一種便攜式單片機(jī)控制液晶顯示型心率計(jì)設(shè)計(jì)

引言

　　過去人們測量脈搏時(shí)常用的方法是使用測量脈搏的聽診器，或者使用吸附在人體上的電極等老式測量方法，這些方法無疑都不便于室外場所使用。本心率計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮到了這一點(diǎn)。它采用紅外線來進(jìn)行檢測采集人體的脈搏，檢測的部位為被檢測人的任意一個(gè)手指或者是耳垂。

　　檢測的基本原理是：隨著心臟的搏動(dòng)，人體組織半透明度隨之改變。當(dāng)血液送到人體組織時(shí)，組織的半透明度減??；當(dāng)血液流回心臟，組織的半透明度增大。這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。因此，本心率計(jì)將紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的上述部位，并用裝在該部位另一側(cè)或旁邊的紅外光電管來檢測機(jī)體組織的透明程度并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于此信號(hào)的頻率與人體每分鐘的脈搏次數(shù)成正比，故只要把它轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形、計(jì)數(shù)和顯示，就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測脈搏次數(shù)的目的。

硬件電路設(shè)計(jì)

　　筆者設(shè)計(jì)的這款便攜式單片機(jī)控制液晶顯示型心率計(jì)，硬件整體電路如圖1所示。它可分為兩個(gè)大的電路組成部分，即心率采集處理電路和單片機(jī)控制顯示部分。

圖1

心率采集處理電路

　　心率采集處理電路如圖2所示。該部分電路主要由脈搏次數(shù)紅外檢測采集電路模塊、信號(hào)抗干擾電路模塊、信號(hào)整形電路模塊等三個(gè)主要的電路模塊組成。其中，紅外線發(fā)射管D1和紅外線接收管Q1組成了紅外檢測采集電路；R2與C1、C2與C3、R4與C4和IC1a共同構(gòu)成了信號(hào)抗干擾電路組，它們分別承擔(dān)了對(duì)信號(hào)的低通濾波、干擾光線的光電隔離、殘余高頻干擾的濾除等任務(wù)。另外，IC1b、C5與R10、IC1c則共同組成了信號(hào)整形電路模塊。

圖2