红外传感器的方案是使用一对红外发射管和接收管,接收管为光敏接收管,为光敏三极管的一种,它只可单方向导电。心脏未跳动时血管变细血流量较少,发射端的接收端正常工作,当心脏跳动时血管变粗血流量升高,接收端无法检测到发射端的信号,便会产生微弱的饱和反向漏电流,再来又是心脏未跳动时血管变细血流量较少的情况,此时饱和反向电流会突然升高,生成我们所需要的电流信号。论文网
综上所述,综合成本价格,材料获取的难度,原器件的抗干扰能力以及整体电路的处理难度等原因思考后,便选择使用一对红外光对射二极管来实现。
2。1。2 脉搏波处理的方案介绍
(1)数字电路方案:将采样电路传递过来的数据通过一个二进制的计数器进行处理。然后设定时间,把在该时间范围内所计量的信号数显示出来。该方案的缺点是电路十分复杂,但实现的功能却十分单一,且硬件电路不好改动,很难实现其他的一些功能。该方案的结构图,如图2-1所示。
图2-1 小规模数字电路脉搏测量计
(2)PLD:相比较以上电路可编程逻辑器件(PLD)就很好的克服了功能缺乏的缺陷,设计的思路也很宽泛。但根据题目要求,该方案应该至少由红传感器电路、闸门控制电路、计数器累加电路、数字计锁存电路、显示模块电路、数据储存处理电路、PC端电路构成,所以实现的难度很大,第一电路十分复杂,第二对于设计过程中一些不可避免的数据分析,处理以及通信的问题要求较高,第三,成本较高。
(3)单片机:单片机是一款功能极其强大的芯片,甚至可以说它本身就是一个微型电脑,它有着小巧,便宜,轻便,消耗电能少,系统稳定性强,使用方便等功能,在实际应用方面有着巨大的优势,被广泛应用于汽车电子及模块化领域和通信等方面。
整个系统如果用单片机来做不仅简单方便使用,而且成本也会下降,并且系统的稳定性高,也利于一些复杂运算的规划。
综合本小结所叙述的内容,本设计最后决定以红外传感器为传感器,以单片机为核心处理模块。单片机系统原理框图,如图2-2所示。
图2-2 单片机系统结构框图
2。2 元器件选择及功能介绍
2。2。1 单片机STC89S52
功能特性描述:
STC89S52系列单片机是一种电能功率需求较少、功能及作用多而且价格便宜的微型电脑控制设备,内部具有MCS-51系统,但是,虽然操作方式还有内部结构与51相似,但比51多一个版本的52,有着更加好的功能,所以它的使用范围相比更广。
STC89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。STC89S52的引脚结构如图2-3所示。
图2-3 STC89S52的引脚结构
这一部分在本系统中主要的作用是对信号的进一步处理,对结果进行计算,控制显示模块和报警电路的正常工作。
2。2。2双运算放大器LM358N
LM358 拥有两个双运算放大器。被广泛应用于电压上下限范围较宽的单电源或者是双电源的电路中,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的应用较为广泛,比如红外线探测报警器。
特性:
● 低输入偏流
● 内部频率补偿
● 直流电压增益高(约100dB)