一種基于單片機(jī)的脈搏儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的脈搏儀，包括:時(shí)鐘電路，用于配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩，為所述單片機(jī)提供運(yùn)行時(shí)鐘；復(fù)位電路，使所述單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)；光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；信號處理電路部，將所述光電傳感電路部生成的電壓信號進(jìn)行濾波、放大和整形；單片機(jī)，根據(jù)所述信號處理電路部處理后的電壓信號得到脈搏頻率。
【專利說明】
一種基于單片機(jī)的脈搏儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及脈搏測量裝置，尤其涉及一種基于單片機(jī)的脈搏測量儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]在21世紀(jì)，人工智能領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，人類社會正迎來由IT時(shí)代向DT時(shí)代的過渡期。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算正處于前所未有的風(fēng)口，得到了長足的發(fā)展。人工智能方面，尤其是涉及醫(yī)療設(shè)備的人工智能收到關(guān)注。人們越來越渴望自己的健康狀況能夠通過智能設(shè)備實(shí)時(shí)直觀地了解，能夠通過測試計(jì)算出自己的慢性病和其他潛在狀況。
[0003]中醫(yī)是我國的偉大實(shí)用新型，而古代的郎中通過脈搏的跳動，便能診斷出病人的身體狀況。脈搏是中醫(yī)辨證的一個(gè)重要依據(jù)，對于分辨疾病的原因，推斷出疾病的變化，識別出病情的真假，判斷出疾病的預(yù)后等，都是具有重要的臨床意義。結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的電子脈搏儀對脈搏頻率的檢測以及疾病的控制，在人們的健康領(lǐng)域有著十分重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于單片機(jī)的脈搏儀，其能夠?qū)崿F(xiàn)對人體脈搏信號的準(zhǔn)確檢測，并且以數(shù)值的形式顯示在液晶顯示屏上。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于單片機(jī)的脈搏儀，包括:
[0007]時(shí)鐘電路，用于配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩，為所述單片機(jī)提供運(yùn)行時(shí)鐘；
[0008]復(fù)位電路，使所述單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)；
[0009]光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；
[0010]信號處理電路部，將所述光電傳感電路部生成的電壓信號進(jìn)行濾波、放大和整形；
[0011]單片機(jī)，根據(jù)所述信號處理電路部處理后的電壓信號得到脈搏頻率；
[0012]顯示電路部，將所述單片機(jī)得到的脈搏頻率進(jìn)行顯示。
[0013]可選的，所述光電傳感電路部包括第四電阻、第五電阻和光電傳感器，其中光電傳感器包括第一發(fā)光二極管和光電二極管，所述第一發(fā)光二極管的陽極電連接所述第四電阻至Vcc電源，所述第一發(fā)光二極管的陰極接地，所述光電二極管的陽極電連接所述第五電阻至Vcc電源，所述第一發(fā)光二極管的陰極接地，所述光電二極管的陽極電連接所述信號處理電路部。
[0014]可選的，所述信號處理電路部包括濾波電路子部和整形放大電路子部，所述濾波電路子部分別與所述光電傳感電路部、整形放大電路子部電連接，所述整形放大電路子部與所述單片機(jī)電連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述濾波電路子部包括第四電容、第五電容、第六電容、第七電阻、第八電阻和第十一電阻，所述第四電容的一端與所述光電傳感電路部電連接，所述第四電容的另一端分別與所述第七電阻和所述第十一電阻的一端連接，所述第十一電阻的另一端接地，所述第七電阻的另一端分別與所述第八電阻和所述第五電容的一端連接，所述第五電容的另一端接地，所述第八電阻的另一端分別與所述第六電容的一端、所述整形放大電路子部電連接，所述第六電容的另一端接地。
[0016]進(jìn)一步地，所述整形放大電路子部包括第十二電阻、第十三電阻、運(yùn)算放大器、第六電阻、第九電阻和第十電阻，所述濾波電路子部與所述運(yùn)算放大器的第一同相輸入端電連接，所述運(yùn)算放大器的第一反相輸入端分別與所述第十二電阻的一端、所述第十三電阻的一端電連接，所述第十三電阻的另一端接地，所述運(yùn)算放大器的第一輸出端分別與所述第十二電阻的另一端、所述運(yùn)算放大器的第二反相輸入端電連接，所述運(yùn)算放大器的第二同相輸入端分別與所述第六電阻的一端、所述第九電阻的一端、所述第十電阻的一端電連接，所述第六電阻的另一端接Vcc電源，所述第十電阻的另一端接地，所述第九電阻的另一端分別與所述運(yùn)算放大器的第二輸出端、所述單片機(jī)電連接。
[0017]可選的，所述脈搏儀包括第二發(fā)光二級管，所述第九電阻的另一端與所述第二發(fā)光二極管的陰極電連接，所述第二發(fā)光二極管的陽極接Vcc電源。
[0018]可選的，所述運(yùn)算放大器的型號為LM358。
[0019]可選的，所述顯示電路子部包括液晶顯示器、第一電阻以及若干上拉電阻，所述單片機(jī)控制所述液晶顯示器的寄存器選擇端、讀寫信號端和使能端的高低電平，所述單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口與所述液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口電連接，所述上拉電阻的一端接Vcc電源，所述上拉電阻的另一端與所述液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口電連接。
[0020]可選的，所述液晶顯示器的型號為IXD1602。
[0021]可選的，所述單片機(jī)的型號為STC89C52。
[0022]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果是:
[0023]信號燈能夠?qū)崟r(shí)顯示脈搏的跳動；
[0024]能夠?qū)崟r(shí)顯示被測者的脈搏頻率值，并在液晶顯示屏上顯示；
[0025]快速準(zhǔn)確測量，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，適于推廣使用。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的脈搏儀的電路框圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的脈搏儀的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡釋。
[0029]參見圖1，一種基于單片機(jī)的脈搏儀，包括:
[0030]時(shí)鐘電路，用于配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩，為單片機(jī)提供運(yùn)行時(shí)鐘；
[0031]復(fù)位電路，使單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)；
[0032]光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；
[0033]信號處理電路部，將光電傳感電路部生成的電壓信號進(jìn)行濾波、放大和整形；
[0034]單片機(jī)，根據(jù)信號處理電路部處理后的電壓信號得到脈搏頻率；
[0035]顯示電路部，將單片機(jī)得到的脈搏頻率進(jìn)行顯示。
[0036]作為一種優(yōu)選方案，單片機(jī)選擇STC89C52。采用51系列的單片機(jī)，該單片機(jī)是一個(gè)高可靠性，超低價(jià)，無法解密，高性能的8位單片機(jī)，32個(gè)1口，且STC系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。
[0037]參見圖2，復(fù)位電路包括第一按鍵S1、第一電容Cl和第二電阻R2，STC89C52單片機(jī)的復(fù)位弓I腳RST分別與第一按鍵SI的一端、第一電容Cl的一端和第二電阻R2的一端電連接，第二電阻R2的另一端接地，第一按鍵SI的另一端和第一電容Cl的另一端接Vcc電源。
[0038]時(shí)鐘電路包括第二電容C2、第三電容C3和第一晶振Y1，STC89C52單片機(jī)的片內(nèi)震蕩電路的輸入端XTALl分別與第二電容C2的一端、第一晶振Yl的一端電連接，STC89C52單片機(jī)的片內(nèi)震蕩電路的輸出端XTAL2分別與第三電容C3的一端、第一晶振Yl的另一端電連接，第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端接地。
[0039]光電傳感電路部包括第四電阻R4、第五電阻R5和ST188光電傳感器，其中ST188光電傳感器包括第一發(fā)光二極管Dl和光電二極管，第一發(fā)光二極管Dl的陽極電連接第四電阻R4至Vcc電源，第一發(fā)光二極管Dl的陰極接地，光電二極管的陽極電連接第五電阻R5至Vcc電源，第一發(fā)光二極管Dl的陰極接地，光電二極管的陽極電連接信號處理電路部。
[0040]可選的，ST188光電傳感器為指套式光電傳感器，測量時(shí)，只需要將ST188光電傳感器套在人手指上，脈搏儀即可顯示人體脈搏頻率。
[0041]作為一種優(yōu)選方案，采用ST188光電傳感器提取人體脈搏信號，人體手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動相對動脈血是十分微弱的，可以忽略，因此可以認(rèn)為光透過手指后的變化僅由動脈血的充盈而引起，那么在恒定波長的光源的照射下，通過檢測透過手指的光強(qiáng)將可以間接測量到人體的脈搏信號。
[0042]信號處理電路部包括濾波電路子部和整形放大電路子部，濾波電路子部分別與光電傳感電路部、整形放大電路子部電連接，整形放大電路子部與STC89C52單片機(jī)電連接。
[0043]濾波電路子部包括第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電阻R7、第八電阻R8和第i^一電阻Rll，第四電容C4的一端與光電傳感電路部電連接，第四電容C4的另一端分別與第七電阻R7和第十一電阻Rll的一端連接，第十一電阻Rll的另一端接地，第七電阻R7的另一端分別與第八電阻R8和第五電容C5的一端連接，第五電容C5的另一端接地，第八電阻R8的另一端分別與第六電容C6的一端、整形放大電路子部電連接，第六電容C6的另一端接地。
[0044]作為一種優(yōu)選方案，濾波電路子部主要用于濾除光電傳感電路部輸出的電壓信號所攜帶的噪聲。
[0045]整形放大電路子部包括第十二電阻R12、第十三電阻R13、集成運(yùn)算放大器、第六電阻R6、第九電阻R9和第十電阻R10，濾波電路子部與集成運(yùn)算放大器的第一同相輸入端IIN+電連接，集成運(yùn)算放大器的第一反相輸入端IIN-分別與第十二電阻R12的一端、第十三電阻R13的一端電連接，第十三電阻R13的另一端接地，集成運(yùn)算放大器的第一輸出端1UT分別與第十二電阻R12的另一端、集成運(yùn)算放大器的第二反相輸入端2IN-電連接，集成運(yùn)算放大器的第二同相輸入端2IN+分別與第六電阻R6的一端、第九電阻R9的一端、第十電阻RlO的一端電連接，第六電阻R6的另一端接Vcc電源，第十電阻RlO的另一端接地，第九電阻R9的另一端分別與集成運(yùn)算放大器的第二輸出端20UT、STC89C52單片機(jī)電連接。
[0046]作為一種優(yōu)選方案，采用LM358集成運(yùn)算放大器。經(jīng)過前述的濾波電路部濾波后的電壓信號仍有低頻干擾，LM358集成運(yùn)算放大器一方面放大該電壓信號，另外一方面通過電壓比較器提高其抗干擾能力。
[0047]脈搏儀包括第二發(fā)光二極管，第九電阻R9的另一端與第二發(fā)光二極管D2的陰極電連接，第二發(fā)光二極管D2的陽極接Vcc電源。第二發(fā)光二極管D2閃爍發(fā)光，用以指示脈搏的狀態(tài)。
[0048]顯示電路子部包括液晶顯示器、第一電阻以及若干上拉電阻，STC89C52單片機(jī)控制液晶顯示器的寄存器選擇端RS、讀寫信號端R/W和使能端E的高低電平，STC89C52單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口 P0.0-P0.7與液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口 D0-D7電連接，上拉電阻的一端接Vcc電源，上拉電阻的另一端與液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口電連接。
[0049]作為一種優(yōu)選方案，液晶顯示器選擇LCD1602。采用IXD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字、圖形，清晰度高，對于本實(shí)施例而言一個(gè)LCD1602即可，價(jià)格也還能接受，需要的接口線較多，但會給調(diào)試帶來諸多方便。
[0050]脈搏儀包括電源，為STC89C52單片機(jī)提供5V電壓。Jl為5V電源的輸出端口。
[0051]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單片機(jī)的脈搏儀，其特征在于，包括: 時(shí)鐘電路，用于配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩，為所述單片機(jī)提供運(yùn)行時(shí)鐘； 復(fù)位電路，使所述單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)； 光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號； 信號處理電路部，將所述光電傳感電路部生成的電壓信號進(jìn)行濾波、放大和整形； 單片機(jī)，根據(jù)所述信號處理電路部處理后的電壓信號得到脈搏頻率； 顯示電路部，將所述單片機(jī)得到的脈搏頻率進(jìn)行顯示。2.如權(quán)利要求1所述的脈搏儀，其特征在于:所述光電傳感電路部包括第四電阻、第五電阻和光電傳感器，其中光電傳感器包括第一發(fā)光二極管和光電二極管，所述第一發(fā)光二極管的陽極電連接所述第四電阻至Vcc電源，所述第一發(fā)光二極管的陰極接地，所述光電二極管的陽極電連接所述第五電阻至Vcc電源，所述第一發(fā)光二極管的陰極接地，所述光電二極管的陽極電連接所述信號處理電路部。3.如權(quán)利要求1所述的脈搏儀，其特征在于:所述信號處理電路部包括濾波電路子部和整形放大電路子部，所述濾波電路子部分別與所述光電傳感電路部、整形放大電路子部電連接，所述整形放大電路子部與所述單片機(jī)電連接。4.如權(quán)利要求3所述的脈搏儀，其特征在于:所述濾波電路子部包括第四電容、第五電容、第六電容、第七電阻、第八電阻和第十一電阻，所述第四電容的一端與所述光電傳感電路部電連接，所述第四電容的另一端分別與所述第七電阻和所述第十一電阻的一端連接，所述第十一電阻的另一端接地，所述第七電阻的另一端分別與所述第八電阻和所述第五電容的一端連接，所述第五電容的另一端接地，所述第八電阻的另一端分別與所述第六電容的一端、所述整形放大電路子部電連接，所述第六電容的另一端接地。5.如權(quán)利要求3所述的脈搏儀，其特征在于:所述整形放大電路子部包括第十二電阻、第十三電阻、運(yùn)算放大器、第六電阻、第九電阻和第十電阻，所述濾波電路子部與所述運(yùn)算放大器的第一同相輸入端電連接，所述運(yùn)算放大器的第一反相輸入端分別與所述第十二電阻的一端、所述第十三電阻的一端電連接，所述第十三電阻的另一端接地，所述運(yùn)算放大器的第一輸出端分別與所述第十二電阻的另一端、所述運(yùn)算放大器的第二反相輸入端電連接，所述運(yùn)算放大器的第二同相輸入端分別與所述第六電阻的一端、所述第九電阻的一端、所述第十電阻的一端電連接，所述第六電阻的另一端接Vcc電源，所述第十電阻的另一端接地，所述第九電阻的另一端分別與所述運(yùn)算放大器的第二輸出端、所述單片機(jī)電連接。6.如權(quán)利要求5所述的脈搏儀，其特征在于:包括第二發(fā)光二級管，所述第九電阻的另一端與所述第二發(fā)光二極管的陰極電連接，所述第二發(fā)光二極管的陽極接Vcc電源。7.如權(quán)利要求5所述的脈搏儀，其特征在于:所述運(yùn)算放大器的型號為LM358。8.如權(quán)利要求1所述的脈搏儀，其特征在于:所述顯示電路子部包括液晶顯示器、第一電阻以及若干上拉電阻，所述單片機(jī)控制所述液晶顯示器的寄存器選擇端、讀寫信號端和使能端的高低電平，所述單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口與所述液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口電連接，所述上拉電阻的一端接Vcc電源，所述上拉電阻的另一端與所述液晶顯示器的數(shù)據(jù)線端口電連接。9.如權(quán)利要求8所述的脈搏儀，其特征在于:所述液晶顯示器的型號為IXD1602。10.如權(quán)利要求1所述的脈搏儀，其特征在于:所述單片機(jī)的型號為STC89C52。
【文檔編號】A61B5/02GK205697732SQ201620406225
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】趙展, 魏雯, 卜樹坡, 孫嵐, 翟紅
【申請人】蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院