開題報告-基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 電子信息與電氣工程學(xué)院XXXX屆 填寫日期：1年1月1日脈診在我國已具有2600多年臨床實踐，是我國傳統(tǒng)中醫(yī)的精髓，但祖國傳統(tǒng)醫(yī)脈搏測量可利用電子儀器測量出精度更就的數(shù)據(jù)。人體脈搏信號中包含豐富的的應(yīng)用和推廣價值。脈搏測量儀的設(shè)計，必須是通過采集人體脈搏變化引起的一些生物信號，然后把生物信號轉(zhuǎn)化為物理信號，使得這些變化的物理信號能夠表達(dá)人體的脈搏變化，最后要得出每分鐘的脈搏次數(shù)，就需要通過相應(yīng)的硬件電路及芯片來處理物理變化并存儲脈搏次數(shù)。在硬件設(shè)計中一般的物理信號就是電壓變化。本系統(tǒng)的組成包括傳感器、信號處理、單片機(jī)電路、顯示電路、鍵盤輸入等部分。二、文獻(xiàn)綜述(國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量技術(shù)也越來越先進(jìn)，對脈搏的測量精度也越來越高，國內(nèi)外先后研制了不同類型的脈搏測量儀，脈搏測試不再局限于傳統(tǒng)的人工測試法或聽診器測試法，脈搏測量可利用電子儀器測量出精度更就的數(shù)據(jù)。人體脈搏信號中包含豐富的生理信息，也逐漸引起了臨床醫(yī)生的很大興趣，達(dá)到了方便、快捷、準(zhǔn)確在測量脈搏的目的。隨著電子測量技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代電能良好，結(jié)構(gòu)簡單，有較好的應(yīng)用和推廣價值。而其中關(guān)鍵是對脈搏傳感器的研究。起初用于體育測量的脈搏測試集中在對接觸式傳感器的研究，利用此類傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優(yōu)缺點。指脈測量比較方便、簡單，但因為手指上的汗腺較多，指夾常年使用，污染可能會使測量靈敏度下降：耳脈測量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，容易維護(hù)。但因耳脈較弱，尤其是當(dāng)季節(jié)變化時，所測信號受環(huán)境溫度影響明顯，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。過去在醫(yī)院臨床監(jiān)護(hù)和日常中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護(hù)儀器，如便攜式電子血壓計，可以完成脈搏的測量，但是這種便攜式電子血壓計利用微型氣泵加需要一個加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會有不適、脈搏檢測的精確度低等缺點。脈搏測量儀的發(fā)展主要向以下幾個趨勢發(fā)展：(1)自動測量脈搏并且對所得到的脈搏進(jìn)行自動分目前很多脈搏測量儀都具有檢測血氧等其他的功能和診斷還需要一些有經(jīng)驗的醫(yī)生觀察，進(jìn)行分析后才能確認(rèn)結(jié)果，浪費大量的人力，且由人為引入的誤差較大。因此，未來脈搏自動檢測的內(nèi)容將更加詳細(xì)，自動分析診斷功能也更強(qiáng)大。(2)數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。隨著數(shù)字科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀集成度將更高，更便于攜帶。數(shù)字信(3)多功能化越來越明顯量儀已經(jīng)很少見。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀必然可以實現(xiàn)更人體脈搏測試儀是用來測量人體心臟跳動頻率的電子儀器，也是心電圖的主要組成部分。心臟跳動頻率通常用每分鐘心臟跳動的次數(shù)來表示。采用數(shù)顯式脈搏計測量心臟跳動的頻率不但精確，而且使用方便，顯示結(jié)果醒目。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)主要的脈率采集有三種方法：采用一對紅色發(fā)光二極管實現(xiàn)、采用反射式的紅外管實現(xiàn)和采用壓電陶瓷芯片實現(xiàn)。方法一：檢測的基本原理：隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變。當(dāng)血液送到人體組織時，組織的半透明度減?。划?dāng)血液流回心臟，組織的半透明度增大。這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。因此，本脈率計將紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的上述部位，并用裝在該部位另一側(cè)或旁邊的紅外光電管來檢測機(jī)體組織的透明程度并把它轉(zhuǎn)換成電信號。由于此信號的頻率與人體每分鐘的脈搏次數(shù)成正比，故只要把它轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形、計數(shù)和顯示，就能實現(xiàn)實時檢測脈搏次數(shù)的目的。方法二：采用反射式的紅外管?，F(xiàn)在市場上的脈率計普遍采用這種傳感器來采集信號，因為此紅外管接收和發(fā)射都在手指的同一側(cè)，所以就不用考慮每個人手指情況不同所造成的麻煩了。但是同樣的，對紅外的知識了解相對匱乏，得到需要的信號也不太容易。方法三：采用壓電陶瓷片通過脈搏的跳動采集信號。隨著心臟的搏動，人體手腕的脈搏和頸部的搏動較為明顯，采用壓電傳感器放于上述部位，把壓電傳感器測得的信號轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形、計數(shù)和顯示，就能實現(xiàn)實時檢測脈搏次數(shù)的目的。當(dāng)脈搏跳動時，壓電陶瓷片便會產(chǎn)生相應(yīng)的信號，雖然這是一種很陳舊的方法，但是卻很實用，測試的時候能夠明顯的觀測到信號的變化。人體心室周期性的收縮和舒張導(dǎo)致主動脈的收縮和舒張，是血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統(tǒng)傳播，這種波成為脈搏波。從脈搏波中提取人體的心理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來都受到中外醫(yī)學(xué)界的面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征，因此對脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價值和應(yīng)用前景。但人體的生物信號多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號，脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號，因此必需經(jīng)過放大和后級濾波以滿足采集的要三、擬采取的研究方法(方案、技術(shù)路線等)和可行性論證本設(shè)計采用單片機(jī)STC89C52為控制核心，實現(xiàn)脈搏測量儀的基本測量功系統(tǒng)硬件框圖如下圖1所示：鍵盤輸入鍵盤輸入單片機(jī)報警電路脈搏傳感器信號放大與整形電路圖1脈搏測量儀硬件框圖本設(shè)計的難點在軟件編碼與調(diào)試這一部分，軟件這部分用C語言編寫，C四、預(yù)期結(jié)果(或預(yù)計成果)[7]劉寧.單片機(jī)多功能時鐘的設(shè)計[M].浙江：浙[8]汪文.陳林.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].湖北：華[9]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M].北京[11]金偉正，單線數(shù)字溫度傳感器的原理及[14]張軍，AVR單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型[15]王新穎，單片機(jī)原理及應(yīng)用[M],北京：北京[17]趙廣林，