一种光电式心率计电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种光电式心率计的电路。
【背景技术】
[0002]现有的心率计大多是采用物理压力传感器，使用起来不方便，而现有的光电式心率计基本都是依据光电容积脉搏波描记法原理来设计，即一定波长的光束照射到指端皮肤表面，光束通过透射或反射传送到光电接收器，皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化，将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得脉搏血液的变化。但大部分光电式心率计的外围电路复杂，鲁棒性差，成本高昂。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供的一种电路简单、成本较低的光电式心率计电路。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0005]一种光电式心率计电路，包括
[0006]光电传感器电路，所述光电传感器电路用于采集光电信号；
[0007]与所述光电传感器电路相连的前级放大电路，所述前级放大电路用于将采集的信号进行放大输出；
[0008]与所述前级放大电路相连的后级放大电路，所述后级放大电路用于将所述前级放大电路输出的信号进行放大输出；
[0009]与所述后级放大电路相连的比较器电路，所述比较器电路用于接收放大信号，并经转换产生周期性的电平信号；
[0010]与所述比较器放大电路相连的主控控制电路，所述主控控制电路用于将采集的电平信号进行处理后得到心率值；
[0011]与所述主控控制电路相连的LCD段码屏电路和蜂鸣器电路，所述LCD段码屏电路受驱动显示心率值，所述蜂鸣器电路受驱动随心率周期性鸣响。
[0012]所述光电传感器电路包括一光电传感器、第9电阻、第10电阻、负载电阻以及一电容，所述光电传感器的LEDl+引脚连接所述第10电阻的一端，其LED2+引脚连接所述第9电阻的一端，第10电阻和第9电阻的另一端连接电源，光电传感器的LED-和GND引脚接地，其VCC引脚通过所述电容接地，其输出引脚连接所述负载电阻的一端以及所述前级放大电路，负载电阻的另一端接地。
[0013]所述前级放大电路包括一运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接第17电阻、第20电阻和第14电容的一端，第17电阻和第14电容的另一端接地，第20电阻的另一端连接电源；
[0014]所述运算放大器的反相输入端连接输入电阻、反馈电阻和反馈电容的一端，输入电阻的另一端通过隔直电容连接所述光电传感器电路，反馈电阻和反馈电容的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端还连接所述后级放大电路，所述运算放大器的接地端接地，其电源端连接电源。
[0015]后级放大电路包括一运算放大器，运算放大器的同相输入端连接第24电阻、第25电阻和第18电容的一端，第24电阻和第18电容的另一端接地，第25电阻的另一端连接电源；
[0016]运算放大器的反相输入端连接第23电阻、第26电阻和第19电容的一端，第23电阻的另一端通过第9电容连接前级放大电路，第26电阻和第19电容的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端还连接比较器电路，运算放大器的接地端接地，其电源端连接电源。
[0017]所述比较器电路包括一双运算放大器，所述双运算放大器包括集成在一个单片上的跟随器和比较器；
[0018]所述跟随器的同相输入端连接所述后级放大电路和第12电阻的一端，第12电阻的另一端连接所述比较器的同相输入端和第18电阻的一端，所述第18电阻的另一端连接所述比较器的输出端。
[0019]所述跟随器的反相输入端连接所述跟随器的输出端，所述跟随器的输出端连接第7电容与第11电阻的一端，第7电容与第11电阻的另一端连接比较器的反相输入端以及第13电容的一端，第13电容的另一端接地，所述比较器的输出端连接所述主控控制电路。
[0020]所述主控控制电路包括一 MCU，所述MCU分别连接所述比较器电路的输出端、按键以及第2电阻和第2电容的一端，所述第2电阻的另一端连接电源，所述第2电容的另一端接地。
[0021]所述蜂鸣器电路包括三极管、二极管、蜂鸣器、限流电阻、第四电阻和第六电阻，所述三极管的基极连接第四电阻和第六电阻的一端，第四电阻的另一端连接主控控制电路，第六电阻的另一端以及三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述二极管的阳极和蜂鸣器的2脚，蜂鸣器的3脚和4脚接地，蜂鸣器的I脚以及二极管的阴极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接电源。
[0022]采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:
[0023]1、本实用新型提供了高性价比光电心率检测方案，稳定性高，体积小，功耗低，可用于多种智能穿戴解决方案。
[0024]2、硬件电路简单，只需要一个MCU加I个传感器和2个运放，经过比较器转换为电平信号，抗干扰能力强。
[0025]3、软件实现简单，无需复杂算法。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的电路组成示意图；
[0027]图2为光电传感器电路的电路图；
[0028]图3为前级放大电路的电路图；
[0029]图4为后级放大电路的电路图；
[0030]图5为比较器电路的电路图；
[0031]图6为主控控制电路的电路图；
[0032]图7为IXD段码屏电路的示意图；
[0033]图8为蜂鸣器电路的电路图
【具体实施方式】
[0034]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035]如图1所示，一种光电式心率计电路，包括光电传感器电路1、前级放大电路2、后级放大电路3、比较器电路4、主控控制电路5、IXD段码屏电路6以及蜂鸣器电路7，光电传感器电路1、前级放大电路2、后级放大电路3、比较器电路4以及主控控制电路5依次相连，主控控制电路5还分别与IXD段码屏电路6以及蜂鸣器电路7相连。
[0036]如图2所示，光电传感器电路I包括光电传感器U2、第9电阻R9、第10电阻R10、负载电阻R19以及电容C10，光电传感器U2的LEDl+引脚连接第10电阻RlO的一端，光电传感器U2的LED2+引脚连接第9电阻R9的一端，第10电阻RlO和第9电阻R9的另一端连接电源VBAT，光电传感器U2的LED-引脚和GND引脚接地，光电传感器U2的VCC引脚通过电容ClO接地，VOUT输出引脚连接负载电阻R19的一端以及前级放大电路2，负载电阻R19的另一端接地。
[0037]光电传感器电路I用于采集光电信号，信号经负载电阻R19后输入至前级放大电路2。
[0038]如图3所示，前级放大电路2包括运算放大器U3，运算放大器U3的同相输入端(IN+)连接第17电阻R17、第20电阻R20和第14电容C14的一端，第17电阻R17和第14电容C14的另一端接地，第20电阻R20的另一端连接电源VBAT ；
[0039]运算放大器U3的反相输入端(IN-)连接输入电阻R14、反馈电阻R8和反馈电容C6的一端，输入电阻R14的另一端通过隔直电容CS连接光电传感器电路1，反馈电阻R8和反馈电容C6的另一端连接运算放大器U3的输出端(OUT)，运算放大器U3的输出端(OUT)还连接后级放大电路3，运算放大器U3的接地端(GND)接地，其电源端(VCC)连接电源VBAT。
[0040]如图4所示，后级放大电路3的电路结构与前级放大电路2相同，具体包括运算放大器U5，运算放大器U5的同相输入端(IN+)连接第24电阻R24、第25电阻R25和第18电容C18的一端，第24电阻R24和第18电容C18的另一端接地，第25电阻R25的另一端连接电源VBAT ；
[0041]运算放大器U5的反相输入端(IN-)连接第23电阻R23、第26电阻R26和第19电容C19的一端，第23电阻R23的另一端通过第9电容C9连接前级放大电路2，第26电阻R26和第19电容C19的另一端连接运算放大器U5的输出端(OUT)，运算放大器U5的输出端(OUT)还连接比较器电路4，运算放大器U5的接地端(GND)接地，其电源端(VCC)连接电源 VBAT0
[0042]信