一種便攜式單片機控制液晶顯示型心率計設計

引言

　　過去人們測量脈搏時常用的方法是使用測量脈搏的聽診器，或者使用吸附在人體上的電極等老式測量方法，這些方法無疑都不便于室外場所使用。本心率計在設計時就充分考慮到了這一點。它采用紅外線來進行檢測采集人體的脈搏，檢測的部位為被檢測人的任意一個手指或者是耳垂。

　　檢測的基本原理是：隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變。當血液送到人體組織時，組織的半透明度減??；當血液流回心臟，組織的半透明度增大。這種現象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。因此，本心率計將紅外發光二極管產生的紅外線照射到人體的上述部位，并用裝在該部位另一側或旁邊的紅外光電管來檢測機體組織的透明程度并把它轉換成電信號。由于此信號的頻率與人體每分鐘的脈搏次數成正比，故只要把它轉換成脈沖并進行整形、計數和顯示，就能實現實時檢測脈搏次數的目的。

硬件電路設計

　　筆者設計的這款便攜式單片機控制液晶顯示型心率計，硬件整體電路如圖1所示。它可分為兩個大的電路組成部分，即心率采集處理電路和單片機控制顯示部分。

圖1

心率采集處理電路

　　心率采集處理電路如圖2所示。該部分電路主要由脈搏次數紅外檢測采集電路模塊、信號抗干擾電路模塊、信號整形電路模塊等三個主要的電路模塊組成。其中，紅外線發射管D1和紅外線接收管Q1組成了紅外檢測采集電路；R2與C1、C2與C3、R4與C4和IC1a共同構成了信號抗干擾電路組，它們分別承擔了對信號的低通濾波、干擾光線的光電隔離、殘余高頻干擾的濾除等任務。另外，IC1b、C5與R10、IC1c則共同組成了信號整形電路模塊。

圖2