便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word格式文档下载.docx
- 文档编号:18908329
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:606.42KB
便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word格式文档下载.docx
《便携式人体脉搏信号检测系统设计报告Word格式文档下载.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格式文档下载.docx(10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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 便携式 人体 脉搏 信号 检测 系统 设计 报告