便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word文档下载推荐.docx
《便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word文档下载推荐.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
HK-2000B脉搏传感器：
HK-2000B集成化脉搏传感器将力敏组件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。
具有灵敏度高、抗干扰能力强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。
压电式原理采集信号，能够输出完整的脉搏波电压信号。
它的输出是和脉压对应的0~1.0v脉动模拟电压信号。
AD/DA转换器PCF8951：
8位AD/DA转换器。
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bitCMOS数据获取器件。
它具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²
C总线接口。
PCF8591的3个地址引脚A0,A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I²
C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。
在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I²
C总线以串行的方式进行传输。
PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。
PCF8591的最大转化速率由I²
C总线的最大速率决定。
STC89C52单片机：
与51指令兼容。
通用型，有总线扩展和较强的位处理功能，其全双工异步串行通信口，所以具有串口通讯功能。
作为数据采集和传输的控制器。
RS232转USB芯片PL2303：
PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步串行通信装置与USB功能接口便利联接的解决方案。
该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换。
三．软件编程
（1）结构框图
满足综合实训的内容要求，选择的硬件等，人体的脉搏经过HK-2000B脉搏传感器测量得到脉搏的模拟信号，由电路中的放大及滤波电路放大和滤波之后，再由A/D转换电路转换成数字信号，经过LabVIEW，最后在LabVIEW的前面板显示，设计结构框图如图1所示。
串行通信程序
单片机接口电路
A/D转换电路
放大及滤波电路
压变式传感器
脉
搏
→→→→→
A/D转换驱动程序
脉搏波形显示
LabVIEW编程
↑↓
←
图1系统结构框图
（2）程序流程图：
满足综合实训的内容要求，选择的硬件等，由程序框图可得，主程序中：
先定时初始化和串口波特率初始化，接着判断，最后通过I2C总线协议读取PCF8591的数据，由串口发送读取的数据；
中断服务子程序：
先重装定时初值，t0_num的判断，与主程序共同执行，其中在PCF8591中的程序流程是：
启动IIC总线--停止IIC总线--应答IIC总线--非应答IIC总线--发送一个字节--读入一个字节并返回。
设计程序流程图如图2所示。
主程序中断服务子程序
重装定时初值
开始
t0_num++
定时初始化
串口波特率及初始化
N
t0_num≧1?
N
Flag_time=1
Flag_time=1?
Y
Y
t0_num=0
通过I2C总线协议读取PCF8591的数据
串口发送读取的数据
返回主程序
Flag_time=0
图2程序流程图
（3）主要功能的程序实现：
●利用KeiluVision4来编写和编译代码
KeiluVision4的图标如图3所示图3KeiluVision4
编写AT89C52设计数据采集和数据传输的控制程序
/*---------------读取AD模数转换的值，有返回值------------*/
unsignedcharReadADC（unsignedcharChl）
{
unsignedcharData;
Start（）;
//写入芯片地址
Send（AddWr）;
Ack（）;
Send（0x40|Chl）;
//写入选择的通道，本程序只用单端输入，差分部分需要
自行添加
//Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道
Send（AddRd）;
//读入地址
Data=Read（）;
//读数据
Scl=0;
NoAck（）;
Stop（）;
returnData;
//返回值
}
数据采集：
调用ADtemp=ReadADC（0）;
//采集
数据传输：
SBUF=ADtemp;
//传输
●
利用STC_ISP_V480来烧写目标代码
STC_ISP_V480的图标如图4所示
图4STC_ISP_V480
●利用LABVIEW8.5界面来处理和显示上位机数据
①基于LABVIEW设计PC机从USB口读取数据的通讯程序
先安装NI-VISA
图5visa420full
ViOpen，打开并指定VISAresourcename的设备的连接。
ViProperty，VISA设备的属性子节点，可以设置端点或传输方式。
ViWrite，向VISAresourcename指定的设备写入数据。
ViRead，从VISAresourcename指定的设备读出数据。
ViClose，结束设备读写并关闭与指定设备的连接。
LabVIEW串口初始化：
在LabVIEW中找到VISA放于程序框图中，在VISA需要初始化的接线口处右键配置其串口、波特率、奇偶校验、数据比特、停止位。
最后状态如图6所示
在LabVIEW中找到Instr放于VISA后面，用于数据采集，Instr的特点是，有多少数据就能采集多少数据，没有就不采集。
Instr如图7所示
图6LabVIEW串口初始化图7数据采集
②基于LABVIEW设计数据处理和分析显示程序，计算每分钟脉搏次数，如图8所示
图8
在此循环程序中实现了数据处理。
数据采集后直接可以出来脉搏波形，并且经过计算处理得出脉搏次数并在前面板显示，最后的循环程序是为了让脉搏次数在正常范围内显示正常，低于或高于正常范围显示异常。
四．附（硬件电路图，实物图，实验结果等）
●电路图
基于STC89C52和PL2303设计RS232转USB的转换电路，如图9所示。
图9
利用HK-2000B脉搏传感器和8位AD/DA转换器PCF8951设计人体脉搏信号的模拟量采集和转换电路，如图10所示。
图10
●实物图
图11
在实物图中，接线方式如图11所示，我用的单片机开发板是自己买的STC89C52单片机，接线图的原理和要求是一样的，PCF8591和HK-2000B脉搏传感器是实训中大家共用的。
●程序图
图12
程序图中如图12所示：
大方框左边的是LabVIEW串口初始化，大方框内是一个While大循环；
小方框左边是数据采集和计时，上方时数组模块；
在小方框内，上方是数据缓冲区，左边是数据接收处理和脉搏波形，中间是单品测量信号，右边是脉搏次数的判断和测试结果与脉搏次数显示，测试结果显示正常和异常。
●前面板
图13
前面板如图13所示：
左边是LabVIEW串口初始化在前面板上显示的COM端口、波特率、奇偶校验、数据比特、停止位，中间是脉搏波形显示；
波形下方是我的班级、姓名、学号；
右边是脉搏次数、测试结果的显示，及接收缓冲区的缓存字节。
●无脉搏（选择合适的COM端口）
图14
HK-2000B脉搏传感器其技术指标如下：
电源电压：
5～6V
DC
压力量程：
-50～+300mmHg
灵敏度：
2000uV/mmHg
灵敏度温度系数：
1×
10-4/℃
精度：
0.5%
重复性：
迟滞：
0.5%过载：
100倍
由HK-2000B脉搏传感器的灵敏度：
，灵敏度温度系数：
，精度：
，显而易见，当无脉搏测量时，由于空气的震动等原因，脉搏波形并不是一条纯粹的直线，而是一条有些波动的直线，且波动幅值很小，脉搏波形如图14所示。
●正常（选择合适的COM端口）
图15
正常测量脉搏如图15所示，有测量的脉搏波形可知，脉搏波形整齐并且幅值在180--200的范围内波动。
测量的脉搏次数是79，并且测试结果显示正常，下方显示出了接收缓冲区，缓冲的字节正常。
升级会员 