脉搏波检测系统电路设计报告

脉搏测试仪设计报告摘要：本系统以ST12C5A60S2单片机为核心，利用红外线发射二极管和接收二极管作为信号检测传感器，通过LM324信号放大电路，最终使用四位一体数码管作为显示器件。

系统利用红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。

由此来对人体心率的数据进行测量。

关键词：ST12C5A60S2、红外线发射二极管、接收二极管、LM324、MY3641AHAbstract：The system is based on the ST12C5A60S2 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and receive diode as sensor, signal amplifier circuit with LM324 as the core device, with 2MY3641AH four in one as a digital control display device. Through infrared to control the human beating heart vascular blood saturation degree of change will cause the light intensity changes, the infrared receiving diode current also change, resulting in the infrared emission tube output pulse signal, after which is composed of LM3243stage amplifying circuit amplifies the pulse signal is transmitted to the single chip microcomputer, signal processing, finally the data sent to the digital tube display. According to the data measured on human heart rate.Key words: ST12C5A60S2, infrared emitting diode, receiving diode, LM324, MY3641AH目录1. 设计目标2. 设计总体框图一、系统方案论证二、理论分析与计算三、电路与程序设计3.1 硬件电路设计3.1.1 控制器ST12C5A60S23.1.2 信号采集电路3.1.3 信号放大、整形电路3.1.4 单片机处理电路3.1.5 数码显示电路3.2 软件程序设计3.2.1 主程序流程3.2.2 定时器中断程序流程3.2.3 INT中断程序流程3.2.4 显示程序流程四、系统测试结果分析1．测试使用的仪器设备2．测试方法3．测试数据4．测试结果分析五、心得体会六、参考资料附录1：硬件设计图1. 设计目标1） 设计一个脉搏测试仪；2） 能显示30~300次的脉搏跳懂次数； 3） 能绘制出测试变化波形。

目录一已知参数和设计要求 (1)1.1 基本要求 (2)1.2 发挥部分 (2)1.3 课程设计工作计划 (2)1.4 学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课 (2)二设计方案 (2)2.1 设计原理： (2)2.2 系统原理框图： (3)2.3单元电路设计 (3)2.3.1放大电路 (3)2.3.2 滤波电路 (4)2.3.3整形电路 (4)2.3.4 LM234引脚图 (5)2.3.5数显电路 (6)2.3.6单片机和报警电路 (6)2.3.7单片机程序设计流程图： (7)2.4总电路图 (10)三心得体会 (11)四参考文献 (12)一、已知参数和设计要求设计一个脉搏跳动测量电路。

设计参数：脉搏跳动传感器为模拟信号:5--50mv,噪声信号小于20mv。

要求1、基本要求：（1）电压比较用施密特触发器；（2）显示每分钟跳动值；（3）循环显示，每隔10s刷新一次，显示前一分钟的心跳次数，显示最小位为1次。

（4）每分钟跳动小于60、大于130时进行声光报警；正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。

2、发挥部分：选定传感器；判断测量范围中的异常。

3、课程设计工作计划：第一周完成资料查询、总体方案设计及部分电路设计；第二周完成具体电路设计及设计报告4、学生应完成的工作：（1）完成基本设计要求；（2）完成课程设计报告。

二、设计方案1、设计原理：电路由传感器模拟信号、信号放大电路、滤波电路、整形电路、单片机电路、数码显示电路和报警电路等六部分组成。

传感器模拟信号经过信号放大电路进行放大，再由一个二阶压控有源低通滤波器滤掉信号中的噪声信号，然后信号经过有555定时器构成的施密特触发器对信号波形进行整形后输入到单片机中，单片机采用8051单片机，在单片机中对信号计数，然后输出到数显电路和报警电路。

数显电路显示每分钟跳动数，报警电路对于正常心跳次数时蜂鸣器不响，绿灯亮；非正常心跳次数时蜂鸣器响，红灯亮。

人体脉搏波检测电路设计报告精82 蔡暻煊20080105352010/9/13目录一、综述 (4)1.课题背景 (4)2.实验任务 (5)3.实验预期目标 (5)二、总体方案设计 (5)三、电路设计 (6)1.时钟信号产生 (6)2.倍频电路 (7)3.计数信号产生 (8)4.计数电路 (8)5.显示电路 (9)6.清零信号的产生 (10)四、电路整体工作原理 (12)1.整体电路图 (12)2.工作流程简述 (13)五、实验数据分析 (13)六、总结与改进方案 (14)1.实习过程中的难点 (14)2.仍然存在的问题 (14)3.实习收获与感想 (15)4.改进方案 (15)1)使用数字器件 (15)2)使用单片机 (16)七、附录 (16)1.器件汇总（数字电路部分） (16)2.芯片管脚图汇总（数字电路部分） (17)3.实际电路照片 (19)八、参考文献 (23)一、综述1.课题背景1) 光电容积法测量脉搏的发展背景人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张, 使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播, 这种波称为脉搏波。

脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。

传统的脉搏测量采用脉诊方式, 中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用, 但是受人为的影响因素较大, 测量精度不高。

无创测量(Noninvasive Measurements) 又称非侵入式测量或间接测量, 其重要特征是测量的探测部分不侵入机体, 不造成机体创伤, 通常在体外, 尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。

生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。

光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器, 通过对手指末端透光度的监测, 间接检测出脉搏信号。

光电式脉搏传感器具有结构简单、无损伤、可重复性好等优点。

五邑大学电子系统设计报告题目：便携式脉搏检测仪院系信息工程学院专业电子信息工程学号AP0905112学生姓名黄莞杰指导教师张京玲一、题目的要求和意义 (3)1、目的 (3)2、意义 (3)3、要求 (3)二、方案论证 (3)1、全部用模拟电路实现。

(3)2、用数字电路实现。

(3)3、用单片机实现。

(3)三、设计 (3)1、系统组成框图如下： (3)2、放大整形的总电路： (4)3、放大的单元电路： (4)1）、信号采集 (4)2）、一级放大电路： (5)3）、二阶低通滤波： (6)4)、二级放大： (6)5)、后级放大： (7)4、整形电路： (8)5、单片机和液晶显示电路： (8)四、程序 (9)五、噪声处理及注意事项 (10)六、电路性能测试与结果分析 (10)1、整个放大电路的传递函数为： (10)2、采集到的信号经过滤波放大后的波形图： (11)七、调试过程遇到的问题与解决的方法 (11)八、课程设计体会 (12)九、参考文献 (12)便携式脉搏检测仪一、题目的要求和意义1、目的1）、通过对电子技术的综合运用，使和学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。

2）、初步掌握一般电子电路设计的方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。

3）、培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。

对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实验中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。

2、意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息，为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号。

3、要求1）、心率信号由传感器(例如光电传感器) 模块进行采集。

2）、采集后的信号经过放大和滤波（特别滤除50HZ信号的干扰），进行整形后，得到幅值在0~5v的脉冲信号。

3）、可选用单片机进行心率测定，在液晶上显示出被测者心率。

脉搏采集放大电路设计报告
内容简要：人体脉搏计的设计是基于传感器，放大电路，显示电路等基础电路的基础上，实现对人体脉搏的精确测量。

其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。

具体的各部分电路接下来将介绍。

传感器信号：传感器采用了红外光电转换器，作用是通过红外光照射人的手指
的血脉流动情况，把脉搏跳动转换为电信号。

放大电路：由于人体脉搏跳动经过传感器后的初始信号电压值很小，所以利用反相放大器将采集的电压信号放大约50倍。

又因为该信号不规则，将接入有源滤波电路，对电路进行低通滤波的同时，再次将电压信号放大1.6倍左右。

该电路使信号得到80倍的放大，充分的放大方便了后面的工作电路。

整形电路：本电路旨在采用滞回电压比较器对前面放大以后的信号进行整形，使信号更规则，最终输出矩形信号。

倍频电路：倍频电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频处理，以便在15s内测出1min内的人体脉搏跳动次数，从而缩短测量时间，以提高诊断效率。

基准时间产生电路：基准时间产生电路的功能是产生一个周期为30s（即脉冲宽度为15s）的脉冲信号，以控制在15s内完成一分钟的测量任务。

具体各部分是由555定时器产生一个周期为0.5秒的脉冲信号，然后用一个D触发器进行二分频得到周期为1s的脉冲信号。

再经过由74LS161构成的十五进制计数器，进行十五分频，再经D触发器二分频，产生一个周期为30s的方波，即一个脉
宽为15s的脉冲信号。

脉搏测试仪工作原理本设计采用单片机AT89C51为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。

脉搏测量仪硬件框图如下图2.1 所示：图 2.1 脉搏测量仪的工作原理当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。

由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。

该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。

单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到液晶显示。

光电传感器的原理根据朗伯一比尔(Lamber —Beer)定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比。

当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减外部中断信号光电传感器 低通放大器 比较器和振荡器单片机 AT89C51数码显示电路 外部晶振后，测量到的光强将在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征[7]。

脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。

手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织，其中非血液组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的，可以忽略。

因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的光源照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号[7]。

光电传感器的结构传感器由红外发光二级管和红外接收三极管组成。

采用GaAs红外发光二极管作为光源时，可基本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。

红外接收三极管在红外光的照射下能产生电能，它的特性是将光信号转换为电信号。

在本设计中，红外接收三极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。

光电脉搏信号检测电路设计生物医学工程１班－唐维－3004202327摘要：系统采用硅光电池做为光电效应手指脉搏传感器识取脉搏信号。

信号经放大后采用低通放大器克服干扰。

关键词：脉搏测量放大器二阶低通一、前言脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。

随着科学技术的发展，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。

利用血液是高度不透明的液体,光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点, 可通过传感器对脉搏信号进行检测,这种技术具有先进性、实用性和稳定性,同时也是生物医学工程领域的发展方向。

本文将详细介绍一种光传导式的脉搏信号检测电路，并说明所涉及到的问题和方法。

二、系统设计1 系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。

2 设计思想（1）传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化（当心脏收缩时，微血管容积增大；当心脏舒张时,微血管容积减少），当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。

（2）按正常人脉搏数为60~80次/min ，老人为100~150次/min ，在运动后最高跳动次数为240次/ min 设计低通放大器。

5Hz 以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。

（3）测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz 干扰。

沈阳航空航天大学
课程设计
（说明书）
数字式脉搏检测器电路设计
班级
学号
学生姓名
指导教师张晓新
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称电子技术综合课程设计
课程设计题目数字式脉搏检测器电路设计
课程设计的内容及要求：
设计数字脉搏检测电路，可以对人的脉搏进行测量，能够显示一分钟的脉搏次数，当一分钟到时能够在数码管上静止显示脉搏数，下次测量时需要有开始键控制清零并重新计数。

一、设计说明与技术指标
①用七段数码管显示时间和脉搏次数。

②脉搏信号采用信号源仿真，输入信号范围50Hz-100Hz,幅度2mV正弦波。

③此系统工作电压为交流220V；需要将交流电转换成低压直流电为芯片供电。

二、设计要求
1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。

3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。

三、实验要求
1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。

2．进行实验数据处理和分析。

四、推荐参考资料
1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2014年
五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表：
指导教师签字：
年月日。

电子脉搏计电路设计一、设计任务与要求为提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新以及独立工作、团队合作的能力，通过实践制作一个数字频率计，学会合理的利用集成电子器件制作基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。

电子脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。

它是用来测量频率较低的小信号。

要求：(1)实现在1min内测量脉搏数；(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示；(3)测量误差小于±4次/min。

二、原理电路设计正常人的脉搏次数是每分钟60～80次（婴儿为90～140次,老年人则为100～150次), 这种频率信号属于低频范畴.因此,脉搏计的用来测量低频信号的装置,它的基本功能要求应该是:（1）.要把人体的脉搏数(振动)转换成电信号,这就需要借助传感器。

（2）.对转换后的电信号要进行放大和整形处理，以保证其它电路能正常加工和处理。

（3）.在很短的时间（若干秒）内，测出经放大后的电信号频率值。

总之，脉搏计的核心是要对低频信号在固定的短时间计数，最后以数字形式显示出来。

可见，脉搏计的主要组成部分是计数器和数字显示器。

1 .设计方案比较脉搏计的上述功能要求，可采用两个不同的方案来实现：1）.把转换为电信号的脉搏信号，在单位时间内（一分钟或半分钟）进行计数，并用数字显示其计数值，从而直接得到每分钟的脉搏数。

2）.测量脉搏跳动固定次数（比如5次，10次）所需的时间，然后转换为没分钟的脉搏数。

这两种方案比较起来，第一种更直观，所需的电路结构更简单些；第二种方案的测量误差比较小，但实现起来电路要复杂些。

为了使脉搏计轻巧而便宜，通常采用第一种方案。

本文进行的设计就基于这一方案。

下图为选用方案的方框图：此电路需达到如下要求：（1）设计一个数字脉搏计，要求用十进制数字显示被测人体脉搏每分钟跳动次数，测量范围30~160次/min 。

（2）短时间内（5~15s ）测出每分钟的脉搏跳动次数，误差为±4次/min 。

光电脉搏测量电路测试报告整个系统准备用四节1.5v 干电池供电，运放采用lm324，下面是其性能参数： LM324LM324四运放放大器是内含四个特性近似相同的高增益、内补偿放大器的单电源（也可以是双电源）运算放大器。

电路可以在+5V 或+15V 下工作，功耗低，每个运放静态功耗约0.8mA ，但驱动电流可达40 mA 。

LM324主要参数电压增益 100dB 单位增益带宽 1MHz 单电源工作范围 3V----30VDC 每个运放功耗（V+=5V 时） 1mV/op.Amp 输入失调电压 2mV （最大值7mV ）输入偏置电流 50nA----150 nA 输入失调电流 5nA----50 nA 输入共模电压范围 0----V+-1.5VDC （单电源时） V- ----V+-1.5VDC （双电源时）输出电压幅度 0----V+-1.5VDC （单电源时）输出电流 40mA 放大器间隔离度 -120dB （f0:1kHz----20kHz ）4.单元电路1．光发射电路：本电路的依据是电压电流转化电路，所以为了LED 能够稳定的工作，在输入部分放了一个稳压管从而提供稳定电压，使得发光二极管能得到较稳定的电流。

以1N4678为稳压器件，在Vi ＝3V 的情况下，为得到1.8V 的稳压输出，则需要串联R2＝300Ω。

又因为实验室中的发光二极管在20mA 左右，所以I ＝1.8/R1，计算出R1＝900Ω。

2．光电转换VoViR2R1此电路是以电流电压转换电路为基础设计出来的。

电路特点：光电二极管输出短路电流与输出光强有良好的线性关系。

反馈电路为一个一阶低通滤波器，在放大的同时可以进行滤波，这样有效的抑制工频干扰。

右图相对左图加了一个RC 回路，这是因为光电池的电流非常小，运放偏置电流可能会对其造成影响，故设计成右图。

以提高电路可靠性。

我使用的光电池是2DU-34,经测量光电流在普通台灯照射下只能达到0.1μA 左右。

综合实训报告2014 — 2015学年第1 学期实训名称：便携式人体脉搏信号检测系统设计指导教师：学院：电气工程及其自动化学院班级：姓名：学号：2014 年10 月17 日便携式人体脉搏信号检测系统设计一．综合实训的主要内容设计一种人体脉搏信号检测系统，使得系统能够采集人体脉搏信号，并对信号进行处理，分析每分钟脉搏次数及其他生理指标。

人体脉搏信号检测系统能够通过USB端口与PC机通讯，并在PC机上对采集数据进行处理，并显示每分钟脉搏跳动的次数和脉搏波形。

二．硬件方案设计HK-2000B脉搏传感器：HK-2000B集成化脉搏传感器将力敏组件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。

具有灵敏度高、抗干扰能力强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。

压电式原理采集信号，能够输出完整的脉搏波电压信号。

它的输出是和脉压对应的0~1.0v 脉动模拟电压信号。

AD/DA转换器PCF8951：8位AD/DA转换器。

PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。

它具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。

PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I²C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。

在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I²C总线以串行的方式进行传输。

PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。

PCF8591的最大转化速率由I²C总线的最大速率决定。

STC89C52单片机：与51指令兼容。

通用型，有总线扩展和较强的位处理功能，其全双工异步串行通信口，所以具有串口通讯功能。

作为数据采集和传输的控制器。

RS232转USB芯片PL2303：PL2303 是Prolific 公司生产的一种高度集成的RS232-USB 接口转换器，可提供一个RS232 全双工异步串行通信装置与USB 功能接口便利联接的解决方案。

数显脉搏测试仪电路设计摘要随着现代电子技术的迅速发展，各种电子产品应运而生，因此，人们应用的电子产品层出不穷。

作为人们普遍应用的数显脉搏测试仪，是许多电子产品的雏形，如果加以改进和适当的改装就可以变成许多有实际应用的电子产品，特别是在医学设备方面，交通运输的检测方面，电路的维修方面以及其他的方方面面。

本课题是利用CD4011、CD4553、CD4511、CD4060以及其他相关元器件设计一个数显脉搏测试仪，去检测脉搏在规定时间内的跳动次数。

通过压电陶瓷片YD送来的反应脉搏跳动的电信号经CD4011逐级放大，整形成方波信号，输入到三位BCD计数器CD4553的时钟输入端，经CD4553进行计数，把CD4553的输出端接到译码器CD4511，CD4511与三个数码管连接。

另外，通过CD4060计数器控制计数的时间，设置时间为一分钟，这样就可以通过数码管显示一分钟内脉搏测试仪的跳动次数。

关键字：数显脉搏测试仪、CD4011、CD4553、CD4511、CD4060目录1绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)2相关集成电路的引脚图及功能介绍 (2)2.1三位BCD计数器CD4553 (2)2.1.1 CD4553的功能特性 (2)2.1.2 CD4553的引脚排列图及功能说明 (2)2.214级进位二进制计数器/分频器/振荡器CD4060 (4)2.2.1 CD4060的功能特性 (4)2.2.2 CD4060的引脚排列图及各引脚介绍 (4)2.3BCD－七段锁存器式译码器CD4511 (5)2.3.1CD4511的功能特性 (5)2.3.2 CD4511的引脚排列图及功能介绍 (5)3 数显脉搏测试仪电路设计 (7)3.1数显脉搏测试仪电路设计的原理图 (7)3.2数显脉搏测试仪电路的原理介绍 (8)总结 (10)致谢 (11)参考文献 (12)1绪论1.1课题描述随着电子技术的飞速发展，特别是大规模集成电路的迅速出现，给电子方面的发展带来了重大飞跃。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过设计并实现一个基于ATmega8微控制器的脉搏测量与显示系统，验证脉搏测量技术的可行性和实用性，并探索其在实际应用中的潜在价值。

实验过程中，我们对脉搏信号的采集、处理、显示以及存储等环节进行了深入研究，取得了以下结论。

二、实验方法1. 硬件组成：实验中使用了ATmega8微控制器、LCD1602显示器、DS1302时钟芯片、AT24C02存储芯片、蜂鸣器、按键以及脉搏测量电路等。

2. 系统设计：采用模块化设计方法，将脉搏测量、显示、报警和数据存储等功能模块进行集成，形成一个完整的脉搏测量与显示系统。

3. 脉搏信号采集：利用脉搏测量电路将人体脉搏信号转换为电信号，通过ATmega8微控制器进行采样和处理。

4. 脉搏信号处理：对采集到的脉搏信号进行滤波、放大、去噪等处理，提取脉搏信号的频率和幅度信息。

5. 显示与报警：将处理后的脉搏信号在LCD1602显示器上实时显示，并根据设定的上下限值判断是否触发报警。

6. 数据存储：利用AT24C02存储芯片将测量数据、设定的上下限值以及报警状态等信息进行存储，实现数据的掉电保护。

三、实验结果与分析1. 脉搏信号采集：实验中成功采集到人体脉搏信号，并进行了有效处理，提取出脉搏信号的频率和幅度信息。

2. 显示与报警：系统实时显示脉搏测量结果，并根据设定的上下限值判断是否触发报警。

实验结果表明，系统对脉搏信号的检测和报警功能均达到了预期效果。

3. 数据存储：实验过程中，成功将测量数据、设定的上下限值以及报警状态等信息存储在AT24C02芯片中，实现了数据的掉电保护。

4. 实验误差分析：实验过程中，脉搏信号的采集和处理过程中可能存在一定的误差。

通过对实验数据进行统计分析，得出以下结论：（1）脉搏信号采集误差：主要受脉搏测量电路性能和人体脉搏信号波动的影响，误差范围在±5%以内。

（2）脉搏信号处理误差：主要受滤波、放大、去噪等处理环节的影响，误差范围在±3%以内。

医用电子设计报告光电脉搏信号检测电路一、设计目的与意义脉搏的概念：脉搏的广义内容包括心尖搏动波、动脉波和静脉波。

其共同特点是频率甚低。

动脉脉搏为一般所说的脉搏，由心脏节律性地收缩和舒张引起主动脉中的容积和压力发生改变，从而使动脉管壁出现振动而产生的。

脉搏产生后沿管壁向全身动脉传播，在身体浅表有动脉通过的部位，都可触摸到脉搏。

所以动脉波的测量相对来说比较方便。

正常动脉波形如图。

它由以下几个部分组成。

上升支：在心室快速射血期，动脉血压迅速上升，管壁被扩张，形成脉搏波形中的上升支；下降支：心室射血的后期。

射血速度减慢，进入主动脉的血量少于由主动脉流向外周的血量，故被扩张的大动脉开始回缩，动脉血压逐渐降低，形成脉搏波形中下降支的前段。

随后，心室舒张，动脉血压继续下降，形成下降支的其余部分。

因为心室舒张时室内压下降，主动脉内的血液向心室方向返流。

这一返流使主动脉瓣很快关闭。

返流的血液使主动脉根部的容积增大，并且受到闭合的主动脉瓣阻挡，发生一个返折波，因此在降中峡的后面形成一个短暂的向上的小波，称为降中波。

老年人或者高血压病人由于血管顺应性较差，所以降中波不明显或者消失。

血管弹性不良而硬化时，上升及下降段也均呈陡峭状。

脉搏能反映心血管系统多方面的状态，如心跳的频率和节律、心脏的收缩力、血管充盈度、动脉管壁的弹性等等。

所以脉搏的测定是一项重要的临床检查顶目。

中医更将扪脉作为诊治疾病的主要方法。

在中医现代化研究中，对脉搏的分析更为细致，可以分辨出迟脉、数脉、代脉、浮脉、弦脉、滑脉和涩脉等等。

其中有以频率之不同而区分的（如迟脉、数脉），有以节律区分的（如结脉、代脉），有以深浅和形态区分的（如弦脉、滑脉、涩脉）等。

这就要求在设计脉搏传感器时，要对其灵敏度、频响、拾取信号的方向等作认真的考虑。

二、系统设计光电转换器的设计：①原理：利用光电池的光生电流大小与被测光的照度成正比的特性，用光电池作为光电变换器件。

生物体组织对波长大于600nm 的红光和近红外光线吸收的较少，透过较多。

光电脉搏检测电路设计报告报告人：陈云指导教师：李刚2007年1月12日目录1.系统设计 (3)1.1设计目的 (3)1.2整体电路 (4)2.单元电路设计 (4)2.1光发射电路 (4)2.2光电转换电路 (5)2.3前级放大 (5)2.4滤波电路 (6)2.5后级放大 (6)3.系统测试 (6)3.1测试仪器 (7)3.2单元电路测试 (7)3.3系统整体测试 (9)4.总结 (9)参考文献 (9)光电脉搏检测电路摘要：本电路由光电池、LM324等构成，实现对光电脉搏信号的提取和放大。

采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。

整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰，提高脉搏测量精度。

在实验测试过程中，采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量，得到比较理想的脉搏波形，为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。

1．系统设计1．1设计目的1．近年来，随着生活水平的不断提高，人民对健康的观念和医疗的认识也在发生着变化，开始从单纯对疾病的治疗，逐渐转向积极预防和促进健康。

而现在社会的快节奏和高压力引起的“亚健康状态”人群的增加使得人们开始越来越注重家庭医疗保健和体育锻炼。

脉搏波中包含有丰富的人体生理信号，因此脉搏波的监测在医疗保健和体育锻炼监测中都有重要的意义和广泛的应用。

2．通过亲自动手设计分析制作电路，能让我们从质上对从人体上如何取得医学信号及怎样处理有了一定的了解。

系统组成框图如下：1．2整体电路2．单元电路设计根据设计思路将整体电路分成五大模块介绍。

光发射电路、光电转换电路、前级放大、滤波电路及后级放大。

2．1光发射电路光发射电路采用了常见恒流源电路，通过稳压管使流过R1的电流为一定值，进而保证流过LED的电流为恒定值。

电路参数如下：（以下参数均是结合实验室现有元件取用，与理论上有些误差）稳压管：2V三级管：8050LED：850nmR1：65Ω(20mA)R2：390Ω(5~10mA)2．2光电转换电路光电转换电路采用了电流转电压型电路，根据米勒定律光电池的负载电阻为R=Rf/(A+1)。

脉搏测试仪设计1、设计目的〔1〕熟悉脉搏测试仪的电路组成，工作原理和设计方法；〔2〕加深对电子电路的掌握，学会基于模拟电路的课程设计。

2、设计任务脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成局部。

它是用来测量频率较低的小信号〔传感器输出电压一般为几毫伏〕。

具体要求：〔1〕实现在30~60秒测量1分钟的脉搏数。

正常人脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min〔2〕用传感器将脉搏跳动的转换为电压信号并放大整形和滤波。

〔3〕测试误差不小于2/min。

3、设计要求〔1〕合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图〔运用Multisim电路仿真软件〕；〔2〕选择常用的电器元件〔说明电器元件选择的过程和依据〕；(3) 对电路进展局部或整体仿真分析；〔4〕按照规要求，按时提交课程设计报告，并完成相应辩论。

4、参考资料〔l〕立主编. 电工学实验指导. ：高等教育，2005〔2〕高桔祥主编. 电子技术根底实验与课程设计. ：电子工业，2004〔3〕云，等编著.现代电子技术实践课程指导.：机械工业，2003目录一、设计要求3二、设计的作用、目的3三、设计的具体表达41、系统概述42、单元电路设计、仿真与分析5四、心得体会及建议17五、附录19六、参考文献20脉搏测试仪设计报告一、设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成局部。

它是用来测量频率较低的小信号〔传感器输出电压一般为几毫伏〕。

具体要求：1、实现在30~60秒测量1分钟的脉搏数。

正常人脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。

2、用传感器将脉搏跳的动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。

3、测试误差不小于2/min。

二、设计的作用、目的脉搏是常见的生理现象，是心脏和血管状态等重要的生理信息的外在反映；因此，脉搏测量不仅为血压测量、血流测量及其他生理检测提供了生理参考信息，而且脉搏波本身也能给出许多有诊断价值的信息。

频分双波长光电脉搏检测电路设计报告
1.设计背景
人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，对临床诊断具有重大的意义。

以前脉搏波的测量是靠把脉，只能粗略估计血压和计算心率，又慢又不方便。

而光电法是一种简便有效的无创测量方法，但检测的信号常会受到背景光的干扰，对后级信号处理带来较大的不便。

本文利用光电效应设计了一个人体脉搏检测电路，能基本去除外界噪音影响，并在示波器上呈现出放大后的人体脉搏波。

对临床诊断有一定的帮助。

2.总体方案设计
用ICL8038集成函数发生器产生正弦波。

将正弦波输入血氧探头。

将血氧探头夹在人的手指上，探头会将发射到人手指上的红光和红外光用光电传感器接收并转化为2个电信号，即脉搏波，并且2个信号会调制到2个正弦信号的幅值上，最后从探头内输出。

输出的信号会分别经过带通滤波器，过滤信号外的噪声。

之后，信号分别经过前置放大电路，然后经过整流后进入各自的包络解调电路，将脉搏波从载波中解调出来。

最后将解调出的信号进行二次滤波后，分别输入两个级联的运放，进行信号放大。

最后输出到示波器。

3.方案中的各个单元电路设计
3.1脉搏波信号的检测、接收和调制，通过血氧探头完成，输入探头的2个正弦信号由函数发生
器产生
3.2探头输出的信号为调幅信，通过带通滤波器滤出，输出为滤波后的调制的信号
3.3使用一个仪用放大器将信号放大
3.4使用全波精密整流电路对放大后信号整流
3.5使用包络解调，得到脉搏波信号
3.6将脉搏波信号再次滤波
3.7将从滤波器输出的信号输入运放，级联放大，得到放大后的脉搏波信号。

光电脉搏检测电路设计报告脉搏波的概述1.脉搏波的定义脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。

当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。

这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。

2.脉搏信息血液在人体内循环流动过程中, 经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。

脉搏波不仅受到心脏状况的影响, 同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。

所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。

3.脉搏测量的意义脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象, 包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。

人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。

人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。

通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息, 可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势, 如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变, 而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件, 脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现, 通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。

同时脉搏测量还为血压测量, 血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。

设计目的与意义❖目的应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息❖意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息, 为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号系统设计1.测量信号的特征❖人体信息本身具有不稳定性、非线性和概率特性。

压力脉搏波测量电路设计报告生物医学工程1班3012202315吴芸帆一．脉搏波及其测量简介。

脉搏波：心脏收缩时，有血液进入原已充满血液的动脉中使得该处血管壁扩张；心脏停止收缩时，原来扩张的血管也随之收缩，并驱动血液向前流动，从而又使前面的血管壁扩张。

由于此过程类似于波在介质中的传播。

心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一，其病理状态能在脉搏波波形和波速度上表现出来。

通过对脉搏波的测量，能得到很多有用的生理参数，从而能及时发现病情，给予有效的控制和治疗。

临床上，采集桡动脉处的脉搏波，主要因为此部位容易暴露，组织结构好，容易得到精确的脉搏信号。

假定动脉管为薄壁弹性圆柱管，其壁厚与直径相比可忽略不计，血液均匀的作用在管壁上，其压强为，血管底部受骨骼支撑，传感器，表皮，血管及骨头之间无摩擦，脉搏压力传感器对血管施加一定的压力，使一部分血管壁呈扁平状态，但并不造成血管闭塞，再假定传感器与血管壁之间的表皮厚度相对于血管直径可以忽略不计，如图一所示。

传感器与动脉管壁之间力的作用关系可以用图2中的理想模型来表示，其中P1代表体表动脉血管内的血压，F代表传感器测量得到的压力，血管壁近似为理想薄膜。

从血管的受力分析可知，在该状态下,理想薄膜所受张力方向与传感器表面平行，因此不产生任何弯矩。

从图中可以看到，压力矢量F方向与张力T方向相互垂直，因此F与T相互独立，F的大小仅取决于动脉压P1和血管扁平区域面积A： F=P1*A（1）在F一定的状态下，通常可认为血管扁平区域面积A恒定，由式（1）可知，此时传感器检测到的压力F与动脉压P1成正比，在一个心动周期内，血压P1随时间变化的波形与传感器检测到的压力F随时间变化的波形相似。

因此可把传感器压力F随时间变化的波形近似认为是动脉压随时间变化的波形。

再通过后续电路的处理可以得到较为理想的脉搏波波形。

图3 脉搏波波形二．设计要求。

1.输出摆幅＞2.5V （采用单片机采集时动态范围≥28）2.频带：0.5～20Hz 。