脉搏测量器的设计与实现【字数：12058】
摘 要从古至今，脉诊是诊断疾病的一种方式。通过脉搏的检测，可以了解到一些生理疾病的血理特征，从而对身体健康进行一系类的评估[1]。而在如今这个快速发展的时代，大部分的数字检测仪器都朝着自动化、数字化的方向发展，脉搏测量器的出现正好顺应时代发展。它不仅轻小携带方便，而且性能更加精确，具有良好的市场推广价值[2]。本文在研究脉搏测量器问题上，摒弃了中医摸脉测量的传统方法，引入了数字自动化的脉搏测量器。设计是以STC单片机为核心的基础上扩展，由光电传感器转换成电信号，经过滤波放大信号后，单片机通过中断服务对脉搏电信号进行累加从而求出脉率，采样心率时间由定时器决定。系统可以设置脉搏的上下限次数，当脉搏超出测量范围则驱动蜂鸣器报警提醒，除此以外，还可以通过串口将数据传输至无线移动端，将报警信息发送至指定手机短信上，这样能够更方便地检测到脉率并且可以实时监控。
Key Word:Pulse diagnosis;singlechip; photoelectric sensor;Amplification filtering;Wireless mobile 目录
1 绪论 1
1.1课题研究的意义与背景 1
1.2 脉搏测量器的发展现状与趋势 1
1.3 课题研究的主要内容及工作安排 2
2 系统方案的设计 3
2.1脉搏测量器系统概述 3
2.2硬件选型 4
2.2.1主控模块的选型 4
2.2.2显示屏的选型 5
2.2.3传感器的选型 5
3 系统硬件设计方案 6
3.1硬件设计方案 6
3.2系统原理图 6
3.2.1主控模块STC89C52单片机 6
3.2.2 LCD1602液晶屏 7
3.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口 8
3.2.4报警按键部分与STC89C52的接口 9
3.2.5电信息采集电路 10
3.2.6 GSM模块 12
3.3元器件清单 13
4 系统软件的设计 14
4.1编程工具软件简介 14
4.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1 Keil集成开发环境 14
4.1.2应用软件Proteus进行仿真 15
4.2流程图设计 18
4.3程序设计 19
5 系统程序调试与分析 24
5.1软件调试 24
5.2硬件调试 24
5.3系统检测 25
5.4系统误差分析 27
6 总结 28
7 致谢 29
参考文献 30
附录 31
1 绪论
1.1课题研究的意义与背景
脉率就是指动脉搏动的概率，通过对人的脉搏进行测量，能够相对直接反映出人体内部许多生理疾病的明显特征[3]。一些疾病的临床症状的出现往往是晚于脉搏生理性能的变化特征，因此，通过对脉搏的检查就能够快速对一些血管疾病的病变进行预测，历来在医院进行临床诊断以及治疗的方案大都是根据脉搏中的血流病理信息来预估的。在如今社会中，脉诊仍旧是中医用来诊断疾病的主要方式，从古至今未曾流失过，心跳的速度、波形、周期和幅度等全方位综合信息都可以从人体内部的脉搏信号得知。虽然这些生理信号强度相对而言很微弱并且存在自身人体当中，在喧闹的环境中生理效果不明显，导致得到的病理结果欠佳。而且脉诊测量方式本质是具有主观性的，很大程度上影响了主观判断性，成为中医脉诊与现代化结合发展的制约因素。好在当今社会中，大部分电子测量仪器中已朝着智能自动化方向发展。数字自动化脉冲测量器不仅性能好，携带方便，而且具有很好的实用推广价值[4,5]。
1.2 脉搏测量器的发展现状与趋势
脉诊在中国医学史上占据着不可撼动的地位，也是带有浓重中国特色的一种诊断方式，历史悠久、源远流长[4]。脉诊作为一种无创式测量仪器，得到了中外医学家的密切关注。随着时代科技的迅速发展，脉搏测量技术也越来越处于领先位置，脉搏测量器精确度也越来越高，国内外先后研发了不同使用方式的脉搏测量器，例如有指脉式血氧仪，如图11所示，以及耳脉测量器。这两类是家用频率最高的仪器，指脉式测量器由于长年累月地夹指使用会造成一定污染而影响精度；耳脉测量器信号比较弱，受周围环境影响因素较多，造成测量结果偏移。社保医院中也会有经常出现的保健仪器，例如便携式电子血压器，如图12所示，电子血压器是通过加压方式来测量脉搏，人体会因为加压而感到不适影响测量结果。
近年来非直接接触式的传感器逐步流行，这类传感器的主要特征是测量的探头部分不会进入人体，在体表间直接得出人体生理化数据，因而对人体不会造成任何损伤，其中非常关键的一点是这类传感器能够自动消除仪器本身的系统误差，测量精度得到了大幅度提高，因此根据光感式脉搏传感器原理所研制的脉搏测量器已经应用到社会各个方面并且得到了肯定[6]。
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图11指甲式血氧仪 图12 电子血压计
1.3 课题研究的主要内容及工作安排
在本次设计中运用了51单片机、红外线传感器、放大滤波电路技术对脉搏信号转换为电信号，进行脉率的控制与检测。本课题是基于51单片机控制电信号的系统，了解传感器技术、放大滤波电路知识、单片机程序基础等知识，实现GSM检测脉搏。
论文介绍了单片机控制系统，包括系统所实现的基本功能以及硬件、软件的设计。论文分为了六个章节来进行逐一地描述。
第一章是绪论，对整篇论文的基本描述。
第二章是系统的设计方案，对主控、传感器、显示器模块等选型。
第三章是硬件电路的各个模块设计，分析其功能以及与各个模块的联系。
第四章是编程画图软件的简介，包含程序中重要部分的介绍。
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1 绪论 1
1.1课题研究的意义与背景 1
1.2 脉搏测量器的发展现状与趋势 1
1.3 课题研究的主要内容及工作安排 2
2 系统方案的设计 3
2.1脉搏测量器系统概述 3
2.2硬件选型 4
2.2.1主控模块的选型 4
2.2.2显示屏的选型 5
2.2.3传感器的选型 5
3 系统硬件设计方案 6
3.1硬件设计方案 6
3.2系统原理图 6
3.2.1主控模块STC89C52单片机 6
3.2.2 LCD1602液晶屏 7
3.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口 8
3.2.4报警按键部分与STC89C52的接口 9
3.2.5电信息采集电路 10
3.2.6 GSM模块 12
3.3元器件清单 13
4 系统软件的设计 14
4.1编程工具软件简介 14
4.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1 Keil集成开发环境 14
4.1.2应用软件Proteus进行仿真 15
4.2流程图设计 18
4.3程序设计 19
5 系统程序调试与分析 24
5.1软件调试 24
5.2硬件调试 24
5.3系统检测 25
5.4系统误差分析 27
6 总结 28
7 致谢 29
参考文献 30
附录 31
1 绪论
1.1课题研究的意义与背景
脉率就是指动脉搏动的概率，通过对人的脉搏进行测量，能够相对直接反映出人体内部许多生理疾病的明显特征[3]。一些疾病的临床症状的出现往往是晚于脉搏生理性能的变化特征，因此，通过对脉搏的检查就能够快速对一些血管疾病的病变进行预测，历来在医院进行临床诊断以及治疗的方案大都是根据脉搏中的血流病理信息来预估的。在如今社会中，脉诊仍旧是中医用来诊断疾病的主要方式，从古至今未曾流失过，心跳的速度、波形、周期和幅度等全方位综合信息都可以从人体内部的脉搏信号得知。虽然这些生理信号强度相对而言很微弱并且存在自身人体当中，在喧闹的环境中生理效果不明显，导致得到的病理结果欠佳。而且脉诊测量方式本质是具有主观性的，很大程度上影响了主观判断性，成为中医脉诊与现代化结合发展的制约因素。好在当今社会中，大部分电子测量仪器中已朝着智能自动化方向发展。数字自动化脉冲测量器不仅性能好，携带方便，而且具有很好的实用推广价值[4,5]。
1.2 脉搏测量器的发展现状与趋势
脉诊在中国医学史上占据着不可撼动的地位，也是带有浓重中国特色的一种诊断方式，历史悠久、源远流长[4]。脉诊作为一种无创式测量仪器，得到了中外医学家的密切关注。随着时代科技的迅速发展，脉搏测量技术也越来越处于领先位置，脉搏测量器精确度也越来越高，国内外先后研发了不同使用方式的脉搏测量器，例如有指脉式血氧仪，如图11所示，以及耳脉测量器。这两类是家用频率最高的仪器，指脉式测量器由于长年累月地夹指使用会造成一定污染而影响精度；耳脉测量器信号比较弱，受周围环境影响因素较多，造成测量结果偏移。社保医院中也会有经常出现的保健仪器，例如便携式电子血压器，如图12所示，电子血压器是通过加压方式来测量脉搏，人体会因为加压而感到不适影响测量结果。
近年来非直接接触式的传感器逐步流行，这类传感器的主要特征是测量的探头部分不会进入人体，在体表间直接得出人体生理化数据，因而对人体不会造成任何损伤，其中非常关键的一点是这类传感器能够自动消除仪器本身的系统误差，测量精度得到了大幅度提高，因此根据光感式脉搏传感器原理所研制的脉搏测量器已经应用到社会各个方面并且得到了肯定[6]。
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图11指甲式血氧仪 图12 电子血压计
1.3 课题研究的主要内容及工作安排
在本次设计中运用了51单片机、红外线传感器、放大滤波电路技术对脉搏信号转换为电信号，进行脉率的控制与检测。本课题是基于51单片机控制电信号的系统，了解传感器技术、放大滤波电路知识、单片机程序基础等知识，实现GSM检测脉搏。
论文介绍了单片机控制系统，包括系统所实现的基本功能以及硬件、软件的设计。论文分为了六个章节来进行逐一地描述。
第一章是绪论，对整篇论文的基本描述。
第二章是系统的设计方案，对主控、传感器、显示器模块等选型。
第三章是硬件电路的各个模块设计，分析其功能以及与各个模块的联系。
第四章是编程画图软件的简介，包含程序中重要部分的介绍。
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