人体脉搏信号检测系统设计

1章绪论争论背景和意义随着社会和科学技术的不断进步，人们对生命现象的生疏也越来越深入，生物医学信号的检查是对人体安康状况评估的手段。在医院里，通过检查必要的生物医学数据，医生可以对病人安康程度做一个评估，并且依据数据诊断出病患所得的疾病以及康复状况。同时，医药保健类产品早已经不是医院的专利，以家庭为单位，几乎每个家庭都配备了必要的医疗保健类用品[1-3]。在适宜的医疗设备条件下，病人可以不依靠医生的关心，自己采集医学生理数据，通过医学依据对此参数分析，评估安康水平或者诊断自身是否有疾病。现代的医疗仪器给人民生活带来了便捷，在智能化、便携式、牢靠性、安全性等方面都有了很大的提高。仪器在实现功能的同时都有不同的特点，有的仪器便于携带，有的仪器操作简洁。固然，结合众多优点的仪器无疑受到消费者的青睐。以医院为单位，由于测量出来的数据可以直接供给应医生作为诊断或评估病人身体状况的参考，所以这类医疗仪器性能高、功能强大、测量数据准确。而对于以家庭或个人来说，在保证功能的同时，便利测量生理数据、便于携带、价格低廉、智能化这些特点是此类医疗仪器进展的趋势。作为诸多生理信号的一种，脉象信号蕴含着丰富的信息，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。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中很多生理病理的血流特征[4]。很多中医文献分析脉象的形成和西医分析虽然表、述各有不同，但是有一样的科学原理。人体循环系统由心脏、血管、血液所组成，负责人体氧气、二氧化碳、养分及当大量血液进入动脉将使动脉压力变大而使管径扩张，在体表较浅处动脉即可感受到此扩张，即所谓的脉搏[1]。正常人的脉搏和心跳是全都的。脉搏的频率受年龄和性别的影响，婴儿每分钟120-14090-10080-9060-100次100次，称为60次，称为心动过缓[2]。综上所述，脉搏信号对于人体心脑血管系统和整体安康水平都有很好的反映，其一，对于前期心脑血管疾病预防和中期病情监护，安全、便利、快捷的评估心脑血管安康状况的设备对人体心脑血管系统功能进展监测，及早觉察病情，实时把握可及早觉察致命性病变。其二，对一般人则可用于早期安康评估和病人身体状况的愈后检查。通过脉搏信号的检测和分析，可以结合其他生理参数，对人体亚安康状态的早期病变进展推测。脉搏信号检测不需要简单昂贵的设备，且操作简便拥有无创性的特点，在心脑血管和临床医学检查、治疗、用药、康复、保健等方面都有着良好的应用前景。断开拓了一条途径。主观因素，运用科学的分析手段，对脉象信号进展分析，是势在必行的。人体脉搏信号检测系统争论现状1860Vierordt研制出第一台弹簧杠杆式脉搏描记器，使脉象争论由示意图阶段进入示波图阶段[6]。随着技术水平的进展，脉象仪不断进展，国内外的学者制造出了有代表性、性能各异的脉诊仪器。脉诊仪器争论的重点是传感器的设计，到现在为止，争论人员已经研制出种类繁多的传感器来模拟中医切脉时的手指，采集脉搏信号记录并分析。现阶段，用于脉象信息采集的传感器依据其工作原理可分为：压力传感器、光电式脉搏传感器、传声器和超声多普勒技术[9-11]压阻型传感器和压磁式传感器[9,10]。压电式传感器利用压电材料的特性将脉搏的压力信号转换为电信号，依据压电式[12]材料的不同可分为压电晶体式传感器、压电陶瓷式传感器、压电聚合物传感PVDF压电薄膜传感器用的最多。压阻型传感器主要利用电阻率随应力变化的性质制成的，目前它的应用最为广和气导式传感器。压磁式传感器也称作磁弹性传感器，是近年来国内外兴的一种型传感器。上尚未成熟，限制了其广泛应用。光电容积式脉搏传感器此种传感器测量部位是指端，由指总动脉分两路从指干输出，以此反映出脉搏波的变化状况即获得指端容积脉搏波信号[13,14]。超声多普勒技术国外对脉搏波的争论，在仪器上正朝着超声显像方面进展，脉勒技术在脉象客观化的争论中已经日益受到重视，取得了肯定的进展。固然，传感器探头种类也很多，有单探头、双探头和多探头的传感器。(1)单探头传感器的争论几种常见脉象，这些仪器的深入应用推动了我国脉象客观化的争论。目前常用的单触头压力脉搏传感器在整体构造上主要承受了表带式和支架式两种形式。表带式构造一般是通过尼龙绑带将传感器绑扎在被测者的腕部，操作便利、简洁，记录的脉图受人体体位和呼吸的干扰较小。支架式构造的特点是传感器与医者手指切脉的情景较为相符。但是由于人体体位和呼吸的影响，被测者手腕与传感器之间的相对位置难以保持稳定，检测过程中会产生较大的呼吸干扰和杂散振动干扰。另有一种是指套式的单触头压力脉搏传感器构造。美国J.H.Laub在20世纪80年月设计的一种脉搏波动检测装置将压力传感器分别并排固定于食指、中指、无名指的手套前端，按在被测者的寸、关和尺三部上，用三支电动描记笔同时记录三部脉的波形，用于进展脉象分析，并且可以将医者的取脉压力也同时显示出来。用这种构造的传感器进展脉象信息检测，很好地模拟了手指切脉的情景，假设通过肯定的设计使指套前端具有良好的力传导性能的话，那么在诊脉过程中除了由传感器检测脉波之外，医者还能依据指端对脉搏波动的感受来进展各种敏捷的指法变化，从而测得不同取脉压力下脉搏波动的动态变化。这种指套式构造所具有的良好模拟特性使得它具有肯定的有用性，但是也有文献指出，这种构造形式难以保证医者指端与被测者腕部之间的位置相对稳定，以至于记录的脉图波形缺乏足够的稳定性，而且检测结果的重复性较差[8,15]。单探头脉象传感器反映的信息比较局限，这是由于单点式脉象传感器的构造特点，限制了更多的脉搏信息及血管力学参数的测定。单探头、单部位的检测方法与[8]：第一，单探头传感器无法区分血管轴向张力和径向搏动力。其次，单探头传感器加肤-软组织-动脉管”力学特性有关。现有检测方法无法区分软组织变形量和无法区分软组织变形程度及软组织固有的弹性、硬度等力学参数对切脉压力的影响程度。(2)双探头传感器的争论等效硬度等力学指标。的推断标准等方面都可以进展深入的争论。(3)三探头传感器的争论三探头压力式传感器组合取脉时，挠动脉被加压以致阻断并被强制地分为三个有生理意义的小区。三点的脉搏特征是不同的、有特别生理意义的。这种组合式的脉搏传感器，特别是“中突型”构造的，一是能测出挠动脉内血流状态；二是能比较压阻点近远心侧脉波的差异；三是能获得有关脉搏波传播速度的信息；四是能够鉴别脉波的拍变化的伪差；五是能大致估量整体外周阻力与首部外周阻力对脉波形得出以下几个初步结论：二者在最正确脉压力上有差，单部脉象检测在最正确取脉压力下的脉图主峰波高度与在这个压力下三部脉象同步检测所建立的主峰波高度有显著差异，测取的脉图在形态上归平、弦、滑等类，没有觉察本质上的差异，对三部脉象同步检测时测取的寸、关、尺脉图进展形态归类，也无明显区分，但幅值差异较大，且因人而异[8,9]。本课题完成的主要内容本文主要争论内容包括：脉搏医学界理论，脉搏图的进展和现状。设计了脉搏波信号采集系统，包括硬件和软件局部。信号采集硬件以本文主要争论内容包括：脉搏医学界理论，脉搏图的进展和现状。设计了脉搏波信号采集系统，包括硬件和软件局部。信号采集硬件以MSP430MCP6002。本论文构造安排如下：1本论文构造安排如下：12章，人体脉搏信号检测系统的总体设计。依据低功耗、廉价、便携、易操作、易升级等要求对检测系统进展了总体设计。3设计选择:传感器的选择，掌握器的设计，显示器件的选择以及硬件电路设计。4章，人体脉搏信号检测系统的软件设计。5章，系统试验及调试。6章，结论与展望，说明白仪器可改进和提高的局部和需要进一步争论的地方。2章系统需求分析和总体方案设计低功耗的优点。人体脉搏信号检测原理本文设计的是人体脉搏信号检测系统。其工作原理是首先通过脉搏传感器把测在数码管上显示出脉搏跳动数值，对不合格的心率信号进展语音报警。系统便于被安装相应的软件就可以进展实时采集和检测。在进展系统的整体设计之前，需要考虑以下几点：计数和显示；能够有自身的优点。例如本系统的低功耗、便携式；易于对系统进展改进和日后的升级；操作方法简洁，便利使用者。位机和下位机。下位机主要是单片机系统，上位机是计算机系统。下位机承受单片机系统，主要是由于单片机系统易于设计者开发，简洁实现设计意图和仪器功能特点，便于扩展功能和以后的升级，经济廉价。在个人计算机上有利于人机交互；计算机存储量大，采集到的脉搏波数据可以存储到计算机硬盘，便利数据库存储和调用；计算机功能强大，处理速度快，假设后序欲对脉搏波数据分析并进展算法分析，我们可以连续使用现代的分析软件在计算机上实现。人体脉搏信号检测系统可实现的功能时间<10s，脉搏测量精度：≤±2/分钟。固然，在实现这些根本功能的根底上可以进展功能拓展，例如对脉搏信号进展经过处理后进展无线传输。上位机软件也可进展多种功能拓展，包括患者个人信息记录和采集显示，数据查询和分析处理。人体脉搏信号检测系统的总体方案设计进展硬件的总体设计需要考虑到以下几点：首先，人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号,脉搏波信号更是所以，必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。数据传输的速度越来越快。第五，多功能。系统的总体设计电路框图如图2-1所示，主要包括取样电路、放大电路、比较MCU处理电路及显示电路。首先，使用压电传感器采集与心跳同频率的信MCU后，然后软件对信号进展处理，最终在液晶显示屏出数值，对不合格的心率信号进展语音报警。数据采数据采集电路滤波电路比较电路单片机处理电路特别报警电路显示及驱动电路2-1系统设计原理框图的构造简洁，形式敏捷多样，因此的构造简洁，形式敏捷多样，因此,光电式传感器在检测和掌握中应用格外广泛。〔红外、可见及紫外光辐射〕转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、外表粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的外形、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了的一页。发送三极管。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结<µ，称为光敏二极管的暗电流-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三极管光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——放射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，放射区较小，入射光主要被基区吸取。工作时集电Iceo=〔1+β〕Icbo〔很小，比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子空穴对，使得Ic=〔1+β〕Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。本文选择的光电式脉搏测量仪有以下特点：测量的探测局部不侵入机体，不造成机体创伤，通常在体外。传感器可重复使用且速度快，灵敏度高，精度高。测试的适用电压为5V-9V的直流电压。稳定性好、磨损小、寿命长、易于操作、修理便利。由于构造简洁，因此体积小、重量轻、性价比优越。50次-199次/分钟。小结序有可能进展的功能拓展。最终，给出了系统的总体方案设计。3章系统硬件设计方案系统硬件构成常常是低频的信号。而对于需要测量的人体脉搏来说，它的强度小，所引起传感器的电信号也比较微弱，而且变化频率随心脏搏动频率，大约一分钟几十次。所以，只要我们设计出可以满足采集脉搏信号的这些特性的硬件即可。其次，现代的数据采集仪器呈现多种特点。第一，小型化。在满足功能的同时，逐步淘汰大型笨重采集仪器。电池作为电源就能工作。第三，智能化。用户在使用时用更少的操作和说明就能完成功能。第四，传输速度快。运用各种方式和标准，现在数据传输的速度越来越快。综合考虑，本系统以自主开发的单片机系统为硬件采集模块，采集信号送至MCU后，然后软件对信号进展处理。硬件局部如图3-1所示，系统硬件根本组成局部主要包括传感器局部和微掌握器局部。模拟局部模拟局部传感器局部微掌握器局部脉搏信号脉搏传感器放大滤波电路MSP430G2452主机3-1单片机硬件图脉搏信号检测系统传感器的选择本系统硬件的选择从脉搏传感器开头。目前脉搏传感器种类繁多，性能各异，磁式三种。本文选择的生物模拟传感器脉搏心率感应器，它是Arduino用来测试心跳速率(3-3)或者耳垂上Arduinoapp程序，可以实时的把您的心率用图线显示出来。实质是一款集成了放大电路和噪音消退电路的光学心率传感器。16mm330，LED波长为609nm。3-2脉搏心率感应器图3-3带在手指使用的传感器 图3-4夹在耳垂使用的传感器脉搏信号检测系统掌握器的选择为了满足电池长期供电的要求和简化硬件设计，本系统选用单片机MSP430为3V左右，而无线芯片拥有低功耗的特点，可低电压下工作，系统电源到达了全都性。MSP430相比于通用的C1uAuA-mA级别。MSP430系列单片机是美国TI16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合信号处理芯片[26]。它具有以下几个优点：1.8-3.6V供电，就低功耗来说，RAM数据保持方式0.1μA250μA/MIPS(每秒百万条指令数)，I/O输入端口的(1-10μA)15种节电模式。(RISC)构造，具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址),简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令，大量的存放器以及片内数据存储器都可参与多种运算，还有高效的查表处理8位处理器。的型号可能有以下功能模块，看门狗(WDT)、模拟乘法器、定时器A、B、串口、硬件乘法器、液晶驱动器、AD转换模块、DAC转换模块、I2C总线等。故障，DCO会自动启动，保证系统正常工作。便利高效的开发国内大量使用FLASH型430系列，此类型片内有JTAG调试接JTAGFLASHJTAG接口掌握程序运行，读取片内状态，调试都可以在集成开发环境中进展。器，符合系统的设计思想。本文选择的MSP430G2553单片机是MSP430系列，具有内置的16位定时器、24I/O引脚、一个通用型模拟比较器以及承受通用串行通定时器，分别具有三个捕获/24I/O引脚。本系统充分利用了片上的外围模块，内部集成了A/D采集装置。串口通信模块，可以满足和计算机的数据通信，这样使整体电路设计简洁，提高了系统的牢靠性。MSP430G25533-5所示：3-5MSP430G2553的封装图由于电气标准的不同，MSP430单片机与计算机进展通信时必需设计接口，由于RS-232标准规定：-3-15V表示规律“1”；+3-+15V表示规律“0”；这与MSP430性能稳定的MAX232信。显示器件的选择LCD1602接口简洁，操作便利。SMS0601SMS0601标准数码笔段型液晶显示模块MCU单片机承受二线式串口连接，广泛应用于手持式仪器仪表，智能显示仪表。此款6位静态驱动的液晶显示模块功耗低，视角范围广，电压低等特点广泛应用在仪器仪表中。LCD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与LED显示相像，设计承受的是字符型显示。SMS0601液晶显示模块的主要技术参数：显示容量6位数字+2个时间分隔符+5个小数点模块工作电压2.7～5.5V工作电流30uA(3.0V)300uA(5.0V)字高12.7mm环境相对湿度:<85％视角6:00工作温度:-10～+50℃显示方式:反射式正显示存储温度:-20～+60℃接口方式:二线式串行接口SMS0601液晶显示模块的接口信号说明：1 DI: 串行数据输入2 CLK:串行移位脉冲输入3 VDD: 电源正极 4 VSS:电源地SMS0601液晶显示模块的外形尺寸：3-6SMS0601液晶显示模块的尺寸外形图SMS0601液晶显示模块的地址映射表：1：SMS0601液晶显示模块的地址映射表2．LCD显示程序设计LCD显示程序的设计一般先要确定LCD的初始化、光标定位、确定显示字符后，显示流程如图3-7显示。图3-7 LCD显示程序流程图脉搏信号检测系统硬件电路设计脉搏传感器测试电路Arduino使用的一个心率传感器，本质是一个带有放大和消噪功能的光学放大器，通过佩戴在手指末端或者耳垂等毛细血管末端来检测血液量的变化从而得到人体的实时心率。该传感器只有三根线，电源、地和信号线，信号线输出模拟信号，利用相应的上位机程序，可以便利的显示脉搏波形，将配件中将传感器紧贴手指指肚，再用绑带缠绕，做到传感器和皮肤严密接触即可。将pulsesensorUSBpulsesensor上的LED发出绿光，电脑屏幕上的脉搏波形刚开头还是很凌乱的，等待采集数据一段时间后LED灯也会随着佩戴者的每一次3-8所示：3-8传感器硬件测试电路图3-9所示：3-9正常状况下测得的心率图为了进一步验证传感器的有效性，游泳后再次测量，脉搏波形如下图：3-10游泳后测得的心率图3-93-10图的比照可以觉察，游泳后脉搏明显加快，波动次数变多。脉搏信号整形电路,必需经过放大和后级滤波以满足采LM324，电压较低，耗能少。滤波电路设计，如图3-11所示：3-11滤波电路电路图240次//3.33HzR、C低通滤波，去除高频干扰。承受简洁的二阶电路当R21=R20=R，C4=C5=C时，A(s)1/[13sRC(sRC)(sRC)]f令f 1/2RC，通带的截止频率f0.37f,R=3K,C=4.7U,经计算f=4.1HZ。f0 0符合要求。滤波电路AC分析结果如图3-12所示：3-12滤波电路AC分析结果信号比较电路:将一个模拟电压信号与一个参考电压相比较，输出肯定的凹凸电平。本设计电LM3243-13所示，经过隔直流信号、滤波后信号为最大的幅R22=10K,R23=400。工作电5v0v4.2v的高电平，单片机能3-13所示：单片机掌握器电路

3-13比较电路选用MSP430G2553的实物图，如图3-14所示。图3-14 MSP-EXP430G2553实物图MSP-EXP430G2553 硬件板上包含：Launch Pad 仿真器插座电路板(MSP-EXP430G2);0.5USB-B线缆;MSP430闪存器件。810ADCI/O、通用串行接口、8kB256SRAM16MSP430微掌握器。两个插座USB调试与编程接口无需驱动即可安装使用，且具备高达9600波特率的UART串行通信速度；支持全部承受PDIP14或PDIP20封装的MSP430G2xx和MSP430F20xx器件；两个通用数字I/O引脚分别连接至绿3-15所示：报警电路

3-15MSP-EXP430G2553外围电路图图图3-16为报警电路，成人在安静时，每分钟脉搏为60-100次。当被测人员的脉搏超出正常范围，蜂鸣器就会报警。蜂鸣器与家用电气上的喇叭在用法上也有相像TTL点评根本上驱动不了蜂鸣器，需要增加一个电流放大的电路才可以，即此一个管脚很难驱动蜂鸣器发出声音,所以增加了一个三极管来增加通过蜂鸣器的电流。蜂鸣器的正极性的P01管脚通过一个与门来掌握，当P01管脚为低时，与非门输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。当P01管脚为高时，与非门输出低电平，三极管截至，蜂鸣器不发出声音。显示器件连接电路

3-16报警电路3-17所示：3-17SMS0601电路图串行移位脉冲输入引脚(CLK)连接。信号调理电路硬件图人体脉搏检测系统的信号调理电路原理图，如图3-18所示：3-18信号调理电路原理图几毫伏的脉搏信号的电压被放大为2V-3V数P1.0IO口信号捕获的方式，记录脉冲信号每一个上跳沿到来的时刻，从而计SMS0601，对数据进展实时显示。调理电路原理图所对应的PCB图，如图3-19所示：3-19调理电路的PCB图小结本章主要介绍了人体脉搏信号检测系统的硬件电路设计。首先介绍了脉搏检测并且具体地描述了各个局部的原理和具体工作过程。4章系统软件设计系统软件的开发环境MSP-EXP430G2LaunchPad的安装包含三个简洁步骤：下载所需调试软件MSP-EXP430G2LaunchPad开发板。IARKickStartIDECodeComposerStudio(CCS)都具有免费Workbench4kBC代码。CCS仅限于处理16kBCCS，由于它具有更大的免费代码空间。安装选定的IDE集成开发环境并将LaunchPad试验板连接至PCCCS已为在LaunchPad上开发基于MSP430G2xx的应用完成了全部设置。当软件完成安装后，IDEUSB:HID调试接口的MSP-EXP430G2LaunchWindows自动安装该软件。3.IDE集成开发环境进展软件开发主要步骤如下：建工程；(3)进展程序调试。编译链接界面，调试界面，分别如图4-1和图4-2所示：4-1编译链接界面4-2调试界面系统软件总体框架成。主函数程序的功能：可以通过MCU对I/O口的检测其凹凸电平实现心电信号的采集，转换和处理，最终液晶显示屏显示脉搏的值；同时还可以调用报警程序停顿I/O是高电平还是低电平来实现是测量人体的脉搏值。单片机程序的好坏直接影响着系统的牢靠性与稳定性，由于单片机的准确度格外高，所以该方法精度较高，脉搏测

/4.3所示。开头定时器中断/计时器初始化Ni=100次？Y数据处理显示返回4-3主函数脉冲计数程序10s，T0的计数值。相关的程序如下：//-------比较器的设置--------//CACTL1=CARSEL+CAREF0+CAON; //0.25Vcc=-comp//CACTL2=P2CA0+CAF; //P1.1=+comp//P1OUT|=0x00;//-------定时器的设置----------上升沿+CCI0A〔P1.1输入〕+同步捕获+捕获中断允许输入〕+同步捕获+捕获中断允许//TACTL=TASSEL_2+MC_2+TACLR;//SMCLK时钟+连续计数模式TACTL=TASSEL_1+MC_2+TACLR;//+ID_3;//ACLK时钟+连续计数模式显示驱动软件本次设计SMS0601显示的内容是被测量者一分钟的脉搏次数。设置的动态显的脉搏次数。在液晶屏显示出脉搏数。#defineS_CLKLCD_OUT|=LCD_CLK#defineS_DI LCD_OUT|=LCD_DI

CLK端//置位DI端#defineR_CLKLCD_OUT&=~LCD_CLK //复位CLK端#defineR_DI LCD_OUT&=~LCD_DI流程图，如图4.4所示。

//DI端按键处理软件

4.4显示程序流程图SW-PB就可以导通电路，复位引脚低电平有效，到达低电平的时候，单片机复位，从起始地址重开头运行程序。小结分析，进而提出了改进方法。最终描述了显示驱动软件和按键处理软件。5章系统试验及调试调试方案简介系统整体功能实现后，就要对其进展测试。依据方案设计要求，调试过程共分三大局部，硬件调试，软件调试，软件和硬件联调〔即系统调试〕。电路按模块逐MCU局部。由于在系统设计中承受模块化设计，所以便利了对各电路功能MCU局部。试着输入一系列脉冲〔用适当的电阻接正极，连续性地输入〕，MCU局部能是否能显示；模拟局部以实现。脉搏传感器信号调试TDS2024B系列来测试传感器。示波器3V微机电源，正极一端连接3V，负极接地，信号输出端连接数字示波器的探头，传感器夹在手指上。如图5-1所示，上面的黄线代表采集到的脉搏信号，下面的蓝线代表转化后相对应的方波信号。图5-2代表被测者的脉搏信号幅值过大时，消灭的“削顶”现象。5-1心率信号波形图5-2大幅值心率信号波形图脉搏计数调试5-3所示：5-3刚上电的电路测试状态5-4所示：5-4测试中的电路状态5-5所示：5-5稳定后的电路状态脉冲次数进展累加。模拟测试结果：2.5v1.98v2所示。频率〔HZ〕理论值2模拟测试结果表实际值误差0.530300%160600%1.590900%1.81081080%21201200%31801800%3.21921920%4240--可见，在3HZ以前，系统的测试结果格外准确，但是在之后，由于滤波器的作用，结果无法显示。由此可以得知，系统的测频和滤波作用都实现了预期的效果。由于人体安静状况下的脉搏信号频率为1-2Hz，对于我们设计的系统来说足够使用，说明我们设计的硬件是可行的。试验结果分析5-6所示。5-6脉搏信号与相应的方波信号我们选择了三位同学来测试本系统，其结果记录在下面的表中。其实际值由统计一分钟脉搏数得出。其测试结果如下表3所示。表3 实际测试结果记录表次数测试结果实际值误差第一次78780%其次次791.3%第三次791.3%第四次772.6%第一次69681.5%其次次691.5%第三次680%第四次680%第一次73721.4%其次次711.4%第三次711.4%第四次720%项目测试者项目测试者一测试者二测试者三1.5V测量的误差很小，满足了脉搏测量精度：≤±2/分钟。但该设计仍有很多的缺乏之处尤其对测量出的信号幅值有肯定要求，所以仍需要进展进一步的改进设计。总结本章依据方案设计要求，进展了三个局部的调试，硬件调试，软件调试，软〔即系统调试中断、外部中断、计数等功能，不仅能显示出此次脉搏测量的次数，还能自动储存这个数据。最终，完成了设计系统的调试及试验结果的分析。6章结论与展望测系统。此系统以低功耗单片机MSP430为核心，利用了现代的传感器技术，把脉搏次数的目的。仪器便于被测量人携带，突破了测量空间的限制。1．依据人体脉搏波的特点，进展了各种脉搏传感器的比照，最终选用生物模拟传感器脉搏心率感应器。晶体，外部数字时钟源。3．对于脉搏检测系统作了一些有意义的争论，探讨及设计。出此次脉搏测量的次数，还能自动储存这个数据。成果，但作者认为尚需要在以下方面进展深入争论和改进：对于脉搏信号分析的方面，仅仅是进展将信号转换成脉冲并进展整形、计数对相关人体器官功能，得出诊断性的结论；样才可以在实际生活中得到使用；大会消灭“削顶”现象；部位不能有效检测脉搏波；传感器的固定方式有待改进。利用绑带固定传感器到手指并不能保证手指与传感器的接触严密，手指活动会造成脉搏波形发生变化，影响信号。附录主程序#include<msp430.h>#defineLCD_DIRP1DIR#defineLCD_OUTP1OUT#defineLCD_IN P1IN#defineLCD_SELP1SEL#defineLCD_CLKBIT4#defineLCD_DI BIT3//clk定义//di定义#defineS_CLKLCD_OUT|=LCD_CLK 端#defineS_DI LCD_OUT|=LCD_DI //置位DI端#defineR_CLKLCD_OUT&=~LCD_CLK 端#defineR_DI LCD_OUT&=~LCD_DI //复位DI端#defineDP_ON 0xef //&DP_ON方式，默认小数点不显示#defineCOL1_ON灭0xfe//第一个冒号显示，其次个冒号熄#defineCOL2_ON灭0xfd//其次个冒号显示，第一个冒号熄#defineCOL12_ON0xf //第一个冒号显示，其次个冒号显示//-------函数声明--------unsignedcharLCD_BUF[6]; //LCD显示缓冲区unsignedchar*lcdbufpq; 向LCD缓冲区的指针voidLcdDisp(unsignedchar*buf);unsignedcharGetCode(unsignedchardat);voidInitLCD(void);voidInitLCD1(void);voidLcdWriteB(unsignedcharDataB);unsignedintI_BUF[32];unsignedint*pt;#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchartable[]={“frequency:“};uchartable_num[]={“0123456789“};uintnew_cap,old_cap,cap_diff,fre,count;longavi;//---------------------------------------------------------------------------------------intmain(void){WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //Stopwatchdogtimerold_cap=0;new_cap=0;cap_diff=0;avi=0;count=0;if(CALBC1_1MHZ==0xFF||CALDCO_1MHZ==0xFF){while(1); //Ifcalibrationconstantserased}DCOCTL=0x00;BCSCTL1=CALBC1_1MHZ; //Setrange1MHZDCOCTL =CALDCO_1MHZ; //SetDCOstep+modulation//---------端口功能设置----------/////////////为I/O模式P2DIR|=0xff;//选择P2为输出端P1SEL=0x04;//P1.2为外部功能，就是定时器的输入P1DIR|=0x9a;//P1.0为比较器输入，P1.2为定