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`一、项目设计背景及概述 心血管类疾病严重危害着人类的健康，尤其在中老年人群中具有较高的发生率，因此，如何提早的预防及诊断此类疾病就显得尤为重要，从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来受到中外医学界的重视，目前，主流的脉搏波测量方法有两种：压力脉搏波和容积脉搏波，自1938年Hertzman首次提出光电容积脉搏波描记法（PhotoPlethys-mography，PPG）以来，在20世纪的几十年中，国外许多科学研究人员在容积脉搏波领域中做了大量的基础研究和临床应用研究工作，但是，容积脉搏波的研究工作远远落后于压力脉搏波的研究，从而限制了容积脉搏波在临床上的进一步应用。而要研究容积脉搏波所包含的信息特征及机理，则需要尽可能真实地提取容积脉搏波形。 二、项目设计原理 2.1原理概述 容积脉搏波是借助光电手段，在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法，本项目采用透射式光电法检测脉搏信号，利用红外发射管产生红外信号，红外信号经过指端后，由光敏二极管接收，并产生微弱脉动电流，经流压转换电路将电流信号转换为电压信号，同时对信号进行放大，再通过信号调理电路进行放大滤波处理，由SLH单片机自带的A/D转换器进行A/D转换，并将采样数据进行数字滤波及放大处理，最终在LCD显示屏上显示脉搏波形及心率值，本系统具有波形提取及显示功能，指套脱落报警功能，可通过串口将数据传输给PC机，进行波形特征值的参数提取及进一步的处理，为容积脉搏波的进一步研究建立了基础。 2.2硬件设计原理 系统硬件电路框图如图2所示，采用深联华SC89F5162单片机作为本系统的控制核心，其内部资源丰富，不仅集成了如EUART，SPI等标准通讯模块，此外还集成了具有内建比较功能的ADC，PWM定时器以及模拟比较器（CMP）等模块，内置256字节RAM和62K字节Flash存储器，能够满足本项目开发的需求。光电传感器采用NELLCOR DS-100A血氧探头，其内部集成了红外发射管及光敏二极管，红外发射管采用38KHz的方波信号进行激励，以此来降低环境的干扰，光敏二极管接收到红外光后产生电流信号，需进行电流-电压转换处理，系统采用单电源供电的轨对轨运算放大器TLC2262进行模拟信号的调理，其具有低噪声、低偏置电流、低功耗等优点，在便携式设备及手持医疗仪表中有广泛的应用。再利用TLC2262进行模拟信号的滤波和放大处理，采用低通滤波，其截止频率为10hz，滤波的同时进行信号放大，放大倍数为20倍。单片机内部带有10位的AD转换器，对模拟信号进行采样。采样后的数据需要进行数字的滤波及放大处理，最后通过12864点阵液晶对波形及相关参数进行显示，系统采用蜂鸣器及LED进行声光报警指示，利用串口同计算机进行数据通信。模拟信号调理的详细参数如图1所示。输出PULSE信号为与人体脉搏跳动频率相同的方波信号，便于进行心率计算。 
2.3软件设计原理 在硬件平台的基础上完成本系统的软件设计与开发，编译环境采用keil4软件开发平台，系统的软件设计框图如图3所示，上电后，系统首先进行各个模块的初始化配置，利用单片机的PWM输出功能输出38KHz方波，同时进行AD数据转换，将采样数据进行数字信号处理，通过LCD12864点阵液晶显示容积脉搏波形，配置单片机EUART，可将采样数据传输给上位机，系统可以检测指套的佩戴情况，如果持续检测到采样数据为0，则发出声光报警，提示使用者指套已脱落，利用定时器溢出产生中断，进行LED闪烁控制，用以提示程序的运行状态。图4所示为系统的数字信号处理的简要流程图，为了更加真实地还原脉搏波形，对采样信号进行数字滤波放大处理，首先对采样数据进行存储，当存储到一定数量后，对所有数据相加，再取平均值，由此可滤除高频干扰，相当于低通滤波的效果，再对平均值乘以一定的数值，相当于进行信号的放大处理，最终输出波形质量较高的容积脉搏波形。图5所示为系统心率计算过程，系统不断查询IO管脚的电平状态，同时定时器定时开始，如果电平翻转2次，说明脉搏跳动一次，即为一个周期，10s钟时间到达后，将周期数乘以6则为一分钟内的脉搏跳动次数，即为心率。 三、项目设计框图 3.1硬件设计框图
3.2软件设计框图
四、测试结果 项目达到的关键硬件指标 1. 脉搏波形的检测及显示 2. 心率计算 3. 简单人机界面 4. 声光报警提示功能 5. 与PC机通信功能 6. 指套脱落检测 7. 波形暂停与续放功能 演示视频：http://pan.baidu.com/s/1dDEERsP `
深联华设计大赛项目报告书_杨风健（终稿）.pdf
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硬件电路.rar
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程序.rar
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