AT89S52单片机及传感器的人体心率测量系统设计+电路图+程序(3)

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声电式检测方法是利用微音传感器将人体振动的声音转换成电信号，此种方法的优点是作为传感器的微音传感器可利用现有的驻极体或电容式话筒，但其后面的电路要采取一定的措施将环境的声音干扰信号滤去。

(3)光电式传感器

光电系统通常是指能敏感由紫外光到红外光的光能量，并将光能量转换成电信号的器件。光电二极管和光电三极管是常用的光电器件。光电式传感器测量微小的位移变化有明显的效果，但是光电传感器对材料、电路控制和光电管属性要求较高。文献综述

光电式检测方法是利用光电传感器检测人体内血液流动时对光的透光率或反射率不同而将其转换成电信号的方法。此方法有两种方式：对射式和反射式。对射式是在一个大小合适的区域两侧放置一个接收管和发射管，测量时将手指伸到接收管和发射管之间，由于手指中的血流量的变化而使光电接收管的光电流也随之变化；反射式是光电发射与光电接收都指向一个方向，当人体内的血流发生变化时其对光的反射率也随之变化，从而检测出心率。这种方法的优点是外界干扰信号小，但其最大的难点是传感器输出信号小，对后面的放大电路要求较高。

综上所述，从传感器的制造工艺、材料选取、受干扰程度和制作过程中前级电路的处理难易度上考虑，该设计选用一对红外对射二极管实现。

红外传感器的检测处理过程见下图2-1所示：

信号检测处理工作流程图

图 2-1信号检测处理工作流程图

2.1.2 信号处理方法选择

(1)小规模数字电路：采用小规模数字电路可完成基本功能，电路框图如图2-2所示。

图2-2小规模数字电路

这种方法是采用一个二进制计数器，将处理后的脉波信号进行计数，在1分钟内将计数值显示。此方法的不足在于电路结构复杂，实现一个相对简单的过程控制功能就需要多片电路，且数字电路器件功能单一，一旦硬件电路定型就难以改动，要实现心率测量、显示和报警等功能就显得力不从心。

(2) PLD：可编程逻辑器件（PLD）突破了小规模数字电路功能单一的缺点，可以按照设计者设计分析出来的逻辑要求去编程定义，应用方便，设计灵活。针对设计要求，该方法至少由传感器电路、计数器电路、数字锁存电路、闸门电路、数据存储电路、显示电路、PC接口电路等七部分构成，在闸门信号允许时间内对被测信号计数，闸门宽度为单位时间。显然电路复杂，一旦涉及到数据处理、数据分析、数据记忆、数据通信等功能要求时，其实现难度可想而知。

(3)单片机：单片机应用和发展是有目共睹的，其体积小、重量轻、价格低、可靠性高、耗电少和灵活机动等许多优点已经被默认。在科学计算、数据处理及信息管理、CAD、CAM、CAA、CAI、过程控制和仪表智能化、军事领域、多媒体系统和信息高速公路甚至家用电器和家庭自动化等方面都可以看到单片机的影子，可谓立下了汗马功劳。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

单片机内部包含了CPU、RAM、ROM、I/O口、总线甚至A/D、D/A转换电路，功能强大。许多数字电路、模拟电路中的难题都能在单片机的程序设计中得到意想不到的解决效果，通过对程序和外电路的少许修改就可改变整个设计系统的功能。可移植性和可维护性都得到很大的改善，在数据记忆、处理、分析、通讯等方面都有出色表现。根据本设计要求，单片机控制列为首选，外设显示器、键盘、通讯、打印接口等硬件电路，完成脉波计数、数据运算、显示、通讯、记忆等功能。