• 便携式单片机控制液晶显示型心率计
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    便携式单片机控制液晶显示型心率计
     
      检测的基本原理是:随着心脏的搏动,人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时,组织的半透明度减小;当血液流回心脏,组织的半透明度大。这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。因此,本心率计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位,并用装在该部位另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比,故只要把它转换成脉冲并进行整形、计数和显示,就能实现实时检测脉搏次数的目的。
     
      经前面处理得到的信号为叠加有噪声的脉冲正弦波,接下来必须对这个信号经过整形。先是通过比较器IC1b将正弦波转换成方波。利用R8可以实现将比较器的阈值调定在正弦波的幅值范围之内的目的。接下来,从IC1b的7引脚输出的方波信号经C5、R10构成的微分电路,进行微分处理后将成为正负相间的尖脉冲。为了稳定脉冲的输出,电路设计时是将此脉冲输入到单稳多谐振荡器IC1c的反相输入端,并利用IC1c的输出来作为后极工作的实际使用脉冲。
     
      IC1c在工作时,凡有输入信号时,它会在输入信号后沿到来时输出高电平,从而使C6通过R11充电。大约持续20ms之后,IC1c同相输入端的电位会因C3充电电流减小而降低,当此电位低于反相输入端的电位时,IC1c就将改变状态并再次输出低电平。这20ms的脉冲时间是与脉搏同步的,这种脉冲在电路工作时是与红色发光二极管D3的闪烁情况相对应的。
     
      另外,为了提示用户及时观察心率值的显示,电路中还设置了一个提示音的装置。即每次脉冲到来时,单片机P3.7引脚所连接的蜂鸣器SP均会发出提示音,这样,当用户第二次听到这个提示音时。如此一来,结合前面心率采集处理电路中对于每次脉搏给予的点亮闪烁装置,本心率计在使用时就可以通过声光相结合的形式形象地把脉搏的快慢显示出来。
     
      电路中单片机选用AT89C2051单片机。液晶显示器芯片则选用SMC1602A,电路中用到的运算放大器IC1为常用的四运放LM324,它的四路分别分配给了IC1a、IC1b、IC1c和IC1d。本心率计的电源为7~9V直流电源,可以通过电池供电,也可通过交直流转换后来获取,正常工作时的工作电流为100mA。设计中使用的提示音装置为普通蜂鸣器,也可用8Ω微型喇叭来代替。另外,单片机采用的是12MHz的晶振,若用其它频率晶振,在软件设计中就需进行相应修改。

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