脈搏 壓電傳感器：壓電傳感器SC0073脈搏測量儀設(shè)計★解析.doc
大連民族學院機電信息工程學院
自動化系
單片機系統(tǒng)課程設(shè)計報告
題 目： 脈搏測量儀設(shè)計 目 錄
1任務(wù)分析和性能指標 1
1.1任務(wù)分析 1
1.2性能指標 1
2總體方案設(shè)計 2
2.1硬件方案 2
2.1.1傳感器 2
2.1.2 信號處理 2
2.1.3 單片機 2
2.1.4 電源 2
2.2軟件方案 2
3硬件設(shè)計與實現(xiàn) 4
3.1前置放大電路 4
3.2二階有源濾波電路 4
3.3波形整形電路 5
3.4單片機接口電路 6
4軟件設(shè)計與實現(xiàn) 7
4.1 主程序 7
5 調(diào)試及性能分析 8
5.1 調(diào)試分析 8
總 結(jié) 9
參考文獻 10
附錄1 元器件清單 11
附錄2 調(diào)試系統(tǒng)照片 12
附錄3源代碼 13
1任務(wù)分析和性能指標
1.1任務(wù)分析
醫(yī)院的護士每天都要給住院的病人把脈記錄病人每分鐘脈搏數(shù)，方法是用手按在病人腕部的動脈上，根據(jù)脈搏的跳動進行計數(shù)。為了節(jié)省時間，一般不會作1分鐘的測量，通常是測量10秒鐘時間內(nèi)心跳的數(shù)，再把結(jié)果乘以6即得到每分鐘的心跳數(shù)，即使這樣做還是比較費時，而且精度也不高。為了提高脈搏測量的精確與速度，多種脈搏測量儀被運用到醫(yī)學上來，從而開辟了一條全新的醫(yī)學診斷方法。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量技術(shù)也越來越先進，對脈搏的測量精度也越來越高，國內(nèi)外先后研制了不同類型的脈搏測量儀，而其中關(guān)鍵是對脈搏傳感器的研究。
動態(tài)微壓傳感器是一種高性能、低成本的壓電式小型壓力傳感器，產(chǎn)品采用壓電薄膜作為換能材料，動態(tài)壓力信號通過薄膜變成電荷量，在經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出。該傳感器具有靈敏度高，抗過載及沖擊波能力強，抗干擾性好、操作簡便、體積小、重量輕、成本低等特點，廣泛應用于醫(yī)療、工業(yè)控制、交通、安全防衛(wèi)等領(lǐng)域。但人體的生物信號多屬于強噪聲背景下的低頻的弱信號, 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號,因此必需經(jīng)過放大和后級濾波以滿足采集的要求。
1.2性能指標
系統(tǒng)能準確測量人的脈搏次數(shù)，一分鐘誤差不超過1次，有直觀的顯示系統(tǒng)。系統(tǒng)要求有自己設(shè)計電路部分。
2總體方案設(shè)計
2.1硬件方案
本系統(tǒng)主要由動態(tài)微壓傳感器、脈搏信號調(diào)理模塊、51單片機組成。其中模塊信號調(diào)理模塊包括信號低通濾波電路、基于LM358的信號放大電路、基于LM339的信號整形電路。
2.1.1傳感器
SC0073脈搏傳感器，該傳感器采用壓電復合材料作為換能元件，信號通過特殊的匹配層傳遞到換能元件上變成電荷量，再經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。該傳感器是一種高性能低成本的振動傳感器，具有靈敏度高、頻率響應范圍寬、抗過載及沖擊能力強、抗干擾性好、操作簡便等特點。通過測試該型號傳感器性能基本滿足條件。
2.1.2 信號處理
由于從傳感器輸出的脈搏信號十分微弱而且有用信號容易淹沒在噪聲信號中，因此需要對采集到的原始脈搏信號進行放大和濾波等處理即向傳感器、信號處理、單片機提供的電源，可以是5-V直流的電源。2.2軟件方案
統(tǒng)主程序控制單片機系統(tǒng)按預定的操作方式運行, 它是單片機系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進行初始化。初始化程序主要完成對單片機內(nèi)專用寄存器、定時器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。系統(tǒng)初始化之后, 進行定時器中斷、外部中斷、顯示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序
圖3.4.1單片機接口電路
信號處理后的電路接到單片機P3.0口，同過軟件查詢方式來對脈搏信號進行計數(shù)。數(shù)據(jù)處理后送給數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管采用靜態(tài)顯示方式，提高顯示亮度。
4軟件設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 主程序
圖2.2.1主程序流程圖
5 調(diào)試及性能分析
5.1 調(diào)試分析
由于程序調(diào)試是否成功，這是關(guān)鍵的一步，因為單純的硬件無法實現(xiàn)預期的目的。因此，對程序的調(diào)試就同樣重要。調(diào)試這階段發(fā)生過的故障如：子程序在運行時破壞現(xiàn)場，緩沖單元發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計上有失誤，堆棧區(qū)域有溢出等問題。采用單步運行方式和斷點運行方式對每個子程序進行調(diào)試，單步和斷點調(diào)試后，再進行連續(xù)調(diào)試，這是因為單步運行只能驗證該子程序的正確與否，而不能確定定時精度、CPU的實時響應等問題。待全部完成后，應反復運行多次觀察。
總 結(jié)
本設(shè)計主要是51單片機在脈搏測試系統(tǒng)中的應用。重點介紹了單片機的最
小系統(tǒng)，通過單片機最小系統(tǒng)實現(xiàn)了脈搏的測量系統(tǒng)，由傳感器采集到脈沖信號，經(jīng)過信號的濾波、放大和整形電路將輸出的信號通過單片機的外部中斷獲取并最終在數(shù)碼管上顯示。利用單片機自身的定時中斷、外部中斷、計數(shù)等功能，不僅能顯示出此次脈搏測量的次數(shù)，還能自動儲存這個數(shù)據(jù)。
本次所設(shè)計的測量儀系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應用廣泛，具
有實際意義。由于時間比較短，同時本人掌握的知識有限，本次設(shè)計雖已完成
脈搏 壓電傳感器：壓電脈搏傳感器
河北無限科技有限公司
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廣州凱立達電子有限公司是一家*致力于壓電蜂鳴片、壓電蜂鳴器、壓電傳感器、微孔霧化片等研發(fā)和生產(chǎn)的高科技企業(yè)。公司位于交通發(fā)達的廣州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)永和經(jīng)濟區(qū)。
凱立達發(fā)展已近30年，目前擁有200多名員工和大量自動化生產(chǎn)、檢測設(shè)備，如水磨機、流延機、擠膜機、自動被銀機、自動貼片機、自動裝配機、自動測試機等。廠房面積超過6000平方米，月產(chǎn)能達1800萬只。<br &="" 東莞市日成精密儀器有限公司="" 東莞市日成精密儀器有限公司的產(chǎn)品主要有氣動噴射精密點膠系列、壓電噴射精密點膠系列、精密涂覆閥系列、螺桿精密點膠系列、熱熔膠噴射系列和焊膏壓電噴印系列產(chǎn)品等等。="" 公司集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體，專注于電子封裝中的流體精密控制解決方案，為客戶提供流體精密點膠設(shè)備及其相關(guān)配套產(chǎn)品和服務(wù)。公司的產(chǎn)品主要用于*制造業(yè)中的點膠密封、涂層涂覆、定點灌封、高精度非接觸噴射及其填充等作業(yè)。公司產(chǎn)品應用="" 東莞市日成精密儀器有限公司主營產(chǎn)品有：精密視覺壓電噴膠系統(tǒng)、精密視覺壓電滑閥點膠系統(tǒng)、精密視覺螺桿閥點膠系統(tǒng)、全自動噴膠="" 點膠組裝流水線等系列自動化設(shè)備。本已經(jīng)順利通過國際質(zhì)量認證管理體系,符合iso="" 9001:2015的要求；認證范圍：高精度工業(yè)自動化點膠機、噴膠機的研發(fā)，生產(chǎn)。公司產(chǎn)品應用行業(yè)遍布smt="" ems、生命科學、醫(yī)療器械、汽車電子、手機電子、新能源電池、電聲元器件、馬達、光="" 翎藝（廈門）科技有限公司="" vermes微密斯點膠壓電噴射閥配件耗材保養(yǎng)維修撞針噴嘴密封圈我司作為德國微電膠技術(shù)進口設(shè)備提供商，*提供vermes微密斯點膠壓電噴射閥配件，包括液盒配件：撞針密封環(huán)密封圈，推桿棒，擰緊螺釘和注射筒連接器，在這大部分不同的材料均可供選擇，如：不銹鋼或聚醚醚酮(peek)。提供mds="" 3200xx系列全新撞針，噴嘴針頭及其管道清洗刷、液盒清潔器、清洗棒、液盒刷等，也有噴嘴=""
