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【毕业设计】脉搏波动频率测量系统设计 【毕业设计】脉搏波动频率测量系统设计

格式:word 上传:2022-06-24 20:07:38

《【毕业设计】脉搏波动频率测量系统设计》修改意见稿

1、“.....给出相应的软件设计及主要程序流程图。脉搏波动频率测量系统总体方案设计系统硬件电路方案本设计中,脉搏波动频率测量的实现是通过脉搏传感器采集脉搏信息输出电压信号,经信号放大电路对其进行放大。然后,将放大后的脉搏信号通过电压基准变化电路和过零比较器转换为单片机易于处理的脉冲信号。通过对单片机进行编程来实现对脉搏波动频率的测量和计算,最终在显示电路中直观的显示出来。硬件原理框图如图。图脉搏测量系统硬件原理框图由图可知,本系统硬件部分主要由以下部分构成脉搏传感器部分信号放大电路部分电压基准变化电路部分过零比较器部分单片机处理电路部分及显示电路部分。其中各部分实现功能如下脉搏传感器部分。选用合适的脉搏传感器,将脉搏信号转换成电信号输出。脉搏传感器的精度灵敏度抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度,因此其选型对整个设计具有决定性的作用。信号放大电路部分。脉搏传感器出来的电压信号较弱,般在毫伏级......”

2、“.....所以,设计信号放大电路,将脉搏传感器出来的信号进行放大,使之成为个幅值适当的信号,便于后续电路的处理。电压基准变化电路部分。放大后脉搏信号在个周期内,有多个零值,不便于对脉搏波动频率进行测量。通过电压基准变化,将脉搏基准下调,使其在个周期内,只有两个零值,便于后续电路的处理。过零比较器部分。单片机是数字信号处理工具,输入单片机的信号必须是离散的数字信号或者是脉冲信号。过零比较器就用于把周期性脉搏信号变为脉冲信号,便于单片机处理。单片机处理电路部分。本设计作为个简单脉搏测量仪,最后需给出脉脉搏传感器信号放大电路过零比较电路单片机处理电路显示电路电压基准变化电路搏波动频率,以单片机作为信息处理中心,通过对单片机进行编程,完成信号输入检测信息分析处理及信息显示。显示电路部分。单片机处理得到的脉搏波动频率信息,最后在显示电路中直观地显示出来。所以,需要选用合适的显示设备及显示电路,来实现对脉搏波动频率信息的显示......”

3、“.....下面通过比较各种方案,来选择最优化的实现方案。脉搏传感器的选择传感器又称为换能器变换器等。脉搏传感器是脉搏检测系统中重要的组成部分,其基本功能是将切脉压力和桡动脉搏动压力这样些物理量非电量转换成为便于测量的电量。脉搏传感器的精度灵敏度抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度,因此其选型对整个设计具有决定性的作用。目前,脉搏信号的测量方式主要有光电脉搏波传感器。血管不受压力时,血流均匀,反射光也比较均匀,故传感器无脉搏信号输出当血管受压血液不流动时,传感器也无输出信号只有当血管受到挤压,血管中的血液断续流动时,反射光也随之变化,这时传感器输出脉搏信号,达到了测量脉搏的作用。这种传感器的特点是结构简单可靠性高抗干扰能力强,主要用于测量脉搏的跳动次数。人体不同部位的脉搏波波形存在差异,光电脉搏波传感器不适合用于提取不同部位的脉搏波信号。力传感器测量。其测量原理是,将测力传感器的受力端压在人体桡动脉处,模仿人的指头......”

4、“.....它具有抗干扰能力强的特点,但由于动脉血管产生的力很小,故量程小,抗冲击力不强。脉搏信号还表现为皮肤振动,因此可以用加速度传感器进行检测,其特点是结构简单体积小波形测量精度较高。本设计中,采用第三种脉搏传感器,即基于由脉搏跳动引起皮肤振动而研制的脉搏传感器。其型号选择了生物医学工程实验室的型压电式脉搏传感器。它是上海洪联公司生产的,该产品具有使用方便性能稳定体积小巧性价比高等特点。其主要技术指标频率响应无源输出电缆二芯外型尺寸信号放大电路的选择脉搏传感器出来的电压信号较弱,般在毫伏级,需要对其进行放大。所以,设计信号放大电路,将脉搏传感器出来的信号进行放大,使之成为个幅值适当的信号,便于后续电路的处理。型压电式脉搏传感器输出电压大约为,在后续电路中需要将其通过过零比较器,转换为脉冲信号,只要将其放大倍,就可以满足后续电路处理的要求。同时,要求放大电路有较高的输入阻抗。同相比例放大电路简单实用焊接方便......”

5、“.....具有更高的输入阻抗,而且价格便宜,所以,本设计选择了同相比例放大电路。可以组成同相比例放大电路的运算放大器件有很多,比如,等是四运放集成电路,价格很便宜,但经实验测试,放大的效果却不是很理想,所以,最终没有选是种高精度单片运算放大器,具有很低的输入失调电压和漂移,特别适合作前级放大器,放大微弱信号。使用般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。而且,的价格便宜。所以,从性能价格方面综合考虑,最后本设计选择了。单片机的选择本设计作为个简单脉搏测量仪,最后需给出脉搏波动频率。以单片机作为信息处理中心,通过对单片机进行编程,完成信号输入检测信息分析处理及信息显示。单片机单片机是公司生产的单片机。高速度低功耗,硬件应用结构,具有预取指令功能,使得指令可以在个时钟周期内执行,而要个时钟周期执行条指令。单片机如等。凌阳单当第二个个脉冲到来后,这个数据就进入了第二片,而新的数据则进入了第片......”

6、“.....详细分析各部分的硬件电路,并给出了相关电路原理图。脉搏波动频率测量系统软件设计从脉搏传感器出来的脉搏信号,经过放大电路电压基准变化电路过零比较器,转换为脉冲信号之后,需要对单片机进行编程,实现对脉搏波动频率的测量计算和显示。本设计中,软件设计采用模块化结构。根据脉搏波动频率测量系统的设定功能,将软件划分为若干个功能相对的模块,主要有系统主程序和脉搏波动频率测量模块。本章给出主要模块的程序设计思想和流程图。脉搏频率测量原理脉冲信号的频率是指在单位时间内由信号所产生的交变次数或脉冲个数,即。可以看出测量必须将或两个量之作为闸门或基准,对另个量进行测量。周期测量法适用于低频信号。采用单片机内的个定时计数器,以单片机内的标准机器周期作为标准时基信号,如图。被测信号的周期作为信号闸门,由程序控制开关对时基进行计数得,因此被测信号周期为。图周期测量法原理多周期同步法适用于中频信号......”

7、“.....而是与待测信号分别输入到两个计数器进行同步计数。首先,由单片机给出闸门开启信号,此时,计数器并不开始计数,而是等到被测信号的上升沿到来时,才真正开始计数。然后,两级计数器分别对被测信号和标准信号计数。当单片机给出闸门关闭信号后,计数器并不立即停止计数而是等到被测信号上升沿来到的时刻才真正结束计数,完成次测量过程。如图,可以看出,实际闸门与参考闸门并不严格相等,但最大差值不超过被测信号的个周期。设对被测信号的计数值为,对时基信号的计数值为,时基信号的频率为,则被测信号的频率为。图多周期测量法原理频率测量法适用于高频信号。充分利用单片机内的两个定时计数器。个作为定时器,给出标准闸门信号,另个作为计数器,对的变化次数直接进行计数得如图图脉搏波动频率测量法原理人体脉搏信号从时域上看,是个周期性较强的准周期信号。脉搏波动频率为次,其频率般情况下为左右,属于低频信号。所以,本设计中采用周期测量法......”

8、“.....是单片机系统程序的框架。系统主程序流程图如图。图系统主程序流程图上电后,首先进行整机初始化处理。主程序的初始化模块主要完成仪器硬件软件的初态设置,单片机内专用寄存器的设定,单片机工作方式及各端口的工作状态的规定。整机初始化结束后,检测口的状态,如果检测到上升沿,则进入脉搏波动频率测量子程序,测得脉搏波动频率之后,送到显示单元进行显示。脉搏波动频率测量子程序的设计本设计中对脉搏频率的测量采用周期测量法。可将单片机内定时计数器定为位定时器,对内部机器周期计数,即方式控制字为。定时器的开关由程序根据口上的状态进行控制,检测到上升沿时开计数,当紧接着的开始系统初始化脉搏波动频率测量子程序是否为上升沿显示另个上升沿被检测到时关计数。中的计数值为,则被测脉搏信号周期对于晶振每分钟跳动次数。考虑到脉搏的频率很低,大约为左右,而位定时计数器的最高计数值为,这样定时计数器将发生溢出......”

9、“.....编程较复杂。为此,采用定时器中断方式,即在个脉搏周期内,隔段时间,即为中断周期,且,就将,清零。设为每分钟脉搏跳动次数,为脉搏跳动周期,则本设计中,设定显示的每分钟脉搏跳动次数误差不超过次,则若,则定时器周期⊿不超过秒。若,则定时器周期⊿不超过秒。取,即定时器周期⊿不超过秒。设中断周期为,中断次数为,则为方便计算,取。由于定时器周期⊿不超过秒,即故取。即中断周期为,此时。每分钟脉搏跳动次数,为方便计算,取。脉搏波动频率测量子程序流程图如图所示。其中,中断次数放在中,最后的脉搏波动频率值在中。图脉搏波动频率测量子程序流程图本章小结本章主要介绍了系统的软件设计部分,给出了相应设计模块的设计说明及流程图。置,开始计数是否,是否为上跳沿置,定时器停止工作,置,开始计数加左移,左移﹤加,减结束总结小号宋体,行距磅致谢参考文献张亮脉搏采集系统的研制东北大学,刘继光人体脉搏信号的采集装置沈阳工业大学......”

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