一種基于單片機的脈搏儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于單片機的脈搏儀，包括:時鐘電路，用于配合外部晶體實現振蕩，為所述單片機提供運行時鐘；復位電路，使所述單片機恢復到初始狀態；光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉換成電壓信號；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行濾波、放大和整形；單片機，根據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】
一種基于單片機的脈搏儀
技術領域
[0001]本實用新型涉及脈搏測量裝置，尤其涉及一種基于單片機的脈搏測量儀器。
【背景技術】
[0002]在21世紀，人工智能領域得到了快速的發展，人類社會正迎來由IT時代向DT時代的過渡期。物聯網和云計算正處于前所未有的風口，得到了長足的發展。人工智能方面，尤其是涉及醫療設備的人工智能收到關注。人們越來越渴望自己的健康狀況能夠通過智能設備實時直觀地了解，能夠通過測試計算出自己的慢性病和其他潛在狀況。
[0003]中醫是我國的偉大實用新型，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。脈搏是中醫辨證的一個重要依據，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，判斷出疾病的預后等，都是具有重要的臨床意義。結合現代電子技術的電子脈搏儀對脈搏頻率的檢測以及疾病的控制，在人們的健康領域有著十分重要的意義。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于單片機的脈搏儀，其能夠實現對人體脈搏信號的準確檢測，并且以數值的形式顯示在液晶顯示屏上。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:
[0006]—種基于單片機的脈搏儀，包括:
[0007]時鐘電路，用于配合外部晶體實現振蕩，為所述單片機提供運行時鐘；
[0008]復位電路，使所述單片機恢復到初始狀態；
[0009]光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉換成電壓信號；
[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行濾波、放大和整形；
[0011]單片機，根據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，將所述單片機得到的脈搏頻率進行顯示。
[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光二極管和光電二極管，所述第一發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電連接。
[0015]進一步地，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算放大器的第一同相輸入端電連接，所述運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、所述運算放大器的第二反相輸入端電連接，所述運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算放大器的第二輸出端、所述單片機電連接。
[0017]可選的，所述脈搏儀包括第二發光二級管，所述第九電阻的另一端與所述第二發光二極管的陰極電連接，所述第二發光二極管的陽極接Vcc電源。
[0018]可選的，所述運算放大器的型號為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，所述單片機的數據輸出端口與所述液晶顯示器的數據線端口電連接，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據線端口電連接。
[0020]可選的，所述液晶顯示器的型號為IXD1602。
[0021]可選的，所述單片機的型號為STC89C52。
[0022]本實用新型所采用的技術方案帶來的有益技術效果是:
[0023]信號燈能夠實時顯示脈搏的跳動；
[0024]能夠實時顯示被測者的脈搏頻率值，并在液晶顯示屏上顯示；
[0025]快速準確測量，結構簡單，生產成本低，適于推廣使用。
【附圖說明】

[0026]圖1是本實用新型一實施例提供的脈搏儀的電路框圖；
[0027]圖2是本實用新型一實施例提供的脈搏儀的電路圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的各實施方式進行詳細的闡釋。
[0029]參見圖1，一種基于單片機的脈搏儀，包括:
[0030]時鐘電路，用于配合外部晶體實現振蕩，為單片機提供運行時鐘；
[0031]復位電路，使單片機恢復到初始狀態；
[0032]光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉換成電壓信號；
[0033]信號處理電路部，將光電傳感電路部生成的電壓信號進行濾波、放大和整形；
[0034]單片機，根據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，將單片機得到的脈搏頻率進行顯示。
[0036]作為一種優選方案，單片機選擇STC89C52。采用51系列的單片機，該單片機是一個高可靠性，超低價，無法解密，高性能的8位單片機，32個1口，且STC系列的單片機可以在線編程、調試，方便實現程序的下載與整機的調試。
[0037]參見圖2，復位電路包括第一按鍵S1、第一電容Cl和第二電阻R2，STC89C52單片機的復位弓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單片機的片內震蕩電路的輸入端XTALl分別與第二電容C2的一端、第一晶振Yl的一端電連接，STC89C52單片機的片內震蕩電路的輸出端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光二極管Dl和光電二極管，第一發光二極管Dl的陽極電連接第四電阻R4至Vcc電源，第一發光二極管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，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算放大器的第一同相輸入端IIN+電連接，集成運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、集成運算放大器的第二反相輸入端2IN-電連接，集成運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算放大器的第二輸出端20UT、STC89C52單片機電連接。
[0046]作為一種優選方案，采用LM358集成運算放大器。經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]脈搏儀包括第二發光二極管，第九電阻R9的另一端與第二發光二極管D2的陰極電連接，第二發光二極管D2的陽極接Vcc電源。第二發光二極管D2閃爍發光，用以指示脈搏的狀態。
[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單片機的數據輸出端口 P0.0-P0.7與液晶顯示器的數據線端口 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據線端口電連接。
[0049]作為一種優選方案，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大，可顯示大量文字、圖形，清晰度高，對于本實施例而言一個LCD1602即可，價格也還能接受，需要的接口線較多，但會給調試帶來諸多方便。
[0050]脈搏儀包括電源，為STC89C52單片機提供5V電壓。Jl為5V電源的輸出端口。
[0051]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種基于單片機的脈搏儀，其特征在于，包括: 時鐘電路，用于配合外部晶體實現振蕩，為所述單片機提供運行時鐘； 復位電路，使所述單片機恢復到初始狀態； 光電傳感電路部，將測量脈搏的光信號轉換成電壓信號； 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行濾波、放大和整形； 單片機，根據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，將所述單片機得到的脈搏頻率進行顯示。2.如權利要求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光二極管和光電二極管，所述第一發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電連接。4.如權利要求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算放大器的第一同相輸入端電連接，所述運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、所述運算放大器的第二反相輸入端電連接，所述運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算放大器的第二輸出端、所述單片機電連接。6.如權利要求5所述的脈搏儀，其特征在于:包括第二發光二級管，所述第九電阻的另一端與所述第二發光二極管的陰極電連接，所述第二發光二極管的陽極接Vcc電源。7.如權利要求5所述的脈搏儀，其特征在于:所述運算放大器的型號為LM358。8.如權利要求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，所述單片機的數據輸出端口與所述液晶顯示器的數據線端口電連接，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據線端口電連接。9.如權利要求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.如權利要求1所述的脈搏儀，其特征在于:所述單片機的型號為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
【發明人】趙展, 魏雯, 卜樹坡, 孫嵐, 翟紅
【申請人】蘇州工業職業技術學院