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应用研究根据MSP430G2553的智能脉息测试仪规划

根据MSP430G2553的智能脉息测试仪规划

时间:2019年06月10日 18:11:25 | 编辑作者:申博sunbet官网

在心脏的驱动下血液在人体血管中活动而构成脉息,它不只遭到心脏情况的影响,一起要遭到其他内脏参数的影响,因而,脉息信息能反映人体内脏器官健康情况。提出一种根据MSP430单片机完结对脉息信号相关参数的收集与处理的计划,能够有效地下降体系复杂性、功耗和体积,进步体系的抗搅扰才能,确保体系的高牢靠和实时性。

1 体系组成

脉息测验仪首要由脉息传感器、信号扩大电路、低通滤波电路、比较转化电路、微控制器及显现电路等模块构成,体系结构如图1所示

  

图1  体系硬件结构

 

选用恰当的光电发射接纳电路将脉息弱小的脉动转化成电信号, 再通过扩大电路滤波电路电压比较电路将脉息信号整形,较终由单片机记载和处理,对脉息进行显现。体系以MSP430G2553单片机为中心,通过片上独立的外部中止端口进行采样,CPU将采样数据运算处理后,将运算成果送至液晶显现模块,然后完结被测者脉息跳动速率的实时丈量显现。直流稳压电源部分则为整个脉息测验体系供给能量

2 体系硬件规划

2.1电源办理电路

电源办理电路模块完结体系电源改换,将3.6V 的锂电池电压改换为±6V,为脉息信号收集电路、扩大电路和滤波电路供电。选用 MC34063 将3.6V的电压升至 5V 为 LCD供电3.6V升压为12V电路 12V降压生成±6V电路如图2和图3所示。

 

图2   3.6V升压为12V电路

 

3  12V降压生成±6V电路

2.2脉息信号检测电路

研讨标明肌肉组织较血液具有更强的透光性,当血液流过指尖时,指尖的透光性变差,使用血液活动与脉息的共同性关系,检测指尖血液活动信号即可测验脉息信息规划选用红光对射式电路来检测脉息信号。光收发电路如图4 所示, 由D1 构成光发射电路,其间高亮度的红光 LED中的电流安稳,光照度亦很安稳, 透过手指头的光被光接纳检测器材光敏二极管D2接纳。检测电路的输出电压由可调电阻RP1和流经的电流I决议。假设有脉压动摇和无脉压动摇时的光敏二极管的电流分别为I1与I2,则

ΔV=V1-V2=I1RP1-I2RP1=RP1(I1-I2)

丈量时将发射管与接纳管关闭,防止环境光的搅扰, 恰当调整D1 与光敏二极管D2的间隔,可改进接纳灵敏度及安稳性。

 

图4  脉息信号检测电路

2.3.脉息信号处理电路 

为了确保脉息信号的完好及有效性,规划了若干级扩大电路和带通滤波电路。扩大电路如图5所示,选用OPA2227集成运算兴旺器进行规划,通过100K可调电阻RP2的调理,完结对扩大倍数的调整,满意后边通道对信号的要求。如图5所示

 

图5  脉息信号扩大电路

为了更好地对其进行剖析,还需对传感器输出信号进行滤波等处理 。使用高通滤波器,消除0.2Hz的呼吸波,其电路如图6所示。

 

有源高通滤波电路

关于10Hz以上的信号,选用低通滤波器,电路如图7所示

 

低通滤波电路

2.3 显现电路

显现电路首要由OCM12864-9液晶屏和MSP430G2553单片机构成首要效果是将被测者的脉息率等相关参数实时检测数据显现出来。规划选用 12864 液晶显现器的串行接口方法,电路如图8所示

 

图8 OCM12864-9液晶显现器的串行接口电路衔接

4 体系软件规划

体系以MSP430微控制器内部运算模块为中心,担任对通过扩大、滤波和整形的规范脉冲信号进行单位时刻内的计数,并将检测成果送至LCD液晶屏上实时显现。主程序流程如图9所示

图9  主程序流程

5测验成果

在室温条件下,随机挑选3个人为一组进行脉息测验。在收集过程中,每位组员将食指放在光电发射管和接纳管的中心,对各自的脉博数据进行记载比较,数据成果如1所示

表1  脉博数测验数据表

丈量目标

测验时刻(/s

脉息次数(仪器丈量)

脉息次数(实践丈量)

丈量误差

A

60

78

78

0

B

60

81

82

+1

C

60

83

81

-2

6

从试验的各项数据剖析,该脉息测验仪能较好地完结规划要求,具有携带便利安稳性高操作便利等特色。

参考文献

[1]费兆馥.现代中医脉诊学[M].北京:北京公民卫生出版社,2003.

[2]李德明. 低功耗便携式脉息测验仪的电路规划[J].湖北成人教育学院学报,2013(3):8-12

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