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基于ATMega 16 的心率计设计与实现.doc

基于ATMega 16 的心率计设计与实现

雨可可西
2017-09-26 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于ATMega 16 的心率计设计与实现doc》,可适用于高等教育领域

基于ATMega的心率计设计与实现一(项目概要心率指心脏每分钟搏动的次数,它能够反映心脏的工作状态。正常心率决定于窦房结的节律性,成人静息时约,次min,平均约次min。心率可因年龄、性别及其他因素而变化。初生儿心率约次min,随年龄增长而逐渐减慢,至青春期乃接近成人的心率。女性心率比男性稍快运动员心率较慢。成人安静心率超过次min者,为心动过速低于次min者为心动过缓。心率受植物性神经和体液因素调节。安静或睡眠时,心迷走中枢紧张性增高,心交感中枢紧张性降低,心率减慢。运动、情绪激动、精神紧张时,心迷走中枢紧张性降低,心交感中枢紧张性升高,心率加快。肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素等体液因素增快心率。此外,体温每升高,心率加快,次min。项目目的及用途:可测量正常人的心率并用数码管显示其数值。硬件和功能:用压电陶瓷片采集心跳信号经过放大和滤波电路处理触发单片机进行计数并通过点亮一个LED来指示心跳信号的接受。最后用七段数码管显示出心率值。二(硬件设计思想和电原理图)信号采集使用压电陶瓷片进行信号采集将压电陶瓷片贴于人体颈部感受心跳时颈部动脉压力变化在陶瓷片两面产生电位差通过采集电压变化信号探测心跳。正常情况下压电陶瓷片于颈部采集心跳信号产生的电压为毫伏数量级。)信号处理信号处理电路由放大电路滤波电路构成。放大电路使用一片LM集成运放用电阻引入负反馈构成放大倍的差模放大电路。由于正常人的心跳,次所以我们采用了HZ的无源低通滤波电路。在放大电路的输入端我们并接了一个K欧的电阻用于消除一个未知低频干扰。在测试放大滤波电路时我们发现电路输入开路时有一个低频干扰在输入端并接一个小电阻后干扰减小但电阻过小会减弱输入放大电路信号实验发现K欧较为合适。)控制及指示电路采用ATMega对信号进行处理每来一次心跳信号计数加一并控制一个LED灯点亮秒作为指示。计数定时秒计数结束后将所得数乘以除以即为心率值通过一个四位七段数码管显示数值。三(硬件单元使用首先将电路通电把压电陶瓷片贴在颈部跳动较强的位置传感器的安放对检测效果影响很大所以我们用一个Led作为心跳接受指示。贴好压电陶瓷片后观察到Led有规律闪亮即安放合适。此时按reset键测量开始每来一次心跳Led灯亮一次秒后计数完成将所得数乘三通过七段数码管一直显示此数值直到按reset键。因为心率测试采用颈部取信号所以为了尽量缩短测试时间我们采用测秒再计算一分钟心跳次数的方法。四(软件设计思想及软件流程程序使用ICCAVR编写使用了个PORT口输出一个PORT口输入。用ATMega内的TIMER定时。单片机上电后定义各口状态初始化TIMER开启全局中断开始检测PA检测到低电平时计数加一点亮Ledms这段时间内不检测PA口状态实现软件滤波。ms之后重新检测PA口状态。当定时器程序定时到秒时用四位七段数码管显示处理后的计数值即心率值。初始化定时器中断服务子程序否PA为关闭定时器处理计数七段数是码管显示计数值计数加一Led亮延时ms流程图五(软件功能软件能对心跳信号进行显示、计数、处理并通过七段数码管显示出来。配合硬件实现心律监测的功能。【源程序见源程序c】六(系统测试过程及测试数据参数随机对宿舍内同学尽心心率的测量并同时采用人工计数的方法测心率两种方法测出的数据进行比较计算误差。测试同学测试心率实际心率宣堃王汉斌王之腾对数据分析发现我们的心率计还是有相当的精度的。七(作品成本压电陶瓷片元LM元导线、电阻、LED元七段数码管元线路板元。共元。八(参考来源《微弱信号检测技术》、《模拟电子技术基础》、《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》

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