基于AT89C51的脈搏測(cè)量的研究

1、基于AT89C51的脈搏測(cè)量的研究摘要：本文介紹了以at89c51為核心，用pvdf傳感器采集人體脈搏的數(shù)字心率檢測(cè)裝置。pvdf傳感器將采集到的脈搏信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)將米集到的脈搏心率在液晶實(shí)時(shí)顯示出來，同時(shí)還設(shè)置了脈搏次數(shù)上下限報(bào)警電路。關(guān)鍵詞：fvdfat89c51脈搏測(cè)量中圖分類號(hào)：tp206+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1007-9416(2011)12-0058-011、引言脈搏是人體重要的生命體征，包含著大量的人體生命信息。構(gòu)建一種可攜帶的日常心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠采集脈搏信號(hào)，進(jìn)行心率測(cè)試、儲(chǔ)存、報(bào)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，這種pvdf脈搏測(cè)量?jī)x可為病人、老人等人群帶來便利1

2、。本文設(shè)計(jì)了一種可自動(dòng)測(cè)量人體脈搏的測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x采用了at89c51單片機(jī)處理芯片，具有良好的人機(jī)交流模式、性能穩(wěn)定、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，可動(dòng)態(tài)連續(xù)地堆脈搏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可直觀地顯示人體的脈搏數(shù)2。2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)從功能上來講，本設(shè)計(jì)可分為4個(gè)模塊：供電模塊、脈搏測(cè)量模塊、處理模塊和人機(jī)交互模塊。其中測(cè)量模塊由pvdf傳感器、信號(hào)處理電路組成；處理模塊由單片機(jī)及其外圍電路組成；人機(jī)交互模塊由指令輸入和結(jié)果反饋組成。醫(yī)一論文發(fā)袤專家一J中國(guó)黠斛網(wǎng)fwww.qikanwang.nel2.1供電模塊由于是便攜式脈搏測(cè)量?jī)x，因此本設(shè)計(jì)采用紐扣電池供電。整個(gè)電路的工作電壓為正負(fù)5v，電源采用9v電源供

3、電，通過電壓轉(zhuǎn)換芯片將9v電源轉(zhuǎn)換為5v，向單片機(jī)及信號(hào)采集電路提供5v電源;同時(shí)5v電壓送入max66Q轉(zhuǎn)換成-5v，作為信號(hào)采集電路的負(fù)電源。2.2測(cè)量模塊由于pvdf傳感器在脈搏跳動(dòng)的作用下會(huì)有電荷的產(chǎn)生，此電荷量不能直接測(cè)量，需經(jīng)過信號(hào)調(diào)理將電荷量轉(zhuǎn)化為電壓量才能進(jìn)行測(cè)量和采集3。信號(hào)調(diào)理電路框圖如圖1所示。本設(shè)計(jì)采用pvdf壓電材料制作的傳感器來傳輸脈搏信號(hào)，由于pvdf頻響寬，室溫下在1Q-51Q9hz范圍內(nèi)響應(yīng)平坦，而人體信號(hào)頻率一般不會(huì)超過IQQhz，電路的頻帶設(shè)計(jì)在Q.11QQhz。電路中所選的運(yùn)放要求高阻抗輸入，且開環(huán)增益要大，頻帶要寬，本設(shè)計(jì)選用opQ7。人體脈搏跳動(dòng)產(chǎn)生

4、的電壓大約在2Qmv左右，因此放大倍數(shù)應(yīng)選擇200倍左右。我們采用的是三運(yùn)放精密放大電路，其電路的輸入電阻高，抑制共模信號(hào)能力強(qiáng)。本系統(tǒng)中的噪聲有很多種，主要有元器件噪聲、市電50hz噪聲、人體抖動(dòng)噪聲等。在信號(hào)放大電路后設(shè)置低通濾波器是為了濾除因信號(hào)放大而產(chǎn)生的高頻噪聲。值得注意的是，50hz工頻干擾是脈搏信號(hào)的主要干擾因素之一,因此50hz陷波器非常有必要。2.3脈搏測(cè)量原理及系統(tǒng)簡(jiǎn)介整個(gè)系統(tǒng)由at89c51單片機(jī)、脈搏信號(hào)采集電路、輸入設(shè)備、顯論文發(fā)表專家一趣|中國(guó)學(xué)木期刊網(wǎng).qikanwangPnel示部分及報(bào)警裝置組成。系統(tǒng)工作原理：pvdf壓電薄膜感受脈搏的跳動(dòng)，而在薄膜表面產(chǎn)生電

5、荷變化，信號(hào)調(diào)理電路將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入到at89c51。單片機(jī)根據(jù)輸入設(shè)備上的輸入指令進(jìn)行處理，當(dāng)測(cè)量出的數(shù)據(jù)超出了設(shè)置的上下限時(shí)就會(huì)進(jìn)行報(bào)警4。2.4處理模塊通過ad轉(zhuǎn)換之后的8位數(shù)字脈搏信號(hào)送入at89c51單片機(jī)的p0口，由單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，送至顯示模塊進(jìn)行數(shù)字顯示。2.5人機(jī)交互模塊(1) 指令輸入設(shè)備。輸入指令由按鍵控制，設(shè)有復(fù)位鍵和測(cè)量控制鍵。(2) 輸出設(shè)備。測(cè)量結(jié)果采用液晶顯示。液晶供電電壓為3v,液晶驅(qū)動(dòng)模塊整合在液晶電路板上。(3) 報(bào)警裝置。采用有源蜂鳴器，在測(cè)量出的脈搏數(shù)超出設(shè)置的上下限時(shí)發(fā)出聲音警報(bào)。3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件使用匯編語言編程，分為中斷服務(wù)模塊、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊及人機(jī)交互模塊三部分，便于修改和維護(hù)。at89c51對(duì)系統(tǒng)的時(shí)序控制主要是通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的。程序運(yùn)行時(shí)，定時(shí)器工作在遞增計(jì)