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用脈搏記錄儀器描繪脈搏波圖像已有百余年的歷史。1860年法國(guó)人研制了杠桿脈搏描記器，成為現(xiàn)代脈象描記的基礎(chǔ)。脈象儀的總體構(gòu)成包括脈象信號(hào)檢測(cè)，信號(hào)預(yù)處理和信號(hào)分析三個(gè)環(huán)節(jié)。我國(guó)醫(yī)務(wù)界約從50年代初就開(kāi)始了用西方傳來(lái)的脈搏描記技術(shù)，使脈象圖形化。近十多年來(lái)，已經(jīng)研制出了許多性能各異的脈象儀，各類脈搏描記器最關(guān)鍵和差異較大的部分就是脈象傳感器的研制。從測(cè)量原理上講，脈象傳感器可分為機(jī)械式、壓電式、光電容式等多種。

目標(biāo)信號(hào)檢測(cè)的關(guān)鍵是提取信號(hào)的特征。在實(shí)際中,目標(biāo)信號(hào)總是淹沒(méi)在大量的雜波或干擾中,而且目標(biāo)信號(hào)的幅值或功率較雜波或干擾信號(hào)可能還低得多,這就需要進(jìn)行有效的信號(hào)處理。

時(shí)域分析法：目前國(guó)內(nèi)對(duì)脈象信號(hào)的特征提取方法,多數(shù)采用時(shí)域分析法,即在時(shí)間方向上分析波動(dòng)信號(hào)的動(dòng)態(tài)特征,通過(guò)對(duì)主波、重搏前波、重搏波的高度、比值、時(shí)值、夾角、面積值的參量分析,找出某些特征與脈象變化的內(nèi)在聯(lián)系。時(shí)域分析法包括直觀形態(tài)法、多因素識(shí)脈法、脈象速率圖法、脈圖面積法。直觀形態(tài)法。

頻域分析法：頻域分析主要是通過(guò)離散快速傅里葉變換,將時(shí)域的脈搏波曲線變換到頻域,得到相應(yīng)的脈搏頻譜曲線,通過(guò)頻譜曲線的特征分析,從中提取與人體生理病理相應(yīng)的信息,實(shí)現(xiàn)脈象分類。與時(shí)域分析不同, 脈搏信號(hào)的頻域特征可分辨性好, 因此80年代以來(lái)國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者開(kāi)始在頻域內(nèi)對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行分析, 初步取得了有意義的結(jié)果。這種從頻域和能量的角度來(lái)分析脈搏信號(hào)的思想是十分正確的。我們從能量角度研究了幾種不同疾病脈搏信號(hào)的特征頻域特征和差異, 利用頻域分析的延伸技術(shù)——倒譜與同態(tài)解卷,首次估計(jì)出了人體脈搏系統(tǒng)的傳遞函數(shù), 分析了脈搏系統(tǒng)的頻率特性。

時(shí)頻聯(lián)合分析法：是把一維信號(hào)或系統(tǒng)表示成一個(gè)時(shí)間和頻率的二維函數(shù),時(shí)頻平面能描述出各個(gè)時(shí)刻的譜成分。常用的時(shí)頻表示方法有短時(shí)傅立葉變換和小波變換(WT) 。

短時(shí)傅立葉變換(STFT)方法：是一種廣義情形,是一種線性時(shí)頻表示方法,它依賴于被分析信號(hào)的線性特性,即信號(hào)的頻譜與在數(shù)據(jù)中提供正弦成分的幅度成線性比例。其最主要的優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)、計(jì)算簡(jiǎn)潔有效,而它主要的缺陷是時(shí)間和頻率分辨率在整個(gè)時(shí)頻平面上固定不變。另外的限制是對(duì)一個(gè)特殊的信號(hào),需要一個(gè)特殊的窗才能得到最佳分辨率。

小波變換(WT)：是另外一種重要的線性時(shí)頻表示,它在時(shí)頻平面上具有可變的時(shí)間和頻率分辨率,把FT 中的正弦基函數(shù)修改成在整個(gè)時(shí)頻平面上具有可變時(shí)頻分辨率的基函數(shù),使得它在高頻區(qū)域能夠提供高的時(shí)間分辨率,而在低頻區(qū)域能夠提供高的頻率分辨率。小波變換這種獨(dú)特的能力使其成為分析脈搏這種非平穩(wěn)信號(hào)的有力工具。在目前已知的小波函數(shù)中,復(fù)值調(diào)制的Gaussian 函數(shù)是使用最高的小波之一。

本文首先對(duì)方案的選擇做了詳細(xì)的論證與設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)用到的主要核心部件是AT89C2051，為了加深對(duì)該單片機(jī)的了解，本文詳細(xì)介紹了該單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以及它的復(fù)位電路和振蕩電路。該電路為了采集脈搏波信號(hào)用到了光電傳感器，并對(duì)光電傳感器的信號(hào)拾取，信號(hào)放大做了較為詳細(xì)的介紹，因?yàn)椴杉降墓怆娦盘?hào)比較弱，所以用到了二級(jí)放大，經(jīng)過(guò)二級(jí)放大后的波形經(jīng)過(guò)整形電路，將脈沖信號(hào)傳送到單片機(jī)，經(jīng)CPU的計(jì)數(shù)、比較最終將結(jié)果顯示出來(lái)。

正常人的脈搏次數(shù)是每分鐘60～90次（嬰兒為90～120次,老年人則為100～150次), 這種頻率信號(hào)屬于低頻范疇.因此,脈搏測(cè)試儀是用來(lái)測(cè)量低頻信號(hào)的裝置,它的基本功能要求是:

要把人體的脈搏數(shù)(振動(dòng))轉(zhuǎn)換成電信號(hào),這就需要借助傳感器。對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)要進(jìn)行放大、濾波和整形處理，以保證后續(xù)電路能正常對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的加工和處理。脈搏測(cè)試儀要能在幾秒左右測(cè)出脈搏跳動(dòng)次數(shù)，并作出是否報(bào)警的判斷。報(bào)警的上、下限及對(duì)象選擇可以通過(guò)多路開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)�？傊�，脈搏測(cè)試儀的核心是要對(duì)低頻信號(hào)在固定的短時(shí)間計(jì)數(shù)，最后以數(shù)字形式顯示出來(lái)�？梢�(jiàn)，脈搏測(cè)試儀的主要組成部分是計(jì)數(shù)器和數(shù)字顯示器。

脈搏傳感器的作用是將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點(diǎn)沖信號(hào)。脈搏傳感器是脈搏象檢測(cè)系統(tǒng)中重要的組成部分，其性能的好壞直接影響到后置電路的處理和結(jié)構(gòu)的顯示。目前典型的脈搏傳感器有以下三種：光電類、壓阻類和壓電類。在這三種目前采用最多的是壓電類傳感器，近年來(lái), 光電檢測(cè)技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中發(fā)展很快, 這主要是由于光能避開(kāi)強(qiáng)烈的電磁干擾, 具有很高的絕緣性, 且可非侵入地檢測(cè)病人各種癥狀信息。用光電法提取指尖脈搏光信息受到了從事生物醫(yī)學(xué)儀器工作的專家和學(xué)者的重視。

此外,從AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致（除模擬比較器外）,引腳RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部連接電路也完全與51系列單片機(jī)相應(yīng)引腳一致,但P1口、P3口有其獨(dú)特之處。

本設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)�；旌想娐吩O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈搏信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)定，并能發(fā)出警告。整個(gè)電路盡量考慮到各方面的因素，做到線路簡(jiǎn)單，減小電磁場(chǎng)干擾，充分利用集成芯片，彌補(bǔ)分離元器件的精度不足。甚至還可以以該設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)加載其他功能，使其功能和結(jié)構(gòu)更加完善，擴(kuò)展至對(duì)人體其他生理狀態(tài)的測(cè)定。

對(duì)于此次設(shè)計(jì)，我自己感覺(jué)學(xué)到了很多東西。不僅是新知識(shí)的學(xué)習(xí)，更重要的是我學(xué)會(huì)了如何去運(yùn)用已有的知識(shí)，深刻體會(huì)到了基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，更懂得了閉門造車是行不通的。

通過(guò)這次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。我覺(jué)得做畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，平時(shí)看課且還可以記本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而住很多東西。比如PLC的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因?yàn)闆](méi)有動(dòng)手實(shí)踐過(guò)吧！認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。作為畢業(yè)的學(xué)生，能夠搞這樣的關(guān)于PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)，確實(shí)從中學(xué)到了很多的知識(shí)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)方面，打破了以往單純?yōu)榻鉀Q問(wèn)題的觀念，樹立了良好的項(xiàng)目設(shè)計(jì)思想。在內(nèi)容設(shè)計(jì)方面，比較深入的學(xué)習(xí)了PLC方面的知識(shí)，補(bǔ)充了自己知識(shí)上的不足，更重要的是給自己找到了一個(gè)發(fā)展的方向。

在這個(gè)過(guò)程中，受到了我們老師和同學(xué)的熱切關(guān)注和耐心輔導(dǎo)，特別朱璐瑛老師對(duì)我進(jìn)行了系統(tǒng)的講解和指導(dǎo)，對(duì)設(shè)計(jì)提出了很多建設(shè)性的意見(jiàn)及建議，對(duì)我的設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)性和決定性的作用，使我深刻的體會(huì)到了良師益友給我?guī)?lái)的幫助，在此表示深深的感謝！

畢業(yè)設(shè)計(jì)，就是為了讓我們把已有的知識(shí)加以融會(huì)貫通，在此次設(shè)計(jì)中我們運(yùn)用的都是以前學(xué)過(guò)的知識(shí)數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、測(cè)控電路和ORCAD等。然而這在以前，它們都是零散的，在此次設(shè)計(jì)中，一個(gè)脈搏測(cè)試儀就讓我們把它們聯(lián)系了起來(lái)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)才真正弄懂了ORCAD的模擬功能是用來(lái)做什么的，對(duì)分頻、倍頻的概念才有了宏觀的認(rèn)識(shí)，明白了到了作為做儀器開(kāi)發(fā)的工作人員的辛苦。

總之，親自動(dòng)手是課堂學(xué)習(xí)的延續(xù)，電子領(lǐng)域隨時(shí)隨地都在發(fā)生著翻天覆地的變化，現(xiàn)有的知識(shí)儲(chǔ)備總是落后于科技的發(fā)展腳步，我們只有不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，才能做到在面對(duì)新課題時(shí)游刃有余。

在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師蔡老師給予了我很大的幫助，提供了相關(guān)的資料，對(duì)我的作品給予了指導(dǎo)和支持。使我順利圓滿的完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，向老師表示衷心的感謝！同時(shí)，也要感謝學(xué)院提供計(jì)算機(jī)等設(shè)施，使我的設(shè)計(jì)得以順利完成。

寒窗幾載，春花秋實(shí)。大學(xué)四年是我一生的重要階段，是學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)及提高各方面能力的重要階段。從跨入大學(xué)的校門的那一刻起我就把這一信念做為人生的又一座右銘。

我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處。但是這次做論文的經(jīng)歷使我終身受益。我感受到做論文是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的潛力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。期望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。

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