便携式脉搏测试仪【摘要】本设计基于MSP430F149的脉搏测量仪，通过将手指放在用光电传感和放大滤波技术制作的光电脉搏探头下，然后经A/D转化把信号传送给核心MSP430F149做信息处理后，由液晶显示测量结果。通过实验表明，该系统各项技术指标达到了设计要求，并且能有效地抑制干扰提高精度，得到较理想的脉搏波信号，具有低功率低成本的特点。【关键词】MPS430F149；透射式红外对管；OPA2340（A/D）；脉搏波；光电传感；【作者单位】，武汉交通职业学院引言随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小；当血液回流心脏时，组织的但透明度增大。手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织,其中非血液组织的光吸收量是恒定的,而在血液中,静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的,可以忽略。因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的,那么在恒定波长的光源的照射下,利用透射式的测量方法，通过检测透过手指的光强可以间接测量到人体的脉搏信号。于是我们运用了一些自身与课外所学的互联网的知识，设计了这个简单的“便携式脉搏测试仪”。一、系统整体设计和工作原理（1）系统设计本设计主要是通过MPS430F149单片机实现了便携式脉搏的测试，由光电传感器采集到脉冲信号，经过信号的放大、滤波、调理和比较后，将输出的信号通过单片机的获取并进行处理，最终在TFT液晶显示屏上显示。下面就是本次设计的具体系统工作流程图与电路原理图。如图1、2所示：1图1系统工作流程图2图2电路原理图1（2）系统理论分析与计算1.光电传感参数分析与计算当三级管基极得到一个高电平时，三极管导通。由于心脏的跳动引起手尖血液浓度的变化，红外发射管发出的红外光穿过手尖后，红外光发生了非电电量信号变化，将这一变化通过红外接收管和电阻转换为电信号。光电检测器件应与光信号源在光谱特性匹配,使用器件实现光电转换时，必须与入射辐射能量集中的位置一致。一般情况下入射辐射通量的变化中心，应在光电检测器件的线性区域内，这样才能达到较好的线性检测。高灵敏度是对微弱光电信号检测器件的一重要指标，这样才能输出足够强、较为精确的电信号。考虑到人体的特性，我们使用波长在600-1000nm的透射式红外线发射管和红外线接收管。2.脉搏信号参数分析因为采集的脉搏信号中伴有各种干扰，所以需要高通滤波去除低频干扰；再进行初级信号放大，同时进行低通滤波，去除高频信号，取中间合适的信号。3.信号采集与处理参数分析与计算通过滤波放大后，对信号进行高通以及低通滤波，此后再对信号进行处理放大，两次信号放大10845倍，公式为：4.波形显示参数分析与计算将脉搏信号进行处理及电压比较后，传入MSP430F149单片机微控制芯片中。主控芯片经过内部处理后，将信号传输到TFT液晶显示屏，在液晶显示屏上显示出脉搏跳动的波形，以及脉搏次数。二、系统硬件设计（1）MSP430F149处理器主芯片MSP430F149一类具有16位总线的带FLASH的单片机,其性价比和集成度高。它采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器.具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块,片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6路P口、两路USART通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟,支持8M的时钟.由于为FLASH型,则可以在线对单片机进行调试和下载,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,加强电干扰运行不受影响，适应工业级的运行环境,适合2与做手柄之类的自动控制的设备。在本设计中用MSP430F149处理器作为核心控制器件。如图3所示：图3MSP430F149管脚图（2）信号采集电路由红外线发射二极管、红外接收二极管和8050的NPN三级管组成，红外管具有灵敏度高，易于操作，响应速度快，结构简单，低功耗、价格便宜等优点。检测原理：将手指放在红外线发射二极管和接收二极管之间，血管中血液的流量随着心脏的跳动变化，由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和度的变化将引...
