基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文---文檔均為word文檔，下載后可直接編輯使用亦可打印---摘要本課題以STC15單片機(jī)作為控制系統(tǒng)核心的心率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，先采用紅外對(duì)管實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏信號(hào)的采集，再使用LM328作為運(yùn)放設(shè)計(jì)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的處理，經(jīng)處理的信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行A/D采樣以及算法處理，最后在液晶屏上實(shí)現(xiàn)脈搏波形以及脈率的顯示。除此之外，還采用LabVIEW設(shè)計(jì)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)與MCU通信?；緦?shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的測(cè)量，以及對(duì)脈搏波形的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本設(shè)計(jì)測(cè)量脈率方法簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果精確，顯示界面整齊大方，具有比較好的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：脈搏檢測(cè)系統(tǒng)，STC15W408AS，紅外光電傳感器，串口，LabVIEW基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。Designofpulseratedetectionsystem基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。BasedonLabVIEWMeasurementandControlTechnologyandInstrument,Measuring2014classWeiCaiLianSupervisorGanYong-jingAbstractThistopictoSTC15single-chipmicrocomputerascorecontrolsystemoftheheartratemeterdesign,byusinginfraredtubetopulsesignal,theamplificationfiltercircuitforfilterandamplificationprocessing,thepulsesignalsusingLM328asop-ampdesigncontrolcircuittorealizethecollectionofsignalprocessing,theprocessingofsignalintotheMCUA/Dsamplingandprocessingalgorithm,thefinalrealizationofpulsewaveformontheLCDpanelandpulsefrequencydisplay.Inaddition,LabVIEWisusedtodesigntheuppermachinetocommunicatewithMCU.Themeasurementofhumanpulseandthereal-timemonitoringofpulsewaveformarerealized.Thedesignmeasuringpulseratemethodissimple,thetestresultisaccurate,thedisplayinterfaceisfriendly,hastherelativelygooddevelopmentprospect.Keywords:Pulsedetectionsystem,STC15W408AS,infraredemissionreceivingsensor,serialport,LabVIEW基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。目錄1引言脈搏的研究背景每分鐘脈搏跳動(dòng)次數(shù)這一物理量在生產(chǎn)加工，人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面都是一個(gè)最基本也是非常重要的一個(gè)物理量，在很多應(yīng)用條件下，需要對(duì)脈搏跳動(dòng)這個(gè)量進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。近幾年來(lái)，伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)現(xiàn)代設(shè)備的精度的要求也越來(lái)越高，信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿尖端技術(shù)包括傳感器技術(shù)，通訊技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)。我們可以通過(guò)脈搏跳動(dòng)的情況了解到心臟的情況，以得知身體的健康狀況。然而診斷看病是個(gè)不容易的工作，診脈的方法不容易被人掌握。1.2選題意義由心臟搏動(dòng)而引起的脈搏,我們可以根據(jù)這個(gè)線索去找反映身體的重要標(biāo)志。針對(duì)脈搏的跳動(dòng),我們都知道在中醫(yī)上有一種非常重要的診斷方式，那就是診脈。中醫(yī)的醫(yī)生一直是用手來(lái)號(hào)脈,進(jìn)而得到脈搏的信息。通過(guò)手號(hào)脈是一種很難掌握的技巧,因此人們十分的迫切有一種儀器可以快速準(zhǔn)確的得到脈搏跳動(dòng)的次數(shù)這個(gè)信息。作為工業(yè)管制系統(tǒng)中必不可少的組成部分，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，是進(jìn)行工業(yè)分析，進(jìn)行工業(yè)處理以及控制的根據(jù)。將單片機(jī)采集到的脈搏每分鐘跳動(dòng)次數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)窗口傳輸給上位機(jī)，達(dá)到了進(jìn)行了實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，以保證平常醫(yī)療安全檢測(cè)。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1實(shí)現(xiàn)的要求和功能(1)運(yùn)用光電傳感器原理采集到人體的指尖輸出的脈搏信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換、MCU處理及設(shè)計(jì)的算法得到脈率；(2)通過(guò)上位機(jī)(LabVIEW)及液晶屏實(shí)時(shí)顯示波形及脈率值，實(shí)現(xiàn)人體脈率的現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。(3)采集到的波形完好干凈，噪聲?。换贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。(4)測(cè)量結(jié)果誤差范圍在6%以內(nèi)；(5)上位機(jī)界面友好，人性化，便于專業(yè)人士分析觀察；(6)價(jià)格合理，性價(jià)比較高。2.2采集主控芯片方案方案一：利用STC15W408AS單片機(jī)完成對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制。方案二：利用單片機(jī)STC89C51作為控制部分。方案論證：方案一中STC15W408AS單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T)的單片機(jī)，是高速/高可靠、低功耗、超強(qiáng)抗干擾，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換。方案二中STC89C51單片機(jī)雖然簡(jiǎn)單易懂，但功耗較大，數(shù)據(jù)傳輸速率低，要實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能還存在一定的難度。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用方案一，用STC15W408AS作為芯片控制部分。系統(tǒng)所采用的STC15W408AS是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。MAX810有很多內(nèi)部集成專用復(fù)位電路，2路的PWM，8路非常高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電動(dòng)、智能控制，濾波掉很多干擾場(chǎng)合。STC15W408AS還帶有豐富多樣和功能靈活齊全的片內(nèi)外設(shè)，為用戶提供了豐富的選擇空間，同時(shí)，也為設(shè)計(jì)人員們的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新及創(chuàng)造提供了更大的空間。2.3脈搏傳感器的選擇測(cè)量脈搏跳動(dòng)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法主要是兩種：一是利用壓力傳感器測(cè)量血液中壓力的變化進(jìn)而計(jì)算脈搏的跳動(dòng)，二是光電容積法。目前，由于第二種方式測(cè)量的準(zhǔn)確性和便利性，是應(yīng)用最為普遍的監(jiān)測(cè)測(cè)量方案之一。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。光電容積法的基本理論是，由于血管正常的搏動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致人體組織不同的透光率，就是利用這種不同，來(lái)達(dá)到測(cè)量的目的。光源與光電變化器這兩個(gè)部分組成了這種傳感器，一般貼著人的手指或者耳垂。光源利用的是波長(zhǎng)為500nm～700nm范圍的發(fā)光二極管，該波長(zhǎng)范圍的光，對(duì)動(dòng)脈中氧和血紅蛋白具有選擇吸收的特性。當(dāng)一束光照射人體表皮血管時(shí)，由于動(dòng)脈的搏動(dòng)會(huì)改變血液容積的變化，這種變化會(huì)導(dǎo)致這束光的透光率發(fā)生改變。人體組織反射出來(lái)的光線經(jīng)由光電變換器接收，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再將這個(gè)電信號(hào)輸出。由于心臟是周期性搏動(dòng)的，動(dòng)脈中的血管容積也會(huì)跟著周期性變化。因此有光電變化得到的電信號(hào)也會(huì)跟著周期性變化。它們的變化基本上都可以看成是同步的。這樣通過(guò)電信號(hào)周期性的變化，我們就可以得到脈搏跳動(dòng)的信息，進(jìn)而的到心率這一指標(biāo)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。目前市場(chǎng)上常用的光電容積脈搏探測(cè)器主要分為兩大類：透射式光電容積探測(cè)器與反射式光電容積探測(cè)器。它們的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1反射式與透射式比較Fig2.1Comparisonofreflectionandtransmission（1）反射式是靠血液與組織反射的光強(qiáng)來(lái)間接測(cè)量脈搏信號(hào)，探測(cè)的范圍更廣，不會(huì)受制于探測(cè)未知的厚度，但是它提取的信號(hào)要比透射式更加微弱，對(duì)調(diào)理電路要求更高。（2）透射式是針對(duì)身體一些比較薄弱的部位設(shè)計(jì)的，比如說(shuō)手指或者是耳朵，探測(cè)器一側(cè)發(fā)出的近紅外光能夠穿透血液和組織被另一側(cè)的光電探測(cè)器所接收，這樣就能再現(xiàn)脈搏信號(hào)。由上述克制，透射式紅外光電傳感器能很好地與本設(shè)計(jì)契合，故將其運(yùn)用到本設(shè)計(jì)當(dāng)中。當(dāng)手指?jìng)?cè)方在紅外對(duì)管中間的時(shí)候，心臟的跳動(dòng)，引起血管中的血流量的變化，紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射在放在光傳遞路徑中的手指上，經(jīng)過(guò)手指非血液組織的衰減和反射，由對(duì)面的紅外接收二極管來(lái)接受期透射光，并把透射過(guò)來(lái)的不同光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成脈沖，繼而進(jìn)行放大、濾波后傳送到單片機(jī)的外部計(jì)數(shù)口，最后單片機(jī)對(duì)該輸入的信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)算處理，即可實(shí)時(shí)的測(cè)出脈搏次數(shù)。脈搏信號(hào)的檢測(cè)提取、濾波放大，然后傳到單片機(jī)工作的過(guò)程如下圖2.2所示?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。圖2.2信號(hào)檢測(cè)處理工作流程圖Fig2.2Flowchartofsignaldetectionandprocessing2.4上位機(jī)實(shí)現(xiàn)方案上位機(jī)和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)是通過(guò)串口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)自帶串口，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常方便。在本設(shè)計(jì)中，通信協(xié)議采用自定義的。上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案有很多種，目前主流的面向?qū)ο缶幊誊浖蠽isualBasic.NET、C#、Java、LabVIEW等。本設(shè)計(jì)中的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)采取了LabVIEW。LabVIEW屬于虛擬儀器，它是NI公司開(kāi)發(fā)的的一款不同于以往的圖形化編程軟件，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集以及儀器的控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達(dá)。它能方便用戶在普通計(jì)算機(jī)上構(gòu)建自己需要的儀器系統(tǒng)，通過(guò)它與外部的數(shù)據(jù)采集的硬件加以組合就能很方便的設(shè)計(jì)出所需要的虛擬儀器。與傳統(tǒng)的儀器相比，它使用起來(lái)靈活多變，不受生產(chǎn)廠家的限制，所以其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，有很大的應(yīng)用前景。LabVIEW有許多傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法不能比的優(yōu)勢(shì)，作為開(kāi)發(fā)者并不像以往即要考慮用戶界面、數(shù)據(jù)表達(dá)、數(shù)據(jù)同步等復(fù)雜的問(wèn)題還要考慮程序流程方面的問(wèn)題。在LabVIEW中有許多基本的VI庫(kù)。使用者只要把各個(gè)邏輯框連接起來(lái)即可構(gòu)成程序。LabVIEW圖形編程簡(jiǎn)單明了，相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)也很多，同時(shí)還配置有很多的分析模塊和表達(dá)模塊，對(duì)于相對(duì)比較簡(jiǎn)單的編程任務(wù),采用單一的VI即可以勝任,對(duì)于比較復(fù)雜的測(cè)試任務(wù),我們可以按照模塊化的設(shè)計(jì)理念,把一項(xiàng)項(xiàng)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)變成一系列的子任務(wù)。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總框架基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。設(shè)計(jì)以STC15W408AS單片機(jī)為處理控制核心，通過(guò)51單片機(jī)的ADC功能，本設(shè)計(jì)主要包括STC15最小系統(tǒng)、LCD12864顯示模塊、信號(hào)采集電路、放大電路、比較電路、液晶顯示電路。與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了將脈搏傳感器采集上來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃abVIEW上位機(jī)上，顯示被測(cè)者心率值和波形。系統(tǒng)的總框架如圖3.1所示?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。圖3.1系統(tǒng)總框架Fig3.1Overallframeworkofthesystem3.2單片機(jī)模塊3.2.1主芯片STC15W408AS介紹（1）STC15W408AS單片機(jī)引腳分布如圖3.2所示。圖3.2STC15W408AS引腳圖Fig3.2STC15W408ASpindrawing基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。（2）下面將對(duì)STC15W408AS芯片部分引腳的功能及特性進(jìn)行說(shuō)明：基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。1）RST：表示異步復(fù)位引腳。當(dāng)RST為低電平狀態(tài)時(shí)，MCU為復(fù)位狀態(tài)，重設(shè)內(nèi)部寄存器，及片內(nèi)SRAM；當(dāng)RST從低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)候，PC指針從0地址開(kāi)始。STM15中的RST具有施密特功能，在輸入電壓不達(dá)1.9V時(shí)芯片會(huì)自動(dòng)復(fù)位。2）SCK、SDA、RS、CS:連接對(duì)應(yīng)的液晶顯示屏的接口，SCK是I2C的時(shí)鐘控制線，SDA是I2C的數(shù)據(jù)傳輸線,RS為RD是讀數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。3）P1.0/ADC0：ADC的輸入通道經(jīng)過(guò)調(diào)理電路放大后的脈搏信號(hào)，其峰峰值已能達(dá)到0.5V左右，而STC15W408AS系列單片機(jī)片內(nèi)集成有有12位轉(zhuǎn)換精度的ADC模塊，最小分辨率為能滿足其對(duì)精度的需要，其采樣頻率最高可達(dá)200ksps,而信號(hào)的頻率只有0~10Hz，所以采樣頻率也能完全符合要求。并且采用片內(nèi)集成的ADC12還可以節(jié)約開(kāi)發(fā)的成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、4）P3.3/INT1:外部中斷1，既可以上升沿中斷也可以下降沿中斷，如果INT1管腳僅為下降沿中斷。如果INT1被清0，INT1管腳既支持上升沿支持下降沿中斷。作為輸出信號(hào)接口。5）TXD和RXD：分別為串口發(fā)送和接受引腳。3.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊單片機(jī)最小系統(tǒng)指的是單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)，是用最少的元器件組成的單片機(jī)可以正常工作的系統(tǒng)，由單片機(jī)、電源電路、復(fù)位電路組成。3.2.3電源電路本設(shè)計(jì)需要5V電源供電，調(diào)理電路中的LM324、LCD顯示、單片機(jī)供電以及紅外發(fā)射傳感器都需要5V供電?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。需要5V供電，并且由于脈搏信號(hào)的微弱，很容易受到電源紋波的干擾，所以為了保證能采集到比較干凈的脈搏信號(hào)，電源的設(shè)計(jì)也非常的重要。在這里選擇了一款低功耗的電壓轉(zhuǎn)換器,它是一種低功耗、正電壓轉(zhuǎn)換器，其輸出電流可達(dá)800mA。該芯片非常適用于電池供電場(chǎng)合。在穩(wěn)壓芯片的兩端都加入了一個(gè)100NF的極性電容用來(lái)濾掉電源中的低頻信號(hào)，也都加入了一個(gè)10uF的非極性電容用來(lái)濾掉電路中可能出現(xiàn)的高頻信號(hào)。這樣的設(shè)計(jì)能一定程度上減少電源紋波的干擾，為提取可靠的脈搏信號(hào)提供了保證。如圖3.3所示。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。圖3.3電源電路Fig3.3Powercircuit3.2.4復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是指將整個(gè)系統(tǒng)初始化，以便系統(tǒng)回到原始狀態(tài)重新運(yùn)行。復(fù)位的條件為，在RST引腳輸入連續(xù)兩個(gè)周期以上的高電平，然后單片機(jī)就開(kāi)始執(zhí)行復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)中采用的是按鍵復(fù)位，復(fù)位電路所接的引腳為單片機(jī)的RST引腳。本設(shè)計(jì)復(fù)位電路原理圖如圖3.4所示。圖3.4復(fù)位電路Fig3.4Resetcircuit3.3脈搏信號(hào)的采集基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。信號(hào)采集電路如下圖3.5所示。D1,D2分別為紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管，D1和D2組成紅外傳感器。VCC為電源輸入。當(dāng)手指插入手指插入紅外對(duì)管之間，心臟收縮時(shí)，即脈搏跳的瞬間，指尖血液流過(guò)時(shí)，紅外光透過(guò)率降低，R3流過(guò)的電流??；當(dāng)心臟舒張時(shí)，血液回流，即脈搏不跳的瞬間，指尖血液含量少，透過(guò)率相對(duì)高，R3流過(guò)的電流變大。綜上，電流的大小隨著手指脈搏跳動(dòng)變化而變化，從而脈搏輸出信號(hào)會(huì)收到一高一低的電壓信號(hào)，電壓幅度為mv級(jí)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。圖3.5信號(hào)采集電路Fig3.5Signalacquisitioncircuit3.4脈搏信號(hào)的處理3.4.1低通濾波放大電路基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。因?yàn)橛捎趥鞲衅髦苯硬杉降拿}搏信號(hào)是非常微弱的，不能直接讓單片機(jī)進(jìn)行分析，所以要先經(jīng)過(guò)信號(hào)放大和濾波，把信號(hào)放大到V的數(shù)量級(jí)。因?yàn)槊}搏信號(hào)的頻率比較低，所以這里選用低通濾波電路對(duì)信號(hào)處理。如圖3.6所示，電路是有由RC濾波電路加上同相比例運(yùn)算電路組成，電解電容C4是用來(lái)隔直流，C4和R4構(gòu)成RC濾波。信號(hào)輸入時(shí)要經(jīng)過(guò)R4和C4共用組成低通濾波電路，目的是將輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率截止和清除干擾，以提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度。而LM基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變電壓的放大倍數(shù)，電壓最小放大倍數(shù)為：（3.1）截止頻率為：（3.2）假設(shè)已較高的心率200次/min來(lái)計(jì)算，頻率為3.33Hz左右，所以濾波特性還可以。圖3.6信號(hào)放大電路Fig3.6Signalamplifiercircuit3.4.2電壓比較器經(jīng)過(guò)濾波和放大信號(hào)仍然屬于模擬信號(hào)，現(xiàn)在要把這個(gè)信號(hào)送到電壓比較器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成高電平或低電平兩種狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)。圖3.7是電壓比較器。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。這是一個(gè)單限比較器，同相輸入端射極跟隨器正向輸入是接上圖的一級(jí)放的輸出的，所以這里叫做二級(jí)，二級(jí)的射極跟隨器是為了能夠帶負(fù)載能力強(qiáng)和輸出穩(wěn)定。三級(jí)也就是比較器為了能夠輸出整形后的脈搏方波，輸出接一個(gè)LED燈，能直觀顯示脈搏跳動(dòng)，來(lái)一次高電平燈就亮一次。其中4口是經(jīng)過(guò)整形后方波輸出端口，10K電位器是用來(lái)調(diào)節(jié)門限電壓?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。圖3.7信號(hào)比較電路Fig3.7Signalcomparisoncircuit3.4.3運(yùn)算放大器LM358信號(hào)處理中使用的運(yùn)放是LM358.LM358內(nèi)部含有有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)放。它既可以在單電源的模式下工作，也適用于雙電源的工作模式。圖3.8為L(zhǎng)M358的引腳圖。其中OUT1和OUT2分別為兩個(gè)運(yùn)放的信號(hào)輸出端口；VCC接電源電壓，GND接地；IN1（+）、IN2（-）、IN2（-）分別為兩個(gè)運(yùn)放同相輸入端和反相輸出端。當(dāng)輸入1（+）大于輸入1（-），輸入2（+）大于2（-）是，輸入1和輸出2輸出高電平；當(dāng)輸入1（+）小于輸入1（-），輸入2（+）小于2（-）是，輸入1和輸出2輸出低電平；基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。圖3.8LM358的引腳結(jié)構(gòu)Fig3.8LM358pinstructure3.5液晶顯示模塊經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)需要液晶屏顯示出來(lái)，由于需要顯示脈搏的波形所以要選擇一款分辨率相對(duì)比較高的液晶屏，除此之外，液晶屏必須要具有低功耗，體積小這樣才能便攜式攜帶。所以最后選擇了性價(jià)比較高的LCD12864顯示屏，它原來(lái)是是諾基亞手機(jī)的顯示屏，后來(lái)由于其具有速度快、3.3V驅(qū)動(dòng)、接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被設(shè)計(jì)師看中，取代傳統(tǒng)最常用的1602顯示屏。液晶顯示屏的使用引腳只有十二個(gè)，其實(shí)除去電源、背光引腳之外只需要五個(gè)引腳連接單片機(jī)的I/O口，所以非常方便。為了使液晶屏的電源以及背光都能被單片機(jī)靈活控制，在這里選擇除了GND外其它5個(gè)引腳都由單片機(jī)的I/O口控制。分別接在P1.3到P1.7七個(gè)I/O口中。具體引腳如圖3.10所示：圖3.10LCD1602顯示模塊原理圖Fig3.9LCD1602displaymoduleschematicdiagram3.6USB串口通信模塊基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。本設(shè)計(jì)選USB串口來(lái)進(jìn)行單片機(jī)和LabVIEW上位機(jī)的通信，USB傳輸時(shí)使用的是差分信號(hào)，采用USB通信方式時(shí)還需要實(shí)現(xiàn)USB通信協(xié)議。單片機(jī)串口可以實(shí)現(xiàn)TTL，不能直接用于USB通信，而且USB協(xié)議很復(fù)雜，不容易用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。所以我們可將單片機(jī)串口輸出的電平通過(guò)CH340G轉(zhuǎn)接芯片裝換成上位機(jī)USB接口可以識(shí)別的差分信號(hào)和實(shí)現(xiàn)USB通信協(xié)議之后，就將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)。TXD與單片機(jī)的P3.1引腳相接通，RXD與P3.2引腳相接通。目前市場(chǎng)上的多數(shù)與上位機(jī)通信產(chǎn)品大都是采用串口通信。該項(xiàng)目采用后發(fā)現(xiàn)其非常簡(jiǎn)單可行，對(duì)于相關(guān)的使用上位機(jī)的儀器設(shè)備有一定的借鑒意義。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1測(cè)量計(jì)算原理在單片機(jī)中，主要運(yùn)用測(cè)量的計(jì)算，這個(gè)測(cè)量的原理是，在t秒時(shí)間內(nèi)，有連續(xù)的K個(gè)脈搏跳動(dòng)，則在t時(shí)間內(nèi)，脈搏跳動(dòng)頻率的平均值n（次/min）為：n=60K/t(4-1)我們通過(guò)使用脈動(dòng)信號(hào)去控制單片機(jī)上的定時(shí)器T0，中斷計(jì)數(shù)使用的是工作寄存器，假定該值為N，于是得到：t=0.001N(4-2)由前面兩個(gè)式子可以得到：n=60K/t=60K/0.001n=60000K/N(4-3)上式的數(shù)據(jù)模型，就是使用單片機(jī)計(jì)算脈動(dòng)跳動(dòng)頻率的公式原型。4.2主程序流程介紹基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用模塊化的設(shè)計(jì)模式，這樣的設(shè)計(jì)可以使得每個(gè)模塊都相對(duì)獨(dú)立，互不影響。因?yàn)槟K化的程序是將程序分成多個(gè)小模塊來(lái)設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)思路更加清晰，所以可讀性更高。也可以分解單個(gè)模塊依次進(jìn)行設(shè)計(jì)或調(diào)試，管理起來(lái)也更方便。主程序流程圖如4.1圖所示?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。圖4.1主程序設(shè)計(jì)Fig4.1Mainprogramdesign4.3顯示程序流程基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。顯示程序?qū)纹瑱C(jī)計(jì)算出來(lái)的心率和AD轉(zhuǎn)化的波形顯示在液晶顯示屏上。如圖設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的是定時(shí)10ms，是為采樣2次脈搏建立基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)是用定時(shí)器T1定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)10ms定時(shí)，等待每10ms定時(shí)的，等待每10ms檢測(cè)時(shí)間t，程序中是用XinTiao_Jishu表示，那么就可以由公式n=6000/t來(lái)算出每分鐘脈搏數(shù)，這里是2次脈搏就顯示脈搏數(shù)，所以t是M為2的時(shí)候的時(shí)間，也就是T0計(jì)數(shù)器對(duì)兩個(gè)脈沖時(shí)間的計(jì)數(shù)，計(jì)算結(jié)果最后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，送到液晶進(jìn)行顯示?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。圖4.2顯示程序流程Fig4.2Displayprogramflow4.4ADC采用程序流程介紹（1）ADC初始化。1）P1端口設(shè)置成ADC功能2）ADC存放的10bit數(shù)字信號(hào)，清零3）禁止ADC中斷（2）ADC轉(zhuǎn)換1）ADC上電，確定轉(zhuǎn)換速率和通道，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換2）延時(shí)3）等待轉(zhuǎn)換完畢，否則一直等待基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。4）清標(biāo)志位基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。（3）讀取10bit的轉(zhuǎn)換值。/*----------------------------讀取ADC結(jié)果----------------------------*/BYTEGetADCResult(BYTEch){ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ch|ADC_START;_nop_();//等待4個(gè)NOP_nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));//等待ADC轉(zhuǎn)換完成ADC_CONTR&=~ADC_FLAG;//CloseADCreturnADC_RES;//返回ADC結(jié)果}/*----------------------------初始化ADC----------------------------*/voidInitADC(){P1ASF=0x01;//設(shè)置P1口為AD口ADC_RES=0;//清除結(jié)果寄存器ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL;Delay1(2);//ADC上電并延時(shí)4.5LabVIEW上位機(jī)程序設(shè)計(jì)基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。本設(shè)計(jì)中下位機(jī)和上位機(jī)需要通過(guò)RS232串口進(jìn)行通信。單片機(jī)使用串口協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，需要設(shè)置相應(yīng)的串口工作方式和波特率，本設(shè)計(jì)采用了串口工作方式1，波特率設(shè)定為9600bps。設(shè)定定時(shí)器1工作于8位自動(dòng)重載模式，用于產(chǎn)生9600bps的波特率。下位機(jī)主程序如圖4.3所示?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。圖4.3上位機(jī)程序的流程框圖Figure4.3flowblockdiagramforLabVIEWprogram4.5.1LaBVTEW串口通信配置本設(shè)計(jì)選用RS232串口通信來(lái)進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸，下位機(jī)設(shè)定的定時(shí)器波特率為9600bps。LabVIEW提供VISA(virtualinstrumentsoftwarearchitecture)驅(qū)動(dòng)和函數(shù)接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)串口儀器設(shè)備的控制。VISA是VXIplug&play聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)及其規(guī)范的總稱，包含用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)庫(kù)，由于其獨(dú)立于硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)、總線和編程環(huán)境，使開(kāi)發(fā)人員可以用同一API（applicationprogramminginterface）控制GPIB、串口、USB、以太網(wǎng)、PXI或VXI儀器?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。運(yùn)用VISA進(jìn)行串口通信的基本流程為，首先調(diào)用VISAConfigureSerialPortVI進(jìn)行串口配置，VISAResourceName、BaudrateDataBits和Parity分別用來(lái)配置串口號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。然后在While循環(huán)中通過(guò)VISAWriteVI和VISAReadVI分別從串口輸入和輸出數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。最后調(diào)用VISACloseVI來(lái)釋放VISA串口資源。其中VISA串口配置函數(shù)如圖4.4所示：基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。圖4.4VISA串口配置Figure4.4VISAserialportconfiguration由于要和單片機(jī)串口設(shè)定的協(xié)議保持同步，所以在這里波特率同樣設(shè)定為9600，數(shù)據(jù)比特選定8位，其它的奇偶校驗(yàn)、流控制缺省。讀取VISA緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)使用如圖4.5所示的函數(shù)，在讀取VISA時(shí)設(shè)定好每次讀取時(shí)的字節(jié)數(shù)，由于串口中每次發(fā)送的數(shù)據(jù)為5位電壓值，所以在這里同樣設(shè)定為5位。讀取得到的數(shù)據(jù)是字符串的類型，還需要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)字的數(shù)據(jù)類型。圖4.5VISA串口讀取Figure4.5ReadbyVISAserialport4.5.2LabVIEW脈搏波形顯示以及脈率計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)更好的人機(jī)交互，將脈搏電壓可視化地顯示成時(shí)域波形，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的脈率，方便了解這一重要生理參數(shù)。如圖4.6所示，VISA串口配置初始化之后，進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的讀取，獲取單片機(jī)端采集到的脈搏電壓隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。在VISA讀取之前增加屬性節(jié)點(diǎn)以查詢VISA的I/O緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（字節(jié)數(shù)），可以方便后續(xù)數(shù)據(jù)處理。當(dāng)字節(jié)數(shù)為零或者讀取字符串為空時(shí)不執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，否則將接收到的十六進(jìn)制字符串轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)用波形圖顯示出來(lái)（如圖4.7所示）；另一方面也直接顯示接收到的十六進(jìn)制字符串?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。對(duì)于脈率（通常情況下等于心率）計(jì)算，有兩種方式：其一是下位機(jī)直接計(jì)算好后將脈率值插入脈搏電壓數(shù)據(jù)中，并加上特定標(biāo)識(shí)符，以一定頻率發(fā)送至上位機(jī)，后者直接讀??；其二是通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算。這里采用第二種方法。如圖4.8所示，VISA串口每次讀取到一定字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)，經(jīng)由循環(huán)結(jié)構(gòu)與移位寄存器轉(zhuǎn)換成數(shù)組，再通過(guò)LabVIEW的峰值檢測(cè)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)峰值個(gè)數(shù)的檢測(cè)。為摒除脈搏電壓中各種小起伏的干擾，應(yīng)該設(shè)定合適的峰值檢測(cè)閾值，經(jīng)調(diào)試采用該段數(shù)據(jù)（確保數(shù)據(jù)長(zhǎng)度足夠，至少能包含一個(gè)脈博峰）中最大值的90%作為閾值。由此獲得的峰值個(gè)數(shù)再比上該數(shù)據(jù)段對(duì)應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度，即獲得脈率?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。圖4.6脈搏數(shù)據(jù)讀取和顯示的程序框圖Figure4.6blockdiagramforreadinganddisplayofthepulsedata基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。圖4.7脈搏數(shù)據(jù)讀取和顯示的前面板Figure4.7frontpanelforreadinganddisplayofthepulsedata圖4.8脈率計(jì)算的程序框圖Figure4.8blockdiagramforcalculationofthepulserate5系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析5.1測(cè)試方法和儀器（1）示波器觀察脈搏波形并分析調(diào)試調(diào)理電路部分，上電之后，在調(diào)理電路的輸出口用杜邦線引出，通過(guò)接到示波器，觀察到較為干凈完整的脈搏波形為止?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。示波器顯示采集到未經(jīng)處理的光電容積脈搏波信號(hào)如圖2.9所示，它并不具有規(guī)則的波形，所以對(duì)于它的頻率并不容易測(cè)量。但是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其整形，變成方波信號(hào)后就可以用定時(shí)器對(duì)其相鄰兩個(gè)上升沿或者下降沿的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)。整形可以采用電壓比較器，但在這里并不需要，之前已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行采樣，可以通過(guò)多次測(cè)量設(shè)定比較合適的AD值作為閾值，然后獲得方波信號(hào)。脈搏信號(hào)的整形后的方波如圖5.1所示：基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。圖5.1整形后脈搏信號(hào)Fig5.2Pulsesignalafterplasticsurgery波形相對(duì)來(lái)說(shuō)比較干凈，幅度也有達(dá)到500mV，基本滿足了單片機(jī)A/D的需求，說(shuō)明了本次利用LM324作為運(yùn)放主要芯片的設(shè)計(jì)還是比較成功，符合預(yù)期。示波器直流檔波形，藍(lán)色為整形后的波形，黃色為放大波形,如5.2圖所示。圖5.2放大后的波形Figure5.2amplifiesthewaveform基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。（2）實(shí)際測(cè)量：對(duì)不同四位同學(xué)同時(shí)進(jìn)行手機(jī)應(yīng)用軟件測(cè)量和下位機(jī)測(cè)量。手機(jī)測(cè)量的原理是：人體血液的顏色由于氧含量的變化產(chǎn)生周期性的改變。然后用高光，即攝像頭旁的LED閃光燈，照亮指尖下的毛細(xì)血管，當(dāng)心臟將新鮮的血液壓入毛細(xì)血管時(shí)，亮度即紅色的深度會(huì)有輕微變化，肉眼仔細(xì)也能看出來(lái)，通過(guò)攝像頭檢測(cè)這一規(guī)律變化的間隔，即可算出心跳。在這里以手機(jī)軟件測(cè)得數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)處于正常狀態(tài)下10名不同的測(cè)試者分別進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行誤差分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。由以下可以看出有誤差，但誤差基本在正負(fù)10以下，但有時(shí)測(cè)量也會(huì)超過(guò)測(cè)量精度，那是兩者起始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間掌握不準(zhǔn)導(dǎo)致。實(shí)物圖如圖5.3所示。表5.1下位機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值比較Table5.1Comparisonofthemeasurementdatawiththestandardvalue第1次測(cè)試測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4測(cè)試者5標(biāo)準(zhǔn)值6779808288測(cè)量值6877787887誤差1.5%2.5%2.5%4.8%1.3%第2次測(cè)試測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4測(cè)試者5標(biāo)準(zhǔn)值6977908898測(cè)量值7370888189誤差5.7%9.1%2.2%8%9.2%第3次測(cè)試測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4測(cè)試者5標(biāo)準(zhǔn)值6089858798測(cè)量值6578797787誤差8.3%12.4%7.1%11.5%11.2%第4次測(cè)試測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4測(cè)試者5標(biāo)準(zhǔn)值6179858289測(cè)量值6877787887誤差11.5%2.5%8.2%4.9%2.2%基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。圖5.3實(shí)物顯示Fig5.3Physicaldisplay8誤差分析與修正(1)傳感器的靈敏度傳感器的靈敏度過(guò)低或者過(guò)高都會(huì)影響結(jié)果，過(guò)低會(huì)沒(méi)有反應(yīng)，過(guò)高容易太敏感，手指輕微的動(dòng)下可能會(huì)判斷錯(cuò)誤，光軸的把握不好，電磁波，工頻信號(hào)等也會(huì)對(duì)脈搏的采集造成干擾。(2)測(cè)量過(guò)程中手指的抖動(dòng)。紅外傳感器檢測(cè)到的人體信號(hào)很微弱，輕微的手指抖動(dòng)都會(huì)引起測(cè)量值的大幅變化。所以在設(shè)計(jì)中，把紅外對(duì)管相距一定距離（夠放下食指）之后固定死，這樣在測(cè)量的時(shí)候只要被測(cè)者盡量保持手指不動(dòng)，就可以大大減小手指抖動(dòng)對(duì)試驗(yàn)的影響，只要被測(cè)量者不太幅度抖動(dòng)手指，基本上測(cè)量就沒(méi)有問(wèn)題。(3)呼吸的影響脈搏測(cè)量的原理主要是血液流過(guò)時(shí)透光率的變化使得紅外傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)變化。而血液中含氧量的變化會(huì)使得透射的光強(qiáng)度發(fā)生變化。據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)人劇烈運(yùn)動(dòng)后或者是異常興奮，呼吸會(huì)比較局促，這是他的脈搏值就會(huì)起伏很大。所以說(shuō)，正常情況下，脈搏都是人心平和和施的動(dòng)脈搏動(dòng)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。（4）情緒的影響基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。被測(cè)者情緒過(guò)于激動(dòng)或者過(guò)于傷心都會(huì)測(cè)量不夠準(zhǔn)確，所以，測(cè)量時(shí)盡量保持平靜?？偨Y(jié)本文設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)分析，主要包括下位機(jī)脈搏信號(hào)采集模塊、脈搏信號(hào)處理模塊、單片機(jī)處理和液晶顯示模塊、串口通信模塊、上位機(jī)設(shè)計(jì)，其中最難的應(yīng)該是信號(hào)的采集和信號(hào)處理部分。脈搏信號(hào)需要從人體采集得到，所以使用的傳感器必須是安全無(wú)害的，否則會(huì)對(duì)人體造成損害。另外脈搏信號(hào)比較微弱，所以要使用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行分析就需要先將這種模電和測(cè)控電路的知識(shí)。結(jié)合以前模電學(xué)過(guò)的知識(shí)，決定使用低通濾波器對(duì)信號(hào)處理、再將放大后的信號(hào)輸入比較器進(jìn)行比較，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。完成信號(hào)處理后就可以交給單片機(jī)進(jìn)行分析了。實(shí)現(xiàn)了具有電池供電與充電功能，并且能從液晶屏上直接觀察脈搏波形，實(shí)現(xiàn)便攜式攜帶與測(cè)量。脈率的測(cè)量具有較高的準(zhǔn)確度，誤差在4%以內(nèi)，并且可以簡(jiǎn)單的判斷脈率是否在安全范圍。低功耗，有比較長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間。能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，可以在PC機(jī)上觀察待測(cè)者的脈率波形。但是采用透射式紅外反射接受傳感器，測(cè)量的位置比較單一，且不適合進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，時(shí)間過(guò)久會(huì)造成手指麻木。脈率的測(cè)量不夠精確，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，很難在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈率的采集。基于LabVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)?；贚abVIEW的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文全文共32頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。致謝在本文即將結(jié)束之際，我要由衷地感謝我的導(dǎo)師，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過(guò)程對(duì)我的幫助、指導(dǎo)和監(jiān)督，感謝您在我遇到問(wèn)題時(shí)總能及時(shí)的給我提點(diǎn)，幫助我一起解決問(wèn)題，誠(chéng)摯的感謝學(xué)校給予的機(jī)會(huì)，以及導(dǎo)師的耐心教導(dǎo)，同學(xué)的熱心幫助，在此表示衷心的感謝，此外通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還認(rèn)識(shí)到了我們學(xué)校導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及誨人不倦的師者風(fēng)范這些都將是我需終身學(xué)習(xí)的。并且在制作過(guò)程中，努力查找資料以及在師長(zhǎng)同學(xué)的幫助下，自身獨(dú)立思考動(dòng)手去制作出成功的作品，讓我學(xué)到了在今后的學(xué)習(xí)生活過(guò)程中，要不氣不餒，細(xì)心耐心，學(xué)以致用，腳踏實(shí)地的完成每一件事情，也讓我深刻感受到自身學(xué)識(shí)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，更讓我明白要更加努力的