脈搏 壓電傳感器：壓電傳感器SC0073脈搏測量儀設(shè)計(jì)★解析.doc
大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院
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單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告
題 目： 脈搏測量儀設(shè)計(jì) 目 錄
1任務(wù)分析和性能指標(biāo) 1
1.1任務(wù)分析 1
1.2性能指標(biāo) 1
2總體方案設(shè)計(jì) 2
2.1硬件方案 2
2.1.1傳感器 2
2.1.2 信號處理 2
2.1.3 單片機(jī) 2
2.1.4 電源 2
2.2軟件方案 2
3硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4
3.1前置放大電路 4
3.2二階有源濾波電路 4
3.3波形整形電路 5
3.4單片機(jī)接口電路 6
4軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7
4.1 主程序 7
5 調(diào)試及性能分析 8
5.1 調(diào)試分析 8
總 結(jié) 9
參考文獻(xiàn) 10
附錄1 元器件清單 11
附錄2 調(diào)試系統(tǒng)照片 12
附錄3源代碼 13
1任務(wù)分析和性能指標(biāo)
1.1任務(wù)分析
醫(yī)院的護(hù)士每天都要給住院的病人把脈記錄病人每分鐘脈搏數(shù)，方法是用手按在病人腕部的動脈上，根據(jù)脈搏的跳動進(jìn)行計(jì)數(shù)。為了節(jié)省時(shí)間，一般不會作1分鐘的測量，通常是測量10秒鐘時(shí)間內(nèi)心跳的數(shù)，再把結(jié)果乘以6即得到每分鐘的心跳數(shù)，即使這樣做還是比較費(fèi)時(shí)，而且精度也不高。為了提高脈搏測量的精確與速度，多種脈搏測量儀被運(yùn)用到醫(yī)學(xué)上來，從而開辟了一條全新的醫(yī)學(xué)診斷方法。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量技術(shù)也越來越先進(jìn)，對脈搏的測量精度也越來越高，國內(nèi)外先后研制了不同類型的脈搏測量儀，而其中關(guān)鍵是對脈搏傳感器的研究。
動態(tài)微壓傳感器是一種高性能、低成本的壓電式小型壓力傳感器，產(chǎn)品采用壓電薄膜作為換能材料，動態(tài)壓力信號通過薄膜變成電荷量，在經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出。該傳感器具有靈敏度高，抗過載及沖擊波能力強(qiáng)，抗干擾性好、操作簡便、體積小、重量輕、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)控制、交通、安全防衛(wèi)等領(lǐng)域。但人體的生物信號多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號, 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號,因此必需經(jīng)過放大和后級濾波以滿足采集的要求。
1.2性能指標(biāo)
系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量人的脈搏次數(shù)，一分鐘誤差不超過1次，有直觀的顯示系統(tǒng)。系統(tǒng)要求有自己設(shè)計(jì)電路部分。
2總體方案設(shè)計(jì)
2.1硬件方案
本系統(tǒng)主要由動態(tài)微壓傳感器、脈搏信號調(diào)理模塊、51單片機(jī)組成。其中模塊信號調(diào)理模塊包括信號低通濾波電路、基于LM358的信號放大電路、基于LM339的信號整形電路。
2.1.1傳感器
SC0073脈搏傳感器，該傳感器采用壓電復(fù)合材料作為換能元件，信號通過特殊的匹配層傳遞到換能元件上變成電荷量，再經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。該傳感器是一種高性能低成本的振動傳感器，具有靈敏度高、頻率響應(yīng)范圍寬、抗過載及沖擊能力強(qiáng)、抗干擾性好、操作簡便等特點(diǎn)。通過測試該型號傳感器性能基本滿足條件。
2.1.2 信號處理
由于從傳感器輸出的脈搏信號十分微弱而且有用信號容易淹沒在噪聲信號中，因此需要對采集到的原始脈搏信號進(jìn)行放大和濾波等處理即向傳感器、信號處理、單片機(jī)提供的電源，可以是5-V直流的電源。2.2軟件方案
統(tǒng)主程序控制單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行, 它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序主要完成對單片機(jī)內(nèi)專用寄存器、定時(shí)器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。系統(tǒng)初始化之后, 進(jìn)行定時(shí)器中斷、外部中斷、顯示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序
圖3.4.1單片機(jī)接口電路
信號處理后的電路接到單片機(jī)P3.0口，同過軟件查詢方式來對脈搏信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理后送給數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管采用靜態(tài)顯示方式，提高顯示亮度。
4軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 主程序
圖2.2.1主程序流程圖
5 調(diào)試及性能分析
5.1 調(diào)試分析
由于程序調(diào)試是否成功，這是關(guān)鍵的一步，因?yàn)閱渭兊挠布o法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的。因此，對程序的調(diào)試就同樣重要。調(diào)試這階段發(fā)生過的故障如：子程序在運(yùn)行時(shí)破壞現(xiàn)場，緩沖單元發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上有失誤，堆棧區(qū)域有溢出等問題。采用單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式對每個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)試，單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，再進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，這是因?yàn)閱尾竭\(yùn)行只能驗(yàn)證該子程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問題。待全部完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次觀察。
總 結(jié)
本設(shè)計(jì)主要是51單片機(jī)在脈搏測試系統(tǒng)中的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了單片機(jī)的最
小系統(tǒng)，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了脈搏的測量系統(tǒng)，由傳感器采集到脈沖信號，經(jīng)過信號的濾波、放大和整形電路將輸出的信號通過單片機(jī)的外部中斷獲取并最終在數(shù)碼管上顯示。利用單片機(jī)自身的定時(shí)中斷、外部中斷、計(jì)數(shù)等功能，不僅能顯示出此次脈搏測量的次數(shù)，還能自動儲存這個(gè)數(shù)據(jù)。
本次所設(shè)計(jì)的測量儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具
有實(shí)際意義。由于時(shí)間比較短，同時(shí)本人掌握的知識有限，本次設(shè)計(jì)雖已完成
脈搏 壓電傳感器：壓電脈搏傳感器
河北無限科技有限公司
公司經(jīng)營雙頭高精壓電寫真機(jī)，單頭高精壓電寫真機(jī)，戶內(nèi)外高精度壓電寫真機(jī)，噴繪機(jī)，條幅機(jī)，旗幟機(jī)，刻字機(jī)，萬能平板打印機(jī)。環(huán)保型弱溶劑墨水， 公司本著以服務(wù)客戶為宗旨，以質(zhì)量求生存的發(fā)展理念，不斷開拓創(chuàng)新，旗幟鮮明地為廣大客戶提供*產(chǎn)品、*服務(wù)，與大家攜手共進(jìn)。
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宋先生
宋先生是一家，注冊資本為1萬，所在地區(qū)位于北京豐臺區(qū),主營產(chǎn)品或服務(wù)為各種壓電打印頭。我們以誠信、實(shí)力和質(zhì)量獲得業(yè)界的高度認(rèn)可，堅(jiān)持以客戶為核心，“質(zhì)量到位、服務(wù)*”的經(jīng)營理念為廣大客戶提供*的服務(wù)。歡迎各界朋友蒞臨宋先生參觀、指導(dǎo)和業(yè)務(wù)洽談。您如果對我們感興趣的話，可以直接聯(lián)系我們或者留下聯(lián)系方式。聯(lián)系人宋，電話：，手機(jī)：，聯(lián)系地址：北京豐臺區(qū)。
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廣州凱立達(dá)電子有限公司是一家*致力于壓電蜂鳴片、壓電蜂鳴器、壓電傳感器、微孔霧化片等研發(fā)和生產(chǎn)的高科技企業(yè)。公司位于交通發(fā)達(dá)的廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)永和經(jīng)濟(jì)區(qū)。
凱立達(dá)發(fā)展已近30年，目前擁有200多名員工和大量自動化生產(chǎn)、檢測設(shè)備，如水磨機(jī)、流延機(jī)、擠膜機(jī)、自動被銀機(jī)、自動貼片機(jī)、自動裝配機(jī)、自動測試機(jī)等。廠房面積超過6000平方米，月產(chǎn)能達(dá)1800萬只。<br &="" 東莞市日成精密儀器有限公司="" 東莞市日成精密儀器有限公司的產(chǎn)品主要有氣動噴射精密點(diǎn)膠系列、壓電噴射精密點(diǎn)膠系列、精密涂覆閥系列、螺桿精密點(diǎn)膠系列、熱熔膠噴射系列和焊膏壓電噴印系列產(chǎn)品等等。="" 公司集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體，專注于電子封裝中的流體精密控制解決方案，為客戶提供流體精密點(diǎn)膠設(shè)備及其相關(guān)配套產(chǎn)品和服務(wù)。公司的產(chǎn)品主要用于*制造業(yè)中的點(diǎn)膠密封、涂層涂覆、定點(diǎn)灌封、高精度非接觸噴射及其填充等作業(yè)。公司產(chǎn)品應(yīng)用="" 東莞市日成精密儀器有限公司主營產(chǎn)品有：精密視覺壓電噴膠系統(tǒng)、精密視覺壓電滑閥點(diǎn)膠系統(tǒng)、精密視覺螺桿閥點(diǎn)膠系統(tǒng)、全自動噴膠="" 點(diǎn)膠組裝流水線等系列自動化設(shè)備。本已經(jīng)順利通過國際質(zhì)量認(rèn)證管理體系,符合iso="" 9001:2015的要求；認(rèn)證范圍：高精度工業(yè)自動化點(diǎn)膠機(jī)、噴膠機(jī)的研發(fā)，生產(chǎn)。公司產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)遍布smt="" ems、生命科學(xué)、醫(yī)療器械、汽車電子、手機(jī)電子、新能源電池、電聲元器件、馬達(dá)、光="" 翎藝（廈門）科技有限公司="" vermes微密斯點(diǎn)膠壓電噴射閥配件耗材保養(yǎng)維修撞針噴嘴密封圈我司作為德國微電膠技術(shù)進(jìn)口設(shè)備提供商，*提供vermes微密斯點(diǎn)膠壓電噴射閥配件，包括液盒配件：撞針密封環(huán)密封圈，推桿棒，擰緊螺釘和注射筒連接器，在這大部分不同的材料均可供選擇，如：不銹鋼或聚醚醚酮(peek)。提供mds="" 3200xx系列全新撞針，噴嘴針頭及其管道清洗刷、液盒清潔器、清洗棒、液盒刷等，也有噴嘴=""
