基于51单片机人体脉搏测量仪的设计与实现 (5)

图5-2 仿真图

在本次的原理仿真当中，因为只需要进行单片机处理部分的仿真，所以输入端选择了波形发生器，利用波形发生器产生不相同的频率的方波来取代脉搏波信号。为了测试其性能，将给单片机不同大小频率的方波信号。

5.4 PCB排版布线及硬件焊接

完成调试仿真后按照原理图来完成PCB板的绘制，在Altium Designer软件中绘制的PCB图，将PCB文件发给PCB制作厂家，制作好的PCB如5-3所示。接下来按照原理图将元器件焊接到制作好的电路板上，并完成实物的制作，实物如图5-4所示。

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图5-3 PCB布线

图5-4 脉搏测量仪

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5.5 测试数据与结果分析

将焊接好的实物，进行实际的检测，测试方案是：对同一个人同一时间进行不同的方式进行测量。脉搏测量仪是在2s内计算出人体的脉搏数值，如果数值在接下来的几秒内一直变化，那么就要等变化不大时出现的数值时，就是人体1分钟的脉搏次数了；而听诊器测量脉搏的次数则是要用到1分钟，所以在检测中安排了多次检测，部分测试结果如表5-1所示。

表5-1 部分测试结果

测试 次序 1 2 3 4 5 6 听诊器测到的数据（次/分） 73 76 72 77 70 80 脉搏测量仪示值（次/分） 77 79 74 78 69 80 两者之间相差 4 3 2 1 1 0 从表5-5中结果分析，在实际测量中，用听诊器测量的数据与脉搏测量仪检测到的的数据会出现误差，这个是在检测同一个人的脉搏的实时数据，出现的误差最大为4，最小为0，因为脉搏仪在短时间内就得到了数据，听诊器还要测满1分钟，在这段时间内，会出现人体的生理变化，脉搏会忽慢忽快，导致了误差的产生。可以在表5-5中看出，误差保持在0到4之间，这个误差范围是可以允许的，因此本系统基本达到设计要求。

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6 总结与分析

基于单片机的脉搏测量仪系统容易进行操作使用，其响应速度和精度相对较好，应用广泛，具有实际意义。脉搏测量的极为特殊性，比如血脉的振动幅度小，大多数会受到其他信号的干预，造成需要的信号难以采集和获取，或者无法保证采集获取到的脉搏信号的准确可靠性，而且脉搏信号的处理过程是比较麻烦和复杂的，所以在每个模块的设计中，都应该小心仔细，全面考虑，确保每一部分电路的正确性。系统可工作在直流电压为5V伏左右，工作电流为100mA左右；系统在通电后，将手指放在红外传感器上，等待测试2s到5s可检测到人体的信号，并在液晶屏上显示出来。这次设计因为时间比较紧，还有就是本人掌握的知识有限，在本次设计中存在很多不足，而且系统的测试能力有限。本设计的整体设计方案相对于以前已有的设计来说，改进和提高的幅度也不是很大，有一定的局限性。 现如今电子器件的日新月异，在设计各个电路模块时，能有更为方便或者成熟准确的方法来实现，这对于提升脉搏测量仪的精确性和效率有很大的意义。脉搏测量仪在医疗科学市场是有着对人体健康意义和商业效益的电子医疗器件，相信在科技发达的今后脉搏仪会越来越先进，为现在这个世纪里同胞的健康标准和医学领域里面针对许多心血管类疾病的防治，做出当代大学生对社会的进步的一份小小的贡献。

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参考文献

[1] 朱国富,廖明涛,王博亮.基于STC89C52的人体脉搏检测仪设计袖珍式脉搏波测量仪[J].电子技术应用,1998,(1):1-3.

[2] 刘文,杨欣,张铠麟.基于AT89C2051单片机的指脉检测系统的研究[J].医疗装备,2005,(9):9-11.

[3] 将为,乜国荃.便携式人体脉搏波形测量仪设计与实现[J].电子技术应用，2011,(10):70-72.

[4] 李宏恩,周晋阳.基于AT89C51单片机的脉搏测量仪设计[J].山西电子技术.2015,(2):3-5.

[5] 张义和,陈敌北.轻松认识8051(上)[M].北京:人民邮电出版社,2006.01. [6]胡斌.电子线路学习方法(十八)第十讲集成运算放大器电路分析方法[J].电子世界.2011,(3):24-25.

[7] 戚仕涛,朱兴喜,吴敏,沈苏静.手指动脉数字血压计原理与设计[J].医疗设备信息.2002,17(10):17 -19.

[8] 李秀农,汪国强.光电式脉搏传感器及由其组成的血压测量仪[J].电测与仪表.1998,35(3):38-40.

[9] 聂茹.基于单片机的脉搏测量计设计与实现[J].微处理机.2015(4):84-87 [10] 南光群,皮大能.JHD161A LCD显示器与PIC 16F877单片机的连接[J].自动化与仪器仪表.2004,(6):49-51.

[11] 张慧坤.温度检测系统的设计与实现[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版.2011,28(5):92-92.

[12] 梁思番,孙卫国.具备心率测量功能的智能纺织品研制[J].陕西纺织2008,(1):28-29.

[13] 钱江山.智能家电控制技术研究[J].博硕论文库.2007.5.

[14] 张丽娜,刘美玲,姜新华.51单片机系统开发与实践.[M].北京:北京航空航天大学出版社,2013.10.

[15] 刘文涛.单片机应用开发实例[M].北京:清华大学出版社,2005.9.

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