如何使用ARM進(jìn)行數(shù)字式人體脈搏儀的設(shè)計(jì)資料說明

　　數(shù)字式人體脈搏器是通過脈搏傳感器采集脈搏信息輸出電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大電路對(duì)其進(jìn)行放大。然后，將放大后的脈搏信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為單片機(jī)易于處理的脈沖信號(hào)。通過對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏波動(dòng)頻率的測(cè)量和計(jì)算，最終在顯示電路中直觀的顯示出來。

　　硬件原理框圖如圖1.1所示：

　　由圖可知，本系統(tǒng)硬件部分主要由以下部分構(gòu)成：脈搏傳感器部分、信號(hào)放大電路部分、A/D轉(zhuǎn)換電路部分、單片機(jī)處理電路部分及顯示電路部分。其中各部分實(shí)現(xiàn)功能如下：

　?。?）脈搏傳感器部分。選用合適的脈搏傳感器，將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。脈搏傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了脈搏測(cè)量精度，因此其選型對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有決定性的作用。

　?。?）信號(hào)放大電路部分。脈搏傳感器出來的電壓信號(hào)較弱，一般在毫伏級(jí)，需要進(jìn)行放大。所以，設(shè)計(jì)信號(hào)放大電路，將脈搏傳感器出來的信號(hào)進(jìn)行放大，使之成為一個(gè)幅值適當(dāng)?shù)男盘?hào)，便于后續(xù)電路的處理。

　　（3）A/D轉(zhuǎn)換電路部分。單片機(jī)是數(shù)字信號(hào)處理工具，輸入單片機(jī)的信號(hào)必須是離散的數(shù)字信號(hào)或者是脈沖信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化，便于單片機(jī)處理。

　?。?）單片機(jī)處理電路部分。本設(shè)計(jì)作為一個(gè)簡(jiǎn)單脈搏測(cè)量儀，最后需給出脈搏波動(dòng)頻率，以單片機(jī)作為信息處理中心，通過對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，完成信號(hào)輸入檢測(cè)、信息分析處理及信息顯示。

　?。?）顯示電路部分。單片機(jī)處理得到的脈搏波動(dòng)頻率信息，最后在顯示電路中直觀地顯示出來。所以，需要選用合適的顯示設(shè)備及顯示電路，來實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏波動(dòng)頻率信息的顯示。

　　1.1.1 脈搏傳感器的選擇

　　傳感器又稱為換能器、變換器等。脈搏傳感器是脈搏檢測(cè)系統(tǒng)中重要的組成部分，其基本功能是將切脈壓力和橈動(dòng)脈搏動(dòng)壓力這樣一些物理量（非電量）轉(zhuǎn)換成為便于測(cè)量的電量。脈搏傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了脈搏測(cè)量精度，因此其選型對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有決定性的作用。

　　目前，脈搏信號(hào)的測(cè)量方式主要有：

　?。?）光電脈搏波傳感器。血管不受壓力時(shí)，血流均勻，反射光也比較均勻，故傳感器無脈搏信號(hào)輸出；當(dāng)血管受壓血液不流動(dòng)時(shí)，傳感器也無輸出信號(hào)；只有當(dāng)血管受到擠壓，血管中的血液斷續(xù)流動(dòng)時(shí)，反射光也隨之變化，這時(shí)傳感器輸出脈搏信號(hào)，達(dá)到了測(cè)量脈搏的作用。這種傳感器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，主要用于測(cè)量脈搏的跳動(dòng)次數(shù)。人體不同部位的脈搏波波形存在差異，光電脈搏波傳感器不適合用于提取不同部位的脈搏波信號(hào)。

　?。?）壓力傳感器測(cè)量。壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測(cè)量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量與真空度的測(cè)量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測(cè)量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測(cè)量大的壓力，也可以用來測(cè)量微小的壓力。