單片機(jī)心率計(jì)設(shè)計(jì)

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1、維普資訊http://www.cqvip.com醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)1995年6月第2922000l995卯一；單片機(jī)心率計(jì)的設(shè)計(jì)堅(jiān)772-2·關(guān)鍵調(diào)垡：蘭蘭口一退該計(jì)鯽研跏在科研實(shí)驗(yàn)中常常需蛋心率變化過程的準(zhǔn)確指1．1R波提取窗口電路標(biāo)．通常采用定時(shí)積分對(duì)比法、心動(dòng)周期計(jì)算法。上R波提取窗口電路原理框田見圈2．R渡掘取連第一種方法統(tǒng)計(jì)麻蠼．不拖反映瞬時(shí)心率變化；第窗口電路的特點(diǎn)是設(shè)有2十(上、下)f1檻電平，調(diào)節(jié)二種方法較直接、準(zhǔn)確。但目前市魯產(chǎn)品抗干擾能力上、下門檻電平使R波尖峰落入兩電平之間(窗口差。匿此率文舟紹一種以8031單片機(jī)為主體．具有內(nèi))，即可提取出與R波同步的脈沖信號(hào)．圖3為

2、窗R渡提取窗口電路．采用軟件自動(dòng)計(jì)算心動(dòng)周期變口電路原理圖。用示波器從監(jiān)視輸出口可觀察到上化的心率計(jì)．整機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖如圖l所示述選擇過程．而位于宙口外的模擬信號(hào)均不輸出Ⅲ。田此心電信號(hào)經(jīng)前置放大器的高、低頻濾波后再由窗口電路提取出的R坡觸發(fā)脈沖，可排除低額干擾、工頻干擾及刺激動(dòng)物所審入的高頻干擾等。由窗口電路輸出的脈沖經(jīng)。555單豫電路展寬后一路送LED發(fā)光二授管作R渡輸出監(jiān)視．另一路經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)系統(tǒng)，一八一一坤一閏l整機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖脈沖回■出1硬件設(shè)計(jì)硬件包括R波提取窗口電路、單片機(jī)表統(tǒng)電圓路、LED顯示電路、D／A輸出電路、音響夏電源電路圍2回R苗波提取窗口電路

3、原理框囝等福建置學(xué)院生理學(xué)教研室‘{甍州350004)維普資訊http://www.cqvip.com第2期白玉山等單片機(jī)心率計(jì)的設(shè)計(jì)201圍4單片機(jī)系瓤再理圖12單片機(jī)系統(tǒng)電路2軟件設(shè)計(jì)以8031CPU為核心．一片74LS373作地址鎖存器廈一片EPROM2716作程序存儲(chǔ)器．組成一十心電頻率屬低頻范圍，故采用周期測(cè)量法．其測(cè)罱小單片機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)中I／O分配如下：8031的P量原理是將8031中的TO工作于定時(shí)，T1工作于外1．O—P1．5口為顯示輔出口}P1．6、P17為工作狀中斷．這樣每當(dāng)輸^脈沖下降柑刊來時(shí)．T1產(chǎn)生中態(tài)選擇口{P24為D／A的片選線}P3．O、P32及斷請(qǐng)求

4、．CPU響應(yīng)此中斷后，立即停止TO定時(shí)+讀P3．3分剮為儀器的音響輔出口、定標(biāo)輸人口及R取其定時(shí)值．即心動(dòng)周期時(shí)間。隨后定時(shí)器清0”，重波輸人口。圖4為系統(tǒng)原理圈新啟動(dòng)，開始下一個(gè)周期的定時(shí)。。1．3LED顯示電路軟件由3部分組成：主程序、外部中斯程序，定心率顯示設(shè)為3位數(shù)．采用動(dòng)態(tài)顯示方式用3時(shí)中斷程序。十七段LED顯示塊作為數(shù)字顯示器l一片2．1主程序LS47BCD譯碼及驅(qū)動(dòng)器為-LED的段選}一片包括系統(tǒng)韌始化、顯示值變換與顯示掃描輔出LS139譯瑪器及一片LS125驅(qū)動(dòng)器作LED的位選工作等系統(tǒng)初始化：RAM區(qū)數(shù)據(jù)設(shè)定，定時(shí)器韌CPU的P1．0-P1．3為段選數(shù)據(jù)口，P1．4

5、-p15始化T0設(shè)定于定時(shí)方式1(16位計(jì)數(shù))、TO、T1外為位選數(shù)據(jù)口中斷口設(shè)為負(fù)跳變觸發(fā)方式標(biāo)志為工作／停止、平1．4D／A輸出電路均／~png、定標(biāo)等。主程序在循環(huán)中等待中斷處理。主數(shù)模轉(zhuǎn)換處理由一片0832及二十運(yùn)算放大器程序流程框圖見圍5。2．2外部中斷程序組成0832與CPU聞，采用單緩沖器方式接口，與TO外中斷程序?yàn)槎?biāo)輸出程序設(shè)置定標(biāo)標(biāo)前一運(yùn)放A1共同掏成D／AI禽出F后一運(yùn)放A2為志．程序選定標(biāo)值顯示口及D／A輸出．井設(shè)置TO為可變?cè)鲆娣糯笃鳎袲／A輔出信號(hào)加以放大．以保定標(biāo)輸出定時(shí)器T1外中斯程序?yàn)樾穆视?jì)算程序：證記錄儀對(duì)輔^信號(hào)的要求。程序采用外中斷作為每次測(cè)

6、量心動(dòng)周期的同步信1．5音響與電源電路號(hào)．以啟動(dòng)TO定時(shí)器，因而程序中取得的定時(shí)值為由單片機(jī)P3．o口輸出的心動(dòng)音響信號(hào)，經(jīng)三上次心動(dòng)周期時(shí)間．測(cè)量設(shè)有即時(shí)與平均計(jì)算二種楹管放大后推動(dòng)音響器．作為心電的信號(hào)的監(jiān)聽器。方式。平均計(jì)算3十心動(dòng)周期作一次統(tǒng)計(jì)輸出。程本機(jī)選用蜂鳴器為音響器。機(jī)內(nèi)共需4組直流電源：序流程框圖見圖6士5V、士9V。士5V分別提供給窗口電路、系統(tǒng)電2．3定時(shí)中斷程序路、顯示電路I士9V供給D／A輔出電路中的運(yùn)算當(dāng)定標(biāo)輔出時(shí)闡達(dá)到時(shí)產(chǎn)生定時(shí)中斷，中斷程放大器使用電路穩(wěn)壓均使用三端集成穩(wěn)壓塊78、序?qū)⑼瓿汕宄?biāo)值的輸出及心動(dòng)周期改數(shù)的標(biāo)79系列，其中+5V電源電澆較

7、大，需加散熱片．或志，井允許T1外中斷，為重新計(jì)算心率作準(zhǔn)備。最分阿路輸出．后程序中斷返回。維普資訊http://www.cqvip.com醫(yī)1995年6月第2922020lleVo1．29No一,2l9953實(shí)驗(yàn)應(yīng)用率機(jī)應(yīng)用于科研實(shí)驗(yàn)中具有較高的精確度和抗干擾能力-能滿足實(shí)驗(yàn)的要求，取得了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。．’圖7為1倒實(shí)驗(yàn)結(jié)果．太鼠靜脈注射苯腎上腺索(腿／kg)，可提升平均動(dòng)脈壓(MAP)，降低心率’(HR)-MAP的變化量(△MAP)為4．8kPa，H