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應用研究根據MSP430G2553的智能脈息測試儀規劃

根據MSP430G2553的智能脈息測試儀規劃

時間:2019年06月10日 18:11:25 | 編輯作者:申博sunbet官網

在心臟的驅動下血液在人體血管中活動而構成脈息,它不只遭到心臟情況的影響,一起要遭到其他內臟參數的影響,因而,脈息信息能反映人體內臟器官健康情況。提出一種根據MSP430單片機完結對脈息信號相關參數的收集與處理的計劃,能夠有效地下降體系復雜性、功耗和體積,進步體系的抗攪擾才能,確保體系的高牢靠和實時性。

1 體系組成

脈息測驗儀首要由脈息傳感器、信號擴大電路、低通濾波電路、比較轉化電路、微控制器及顯現電路等模塊構成,體系結構如圖1所示

  

圖1  體系硬件結構

 

選用恰當的光電發射接納電路將脈息弱小的脈動轉化成電信號, 再通過擴大電路濾波電路電壓比較電路將脈息信號整形,較終由單片機記載和處理,對脈息進行顯現。體系以MSP430G2553單片機為中心,通過片上獨立的外部中止端口進行采樣,CPU將采樣數據運算處理后,將運算成果送至液晶顯現模塊,然后完結被測者脈息跳動速率的實時丈量顯現。直流穩壓電源部分則為整個脈息測驗體系供給能量

2 體系硬件規劃

2.1電源辦理電路

電源辦理電路模塊完結體系電源改換,將3.6V 的鋰電池電壓改換為±6V,為脈息信號收集電路、擴大電路和濾波電路供電。選用 MC34063 將3.6V的電壓升至 5V 為 LCD供電3.6V升壓為12V電路 12V降壓生成±6V電路如圖2和圖3所示。

 

圖2   3.6V升壓為12V電路

 

3  12V降壓生成±6V電路

2.2脈息信號檢測電路

研討標明肌肉組織較血液具有更強的透光性,當血液流過指尖時,指尖的透光性變差,使用血液活動與脈息的共同性關系,檢測指尖血液活動信號即可測驗脈息信息規劃選用紅光對射式電路來檢測脈息信號。光收發電路如圖4 所示, 由D1 構成光發射電路,其間高亮度的紅光 LED中的電流安穩,光照度亦很安穩, 透過手指頭的光被光接納檢測器材光敏二極管D2接納。檢測電路的輸出電壓由可調電阻RP1和流經的電流I決議。假設有脈壓動搖和無脈壓動搖時的光敏二極管的電流分別為I1與I2,則

ΔV=V1-V2=I1RP1-I2RP1=RP1(I1-I2)

丈量時將發射管與接納管關閉,防止環境光的攪擾, 恰當調整D1 與光敏二極管D2的間隔,可改進接納靈敏度及安穩性。

 

圖4  脈息信號檢測電路

2.3.脈息信號處理電路 

為了確保脈息信號的完好及有效性,規劃了若干級擴大電路和帶通濾波電路。擴大電路如圖5所示,選用OPA2227集成運算興旺器進行規劃,通過100K可調電阻RP2的調理,完結對擴大倍數的調整,滿意后邊通道對信號的要求。如圖5所示

 

圖5  脈息信號擴大電路

為了更好地對其進行剖析,還需對傳感器輸出信號進行濾波等處理 。使用高通濾波器,消除0.2Hz的呼吸波,其電路如圖6所示。

 

有源高通濾波電路

關于10Hz以上的信號,選用低通濾波器,電路如圖7所示

 

低通濾波電路

2.3 顯現電路

顯現電路首要由OCM12864-9液晶屏和MSP430G2553單片機構成首要效果是將被測者的脈息率等相關參數實時檢測數據顯現出來。規劃選用 12864 液晶顯現器的串行接口方法,電路如圖8所示

 

圖8 OCM12864-9液晶顯現器的串行接口電路銜接

4 體系軟件規劃

體系以MSP430微控制器內部運算模塊為中心,擔任對通過擴大、濾波和整形的規范脈沖信號進行單位時刻內的計數,并將檢測成果送至LCD液晶屏上實時顯現。主程序流程如圖9所示

圖9  主程序流程

5測驗成果

在室溫條件下,隨機挑選3個人為一組進行脈息測驗。在收集過程中,每位組員將食指放在光電發射管和接納管的中心,對各自的脈博數據進行記載比較,數據成果如1所示

表1  脈博數測驗數據表

丈量目標

測驗時刻(/s

脈息次數(儀器丈量)

脈息次數(實踐丈量)

丈量誤差

A

60

78

78

0

B

60

81

82

+1

C

60

83

81

-2

6

從試驗的各項數據剖析,該脈息測驗儀能較好地完結規劃要求,具有攜帶便利安穩性高操作便利等特色。

參考文獻

[1]費兆馥.現代中醫脈診學[M].北京:北京公民衛生出版社,2003.

[2]李德明. 低功耗便攜式脈息測驗儀的電路規劃[J].湖北成人教育學院學報,2013(3):8-12

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