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(3) 呼吸的影响。
试验的原理主要是血液中的含氧量的变化进而导致人体组织变化而测量心跳的,这样均匀呼吸和急促呼吸就将使得人体内的含氧量大大不同。据试验所得,当人运动之后呼吸会比较剧烈,这时他的心跳值就会随之变大。正常情况下 ,心率指的是当人心平气和的时候的心跳值。
6.4 试验结果分析
一级放大电路在试验仿真时理论值为200倍,但焊接完之后实际值却只有20倍,这里存在着很多方面的原因,比如放大器供电不足,理论需要-5V电压,但设计做出的电源电压只有-3~-4V,严重影响了放大器的工作;还有就是材料限制、焊接中的问题以及理论方面的不足。
二级放大电路(比较电路)基本上完成了由正弦波变成方波的要求,虽然在放大倍数上没有达到理论要求值,但不影响系统的正常运行。
设计基本上达到了测量人体内脉搏变化而计算得到心跳次数的要求,手指放在光电传感器前面10秒后,四位数码管即可显示被测人的心跳。
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7 总结和展望
心率是指单位时间内心脏波动的次数。一般指每分钟的心跳次数,是临床常规检查的生理指标。传统测量脉搏次数的方法是以基准时间为单位,并通过基准时间内测得的脉搏跳动次数和相关倍数,计算出没分钟的脉搏次数。
但在现实生活中,这种可以直接测量心跳的仪器还不是很常用,在很多小型医院里 ,医生们依旧使用着古老的手动式听诊器,这大大影响了效率和救治的时间。这就为心率计的研究与生产奠定了必然基础。
本文是基于单片机研究设计的心率计,现在市场上存在了一些基于FPGA研究设计的心率计,二者的原理和过程基本上是一样的!心率计的原理是用传感器接收到人体微弱的信号,因为人体信号比较的微弱,一般放大的倍数也比较高,100倍以上的。
心率计硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、信号采集和信号放大与滤波处理电路三部分。单片机采用AT89S52或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,利用外中断0口监测由传感器OPT101信号采集电路输出的信号。显示电路采用简单实用的3位LED数码管,信号用OP07放大。
基于单片机心率计的软件设计主要由主程序流程图、中断程序流程图及显示子程序组成。我们知道C语言程序有利于实现较复杂的算法,汇编语言程序则具有较高的效率且容易精细计算程序运行的时间,而心率计的程序既有较复杂的计算(时间t内的平均值),又要求精细计算程序运行时间(动脉搏动时间),所以控制程序可采用C语言和汇编语言混合编程而成。
实物焊接出来之后,先要进行硬件调试。电路的调试过程是检验、修正设计方案的实践过程,也是应用理论知识来解决实践中各类问题的关键
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环节,是电路设计者必须掌握的基本技能。
把电子元器件连接起来,实现特定功能的关键一步是调试。调试方法有两种:分块调试法和整体调试法。在硬件检测完之后,在没有问题的情况下可以输入程序,调试程序的可行性,并加以改正,配合着程序改动系统的原理图。
文中的心率计使用了脉搏波作为源信号,当然我还可以通过对心电图的分心来研究心率,它们的后继电路部分结构都大同小异,主要的区别是前段的信号采集。本仪器适用于6—9V直流电压,工作电流为100mA左右,心率计通电后,将手指放在红外光电传感器的中即可检测到人体的信号,并在数码管中显示出来!
当然它也存在着一定的问题,但我想在后来的研制和生产中,肯定会大大提高它的性能 ,极力完善它的缺点。
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致 谢
首先,我要感谢我的导师高娜老师在毕业设计中对我给予的悉心指导和严格要求,正是在高老师您的细心指导和关怀之下,我顺利、及时的完成了毕业论文设计和实物的制作。
接着我要感谢学校和学院给了我们这么一次展示自己才华的机会,大学行将结束,在踏入社会之前,学校安排这么一次毕业设计之旅,这在很大程度上提高了我的学业水平和生活适应能力。
同时也感谢本校的一些老师在毕业设计期间所给予我的帮助,在我毕业论文写作期间,各位老师给我提供了种种专业知识上的指导和日常生活上的关怀,没有你们这样的帮助和关怀,我不会这么顺利的完成毕业设计,借此机会,向你们表示由衷的感激。同时还要感谢系实验室在毕业设计期间提供给我们优越的实验条件。
最后,我要感谢和我一起做毕业设计的同学。在毕业设计的短短3个月里,你们给我提出很多宝贵的意见,给了我不少帮助,我想没有你们,我也很难顺利的完成毕业设计,在此也真诚的谢谢你们。同时,我还要感谢我的寝室同学和身边的朋友,正是在这样一个团结友爱,相互促进的环境中,在和他们的相互帮助和启发中,才有我今天的小小收获。
还有许许多多给予我学业上鼓励和帮助的朋友,在此无法一一列举,在此也一并表示衷心地感谢!谢谢大家!
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