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1、脉搏检测仪的设计 THE DESIGN OF THE PULSE DETECTOR 专 业电气工程及其自动化 姓 名 指导教师姓名 申请学位级别 学 士 论文提交日期2010年6月15日 学位授予单位 天津科技大学 摘 要 脉搏信息在中医和西医中都有非常重要的意义这些信息作为临床诊断和治疗历来受到医学界的重视。本论文设计的是基于单片机的智能指式脉搏检测仪主要的研究工作如下采用指式光电红外脉搏传感器检测人体的脉搏信号经过两级的二阶、低通滤波电路有效的去除了工频噪声干扰。得到的模拟信号再通过A/D转换为数字信号输入单片机。单片机实时采集脉搏数字信号并且对数据进行分析处理。同时为了能够保证有效的拾取
2、脉搏信号减少电源带来不必要的干扰专门设计了线性直流电源为整个系统供电。系统能够实时显示被测者的脉搏跳动次数而且每分钟会将被测者的脉搏情况与正常人进行对比。如果结果差异较大系统就会自动进行声光报警。经过调试系统能够较为精确的读取脉搏传感器拾取的脉搏信息并且能有效的显示和报警从而达到了预期的设计目标。整个系统具有结构简单、体积小、可靠性高、成本低和使用方便等特点具有较高的通用性和应用推广价值。 关键词: LCD1602 单 片机 脉搏传感器 低通放大 电路 线性电源 ABSTRACT Pulse information in traditional Chinese medicine and Wes
3、tern medicine is very important significance as this information has always been the clinical diagnosis and treatment of medical attention. This thesis is based on microprocessor-type pulse detector means the main research work are as follows: pulse with infrared photoelectric sensor that detects th
4、e bodys pulse signal after two second-order low pass filter circuit effectively removes frequency noise. Get the analog signal and then through the A / D converted into digital signals input microcontroller. Single chip pick digital signal pulse of real-time acquisition and analysis of the data proc
5、essing. Meanwhile in order to ensure the effective pickup pulse signals to reduce unnecessary interference power specially designed for the entire system of linear DC power supply. System can display real time measured by the pulse beats per minute and the pulse will be measured by comparing the sit
6、uation with the normal. If the results are quite different the system will automatically set sound and light alarm. After debugging the system can more accurately read the pulse of the pulse sensors pick up information and can display and alarm so as to achieve the desired design goals. The whole sy
7、stem has a simple structure small size high reliability low cost and easy to use and so on with higher versatility and value in applications. Keywords: LCD1602 SCM Pulse transducer Low amplifier circuit 目 录 第一章 绪论 . 1 第一节 本课题的研究背景和意义 . 1 第二节 脉搏检测仪器的研究状况 . 2 第二章 脉搏检测仪结构设计 . 4 第一节 光电式脉搏传感器简介 . 4 第二节 系
8、统的总体结构 . 7 第三章 系统硬件设计 . 9 第一节 电源模块 . 9 第二节 脉搏传感器 . 10 第三节 基于AT89C52的最小系统 . 18 第四章 系统软件设计 . 26 第一节 软件主程序 . 26 第二节 液晶显示器显示驱动程序 . 29 第五章 结论 . 35 参考文献 致 谢 附 录 1 附 录 2 附 录 3 天津科技大学2010届本科生毕业设计 1 第一章 绪论 第一节 本课题的研究背景和意义 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
9、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1。 脉搏是循环机能的综合表现。脉象的情况因循环系统的情况改变而不同。心脏主动脉活瓣是否健全心跳是否合乎节律以及动脉的弹性怎样都可以通过脉搏诊出。不仅如此由于循坏系统和身体各内脏都有密切关系组织代谢的任何变化都会给血液循环以一定影响而机体的重要疾病变化都会在不同程度上影响循环系统的功能。所以脉象不单单反映循环系统的变化还反映其他器官和系统的变化。 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“ 摸脉”作为诊断疾病的手段2。直到今天仍常用脉搏作为研究心血管疾病的重要方
10、法脉搏信息在中医、西医中都有着十分重要的意义。 而我国的脉诊已具有2600 多年临床实践是我国传统中医四诊中的精髓。在传统中医脉诊中切脉技巧复杂难以掌握和运用医生主观因素影响也较大诊断标准不一。随着科学技术的发展脉诊的客观化、定量化已成为中医诊断的必然趋势3。因此方便携带使用便捷的脉搏检测仪器是现代科学中医师必备的辅助诊断工具。 中医学以整体观和平衡观为核心建立了独具特色的生命理论和诊疗体系。中医诊断学的基本原理被概括为“ 以表知里”认为人体表象信息四诊信息与疾病的本质之间存在着必然的联系。脉诊是中医在诊断疾病时望、闻、问、切四诊中的重要步骤和手段。由脉诊切所得的脉象反映人体各种生理和病理状况
11、是观察体内功能变化的一个窗口对识别病症判断病情、分辨病机和推断预后都有参考意义。我国中医学家经过几千年实践总结而成的脉学理论在中医辨证论治中起到作用也是对人类的一个贡献。脉诊是中国医学独特的诊病方法脉象的变化反应了五脏六腑气血盛衰。根据脉象的变化可探测人体脏腑的气血、阴阳、生理与病理的状况。脉搏症状的变化极为繁多讯号也极其微小加上中医相授多以口诀和感觉若无多年训练也很难正确的辨证脉经作者王叔和曾说在心易了指下难明正说明了传统中医无客观立据的困难。 脉搏检测仪整合现代科学的结晶采用光学、生物学、 药理学和计算机辅助系统是中天津科技大学2010届本科生毕业设计 2 医脉学理论与现代科学技术成功整合
12、的结晶使脉诊能运用科学化的方法深入五脏六腑了解病情让中医辨证更客观和数据化。 除了医院的医生需要科学的医疗设备其他的民众也需要一些简易且较为精确的医疗设备来为自己服务。在科学技术高速发展的今天社会竞争日趋激烈人们的生活节奏不断加快生活和工作压力与日俱增生活在亚健康状态的大多数人没有那么多的时间和金钱到医院进行定期的身体检查不能了解自己最新的身体状况。在已经进入小康社会的今天人们正在不断的提高自己的生活质量而确保自己有一个健康的身体是保证生活质量的基本要求。而脉搏检测仪正好能够在一定程度上反映人们身体的健康状况。拥有这么一个携带方便检测方法简单而且结果准确的廉价的脉搏检测仪器正是这些人的迫切需求
13、。 然而现在通用的脉搏和血压检测设备所得到的结果精度不高 测量手段落后。与脉搏相关的测量方法和测量设备在临床中已得到广泛使用但由于目前该类设备皆为集中式控制设备体积较大、使用不方便、价格昂贵、可管理性差限制了相关应用更难应用于家庭难以普及从而不能满足广大白领阶层和其他自我健康意识较强的民众的需求。 现在利用光电式脉搏传感器能够灵活方便的获取脉搏信号通过低通滤波放大电路和数字电路组成信号调理电路以单片机为核心 在指令控制下 能自动测量出脉搏数据该设计是医学工程未来发展方向的代表。它将计算机技术 软件技术 智能仪器等技术结合在一起 对人体的脉搏进行直接测量 属于无创伤测量技术的产品它不仅适合在医院使用 更适合家庭使用。 利用数字技术和光电传感器技术相结合的数字光电式脉搏检测仪 能为临床医学提供强有力的技术支持 同时 为普及常规的体格检查提高人们的保健意识有着深远的意义4。 第二节 脉搏检测仪器的研究状况 脉诊是中医诊断疾病的重要方法。由于中医脉诊的传统操作方法主观性很强造成中医脉诊技术很难学习和熟练掌握。自上个世纪50年代开始很多学者就利用现代科学技术和仪器致力于中医
