基于单片机的光电脉搏计设计与实现

本篇文档主要介绍了基于单片机的电子电路设计课程中的一个实践项目——电子脉搏计。设计团队由李斌、王大奖、陈树鹏、杨兴欢、郭静钰和单志蕊组成，他们专注于09级医学物理师专业。设计目标是开发一个脉搏检测系统，能够通过光电管传感器采集脉搏信号，实时显示心率并进行超限报警。 1. **设计要求** - 通过光电传感器（如光电管）采集脉搏信号，并设计电路来显示脉搏波形。 - 实现单片机为核心，实时监测脉搏变化，当脉搏超过预设范围时，蜂鸣器会发出报警信号。 - 能够通过键盘设置报警阈值，保证系统的灵活性和准确性。 2. **设计思路** - **信号处理**：脉搏信号转化为电信号的过程，通过光电效应，手指尖的微血管随心脏跳动产生的容积变化导致光强度变化，进而影响光电二极管的电流，形成电压信号。 - **滤波与干扰消除**：为了准确测量，设计者考虑了多种干扰因素，包括环境光、电磁干扰、运动噪声以及50Hz工频干扰，并采取适当的滤波措施。 - **频率范围**：针对正常人的脉搏频率（60-80次/分钟）和老人或运动后可能的高频率（100-240次/分钟），设计了适应不同情况的低通滤波器。 3. **硬件电路设计** - **模拟信号处理**：分为信号采集和模数转换两个部分，前者负责光电管信号的获取，后者将模拟信号转换为数字信号便于单片机处理。 - **键盘控制**：用户可以通过键盘输入设置报警限值，实现个性化设置。 4. **软件实现**： - **程序清单**：设计包含单片机的控制程序，用于实时数据处理、显示以及超限报警逻辑的编程。 **总结**：该电子脉搏计项目旨在通过实践学习单片机和模拟电子技术，让学生掌握脉搏信号的捕捉、处理和显示技术，同时提升抗干扰能力和故障排除能力。完成这个项目不仅有助于理论知识的巩固，也有利于培养学生的工程实践能力。