖41?3心率測試的基本過程5第二章基礎(chǔ)知識(shí)介紹62.1PVdF傳感器62.1.1敏感部分62.1.2電荷放大器72.2555定時(shí)器72.2.1555定時(shí)器的基本功能72.2.2555組成的基本電路及應(yīng)用92.3十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74290102.4鎖存器74LS373102.5顯示譯碼器74LS48112.5.1譯碼驅(qū)動(dòng)器112.5.2發(fā)光二極管顯示器132.6數(shù)值比較器74LS85132.6.174LS85的邏輯功能圖和引腳圖132.6.274LS85實(shí)現(xiàn)的邏輯功能14第三章電路設(shè)計(jì)153.1傳感器模塊153

2、.1.1傳感器的選擇153.2放大模塊153.2.1放大電路153.2.2低通濾波器163.2.3兩級(jí)放大163.3整形模塊163.3.1電路圖163.3.2電壓比較器173.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器173.4計(jì)數(shù)模塊173.4.1計(jì)數(shù)電路173.4.2設(shè)計(jì)說明173.5定時(shí)模塊183.5.1電路設(shè)計(jì)183.5.2計(jì)算說明183.6譯碼顯示模塊183.6.1設(shè)計(jì)電路圖183.7數(shù)值比較模塊203.7.1設(shè)計(jì)電路圖203.7.2比較原理說明203.8報(bào)警模塊213.8.1報(bào)警電路21.3.8.2工作原理21第四章電路綜合224.1整體電路介紹224.2整個(gè)電路工作過程22第五章總結(jié)2

3、3參考文獻(xiàn)24附圖25木次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)由取樣電路、放大整形電路、計(jì)數(shù)顯示電路、比較報(bào)警電路組成的脈搏信號(hào)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)。釆用高集成度、高性能、低功耗、高頻高速的集成芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)譯碼模塊。具有時(shí)基信號(hào)頻率穩(wěn)定，設(shè)置合理，計(jì)數(shù)器清零及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)的主要結(jié)果歸納如下：(1)研究了PVDF壓電脈搏傳感器的設(shè)計(jì)原理和優(yōu)點(diǎn)(2)討論了濾波器的作用(3)放大電路的設(shè)計(jì)(4)電壓比較及波形整形電路的選擇(5)計(jì)數(shù)器的比較與選擇(6)譯碼顯示設(shè)計(jì)(7)定時(shí)控制系統(tǒng)(8)報(bào)警控制關(guān)鍵字：傳感器脈搏信號(hào)信號(hào)分析報(bào)警第一章緒論心率(HR)是指單位時(shí)間內(nèi)心臟搏動(dòng)的次數(shù)。正常成年人安靜時(shí)

4、的心率也有顯箸的個(gè)體差異，平均在75次/分左右(60-150次/分之間)。心率可因年齡、性別及其他生理情況而不同。初生兒的心率很快，可達(dá)130次/分以上。在成年人中，女性的心率一般比男性稍快。心率作為血液循環(huán)機(jī)能的重要生理指標(biāo)而在運(yùn)動(dòng)中被廣泛地應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)中，心率隨機(jī)體代謝需要而增加，在一定范圍內(nèi)可反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、機(jī)體的代謝水平，在有氧運(yùn)動(dòng)中常用心率作為控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)后，心率的恢復(fù)乂可作為評定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷適宜與否以及心臟機(jī)能狀態(tài)的指標(biāo)和依據(jù)。安靜狀態(tài)時(shí)基礎(chǔ)心率的測定，在醫(yī)務(wù)監(jiān)督中則可作為判斷某一階段機(jī)體是否有過度疲勞和評定運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練程度的指標(biāo)。它實(shí)現(xiàn)的主要功能有：(1)可以

5、測每分鐘脈搏跳動(dòng)的次數(shù)；(2)心率測試儀有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能；(3)一分鐘自動(dòng)清零，清零控制端稍加延時(shí)，使一分鐘的脈搏跳動(dòng)次數(shù)能夠正確的顯示出來；(4)超出設(shè)定的正常脈搏跳動(dòng)范圍，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。心率測試的意義現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)電子儀器已不僅僅是單純的【矢學(xué)電子測量儀器硬件系統(tǒng)，而應(yīng)該是基于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的牛理量檢測和分析系統(tǒng)，木課題把牛理量的測量和生物信號(hào)處理技術(shù)融為一體。木課題所設(shè)計(jì)的心率測試儀屬于一種集輕型化、一體化、可視化等優(yōu)點(diǎn)的便攜式測試儀。心率是指人體心臟每分鐘搏動(dòng)的次數(shù).它是反映心臟是否正常工作的一個(gè)重要參數(shù)。同時(shí)心率值也是衡量體力勞動(dòng)強(qiáng)度

6、和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)一種可隨身攜帶、可長時(shí)間記錄、顯示和存貯心率值，可與微機(jī)通訊并具有較強(qiáng)抗干擾能力，能對超岀正常范圍的心率進(jìn)行報(bào)警的心率測試儀是十分必要的。1?2心率測試儀的組成框圖圖IT心率測試儀的組成框圖1?3心率測試的基本過程測量心率最簡單的方法是記錄一分鐘脈搏的次數(shù)。根據(jù)人體脈搏信號(hào)特征，設(shè)計(jì)了一種測量脈搏每分鐘跳動(dòng)次數(shù)的系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過脈搏傳感器采集脈搏信息，輸岀電荷信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大電路對其進(jìn)行放大，再經(jīng)過濾波器，去掉干擾信號(hào)，再將所得信號(hào)進(jìn)行電壓比較，波形整形，形成脈沖作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，然后送入顯示電路，把記錄的結(jié)果進(jìn)行比

7、較，不在正常范圍內(nèi)就進(jìn)行報(bào)警，由定時(shí)器控制復(fù)位端，一分鐘清零一次,再進(jìn)行下一次測量計(jì)數(shù)。第二章基礎(chǔ)知識(shí)介紹2.1PVdF傳感器2.1.1敏感部分木設(shè)計(jì)的脈象儀傳感器的敏感部分是PVdF（聚偏二氟乙烯）壓電薄膜，它有如下幾個(gè)優(yōu)占?八、、?①壓電常數(shù)大（必3二20pC/N），變力響應(yīng)靈敏度高。比石英晶體高10倍，壓電電壓輸出常數(shù)g二174是所有壓電體中最高的。②在非常高的交變電場中不至于去極化，單位體積能獲得大的輸出功率。因?yàn)閾Q能器單位體積最大輸出功率正比于機(jī)電耦合系數(shù)和能承受的最大電場強(qiáng)度的平方。③膜輕且