基于单片机的脉搏测量仪设计

论文总字数：12780字

摘 要

脉搏测量仪在日常生活当中已经非常普遍，所有医院基本都配备这样的仪器，适用于家庭的也有很多，在家就可以通过测脉搏来检查自己的身体健康状况。为了提高脉搏测量仪的准确度和方便性，本文设计了一个基于51单片机的脉搏测量仪。系统以STC89C52单片机为控制核心，以光电传感器为测量元件，通过检测手指毛细血管中血液透光性，产生脉冲信号，经过一系列放大、整形、滤波后利用单片机来进行计数，从而测出心率，测量过程中若指示灯均匀闪烁则表示测量值准确，测量结果可以通过数码管进行显示。经过实验测试和误差分析，本系统可以准确的测量人体脉搏，验证了设计的可行性。

关键词：脉搏测量仪,STC89C52单片机,光电传感器,数码管

Abstract: Pulse measuring instrument has been very common in daily life, all hospitals are basically equipped with such instruments, suitable for families also have a lot, at home can be measured by pulse to check their physical health status. In order to improve the accuracy and convenience of pulse measuring instrument, a pulse measuring instrument based on 51 single chip microcomputer is designed in this paper. The system takes STC89C52 single-chip microcomputer as the control core, the photoelectric sensor as the measuring element, by detecting the blood transmittance of the finger capillaries, producing the pulse signal, after a series of amplification, shaping, filtering using a single chip computer to count, so as to measure the heart rate, the measurement process if the indicator light flashes evenly indicates that the measured value is accurate, The measurement results can be displayed through a digital tube. After experimental test and error analysis, the system can accurately measure the pulse of human body and verify the feasibility of the design.

Key words: pulse measuring instrument, STC89C52 Single-chip microcomputer, photoelectric sensor, digital tube

目 录

1 绪论 4

1.1 选题的背景和意义 4

1.2 脉搏测量仪的发展与应用 4

2 总体方案的论证与设计 5

2.1设计概述和总框图 5

2.2主控模块的选型和论证 6

2.3显示模块的选型和论证 6

2.4传感器的选型和论证 6

3 硬件电路设计 7

3.1总体电路设计 7

3.2单片机最小系统设计 7

3.2.1主控模块 8

3.2.2时钟电路 10

3.2.3复位电路 10

3.3 显示模块电路 11

3.4信号采集电路设计 11

3.5传感器简介 12

3.6滤波电路 12

3.7放大整形电路 13

4 软件设计 13

4.1系统软件总体设计 13

4.2 A/D转换流程图 14

4.3数码管显示流程图 15

4.4计算脉搏流程图 16

5 系统调试 17

5.1实物概述与实测 17

5.2误差分析 19

结 论 21

参考文献 22

致 谢 23

附录A 24

附录B: 25

1 绪论

1.1 选题的背景和意义

通过脉搏可以知道人体健康的多方面信息，《脉经》一书大概在三世纪左右就有了记载。相关理论伴随着历史的步伐有了深入研究。脉诊在中医里历史悠久，早就有了十分重要的地位，其中就包含了望、闻、问、切四诊。他在我国传统医学中是一种别致怪异的诊断方式，是中医“整体观念”和“辩证论证”的根基精力的表现与利用。脉诊现在已备受国内外人士的关注，因其特别的诊治方法可以说是“绿色无创”的。但脉诊在实践中也逐渐露出了缺点，尽管中医获取脉搏信息是通过手指，且对于患者来说是安全，方便的。第一，把脉的医生只可以通过手指去体会脉象所携带的信息，不能科学的解释其中的真正的原理。而且不能排除有主观个人臆测因素，这对脉象无法合理化；第二，这类把脉技能要特别仔细的掌握精细的技能；最后，通过记录的数据和观察到的现象去分析得出结论。从而得到合乎逻辑的观点^[1]。把脉有很多的经验化及个人情感因素，这对结果定论有很大的影响。没办法实现脉诊在医学上利用、发展和交换。而今，理应将其传承并加以创新，再和现代科学结合，才能将其推向前沿。

在医院，护士每天给住院的病人把脉并记录每分钟脉搏跳动的数据使用的方法是用手按住病人的脉搏同时记时。大多数时候为了节省时间，只需记录10秒内跳动的次数再乘6倍后就算作1分钟的数据，这样得到的结果是不科学的。为了可以更好的测量脉搏，医学界呈现现了多种相关仪器，从而开拓了一条全新的医学诊断方式。

第一台杠杆式脉搏描记仪在1860年由Vierordt 成功制造，我国在20世纪50年代初在中医脉诊的客观化探索方面利用了由朱颜等人引进的脉搏仪。之后机械行业、电子行业快速进步，海内外也在加快脉象仪的研究进程。大概70年代，国内一些城市也开始成立研究小组，这让其有了一个新的机遇。脉象探头模样形状良多，有单部、三部、单点、多点、刚性或软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等构成，脉象探头的主要原件有应变片、压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF压电薄膜等，以单部单点应变片式为最普遍，不过近年来正在向三部多点式目标前进。除应用在医学方面，在商业方面也有广泛用途。

1.2 脉搏测量仪的发展与应用

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