示是光电控制R-S触发器电路。...
光电脉搏检测电路图（三） - 光电脉搏检测电路图大全（四款模拟电路设计原理图详解）
接线图
2023年09月27日 21:02 553
admin
光电脉搏检测电路图（三）
光电脉搏测量原理如图1所示，从光源发出的红外光一部分被手指组织吸收，一部分透射出来;红外接收管在光源的对称位置，检测到的透射光，反映出心律跳动情况。由于手指动脉在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，红外接收三极管输出信号也是周期性脉动的变化。
系统硬件框图如图2所示，由光电传感器、信号处理、单片机AT89S51、数码显示、电源等部分组成。当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间时，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变化。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，并输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到LCD1602显示。
信号采集电路
图3是脉搏信号的采集电路，U0是红外发射和接收装置，由于红外发射二极管中的电流越大，红外光发射强度就越大，所以对Ｒ1阻值的选取要求较高。Ｒ1选择270Ω是基于红外接收三极管感应红外光灵敏度考虑的。当手指离开传感器或检测到较强的干扰光线时，输入端的直流电压会出现很大变化，为了使它不致泄漏到后级，用C1、C2串联组成的双极性耦合电容把它隔断。该传感器输出信号的频率很低，当脉搏为50次/min时，只有0．78Hz，200次/min时也只有3．33Hz，因此信号首先经Ｒ2、C3滤波以滤除高频干扰，再由耦合电容C1、C2加到线性放大输入端。集成运放741，Ｒ5、C4构成低通滤波器以进一步滤除残留的干扰，其截止频率为：
整形电路
波形整形电路如图4所示，U2是一个电压比较器，C1、Ｒ4构成一个微分器，U3和C2、Ｒ5将正、负相间的尖脉冲加到单稳态多谐振荡器U3的反向输入端，不会造成很大的触发误差。当有输入信号时，U3在比较器输入信号的下降沿输出高电平，使C2通过Ｒ5充电。大约持续20ms之后，因C2充电电流减小而使U3同相输入端的电位降低到低于反相输入端的电位（尖脉冲已过去很久），于是U3改变状态并再次输出低电平。该脉冲是与脉搏同步的，并由红色发光二极管LED的闪亮指示出来。同时，该脉冲电平通过Ｒ6送到单片机/INTO脚，由单片机控制心率的计算和显示。
单片机处理及电路
系统采用了AT89S51单片机作为核心元件，构成的最小单片机系统如图5所示，系统时钟采用外部振荡电路，由12MHz晶振和2个30pF电容构成;系统通过S键进行复位。每次脉冲到达时触发单片机产生中断并进行计时，其对1min内的脉冲数进行累加即为所测脉搏。LCD1602A第1、2脚接驱动电源，第3脚VL为液晶的对比度调节;通过在VCC和GND之间接一个10kΩ多圈可调电阻，中间抽头接VL，可实现液晶对比度的调节;液晶的控制线ＲS、Ｒ/W、E分别接单片机的P2．5、P2．6、P2．7;数据口接在单片机的P0口;BL+、BL－为液晶背光电源。
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