专利名称：基于通用串行总线的脉搏信号检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉搏信号测量技术，具体讲是一种采用通用串行总线传输数 据的脉搏信号检测装置。它可以用于脉搏信号的检测。
背景技术：
在日常监护中，人体脉搏信号的检测非常重要。随着微电子技术和信息技术的高 速发展，医学检测仪器正逐步向智能化和微型化方向发展。为了能及时准确的反映脉搏信 号各相关参数的变化状况，测量设备首先要以较高的采样频率实现脉搏信号的检测。对于 这样一个高实时性的系统，数据采集模块与数据处理模块之间的通信至关重要。
发明内容为了适应高速数据传输的需要，本实有新型研制了一种脉搏信号检测装置，通过 通用串行总线将采集到的信号高速稳定地传送给计算机，来实现对人体脉搏信号的检测。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于通用串行总线的脉搏信号检测装置，其特征是它包括脉搏传感器、信号 放大电路、单片机、通用串行总线接口电路、电源和计算机组成，脉搏传感器的信号输出端 接信号放大电路；信号放大电路的输出端接单片机的信号输入端；单片机通过通用串行总 线接口电路与计算机相连；电源分别与信号放大电路、单片机和通用串行总线接口电路相 连。本实用新型的有益效果是本实有新型采用通用串行总线接口标准实现计算机与单片机的数据传输，能可 靠、稳定地工作。通用串行总线作为一种新型的串口通信标准，具有高的传输速率，可扩展 性好，采用总线供电等特点。该系统具有结构简单、抗干扰能力强、成本较低、应用价值高等 优点，可以方便地实现脉搏信号的快速采集和存储，在应用中有着非常广泛的应用前景。
图1是本实用新型的系统结构框图。图2是信号放大电路。图3是通用串行总线接口电路。图4是单片机的程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施实例对本实用新型进一步说明。如图1所示，本装置由脉搏传感器、信号放大电路、单片机、通用串行总线接口电 路、电源和计算机组成，各部分之间顺次连接。脉搏传感器把人体的脉搏转变成可处理的电 信号，经放大电路放大。放大后的信号经混合信号系统级芯片单片机模数转换后变成数字 信号，然后单片机通过通用串行总线接口电路与计算机通信，把脉搏信号送入计算机显示、记录和处理。脉搏传感器采用压电陶瓷 片HTD型集成化传感器。它采用高度集成化工艺将压电 片、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内，模拟信号输出，输出完 整的模拟电压信号。脉搏传感器与放大电路相连，把人体的脉搏转变成可处理的电信号。如图2所示，信号放大电路采用LM386芯片组成的电路。信号从Vin输入，Vo输 出。它对从脉搏传感器输入的微弱的脉搏信号放大，并把信号传输到单片机为下一步的模 数转换做准备。单片机选用系统级芯片单片机C8051F芯片。它是完全集成的混合信号系统级芯 片，具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令集完全兼容，片内集成了数据采集 和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件。C8051F单片机输入端与信号放大电 路相连。它控制单片机内部集成的模数转换器的相应寄存器对输入的电压信号从模拟信号 转换到数字信号、设定采样频率，它同时还控制通用串行总线接口电路。单片机的输出端接 通用串行总线接口电路。所用单片机没有通用串行总线接口，要与计算机通过通用串行总线通信，必须采 用分离的通用串行总线接口芯片。接口芯片作为单片机的外围器件与单片机及单片机的其 它外围电路共同组成的通用串行总线设备。采用这种结构开发通用串行总线设备成本较 低，可靠性高。如图3所示，通用串行总线接口电路用CH375芯片组成的电路。CH375芯片用并行 通信方式通过数据总线与单片机相连，TXD引脚通过IkQ的下拉电阻接地或者直接接地， 使CH375工作于并口方式。VCC是5V电压，电容C3用于CH375内部电源节点退耦，电容C4 用于外部电源退耦，Xl的频率是24MHz，Cl和C2是容量为20pF的独石或高频瓷片电容。发 光管Ll及限流电阻Rl是可选的，用于状态指示。D0-D7接单片机的P 口。CH375芯片的RD 和WR分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。CH375中断引脚输出的中断 请求是低电平有效，连接到单片机的中断输入引脚上，单片机使用中断方式获知中断请求。 通用串行总线接口电路实现单片机与计算机之间的数据传递。通用串行总线包括一对电源 线和一对数据信号线。图3中通用串行总线插座Pl可以直接连接计算机。为了减小该装置体积，电源采用纽扣电池，为信号放大电路、单片机和通用串行总 线接口电路供电。计算机选自带通用串行总线接口的计算机即可。计算机端应用程序开发时将 CH375芯片的驱动程序、动态链接库拷贝到计算机中，利用CH375提供的API函数对其进行 操作，对通用串行总线设备的通信就和访问本地硬盘中的文件一样。如图4所示是单片机的程序流程图。该软件实现程序协同工作、数据采集和模数 转换、通用串行总线接口芯片的驱动和数据传递功能。单片机采用中断工作方式。以上所述仅为本实用新型的较佳实施实例，并不用以限制本实用新型，凡在本实 用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的 保护范围之内。
权利要求一种基于通用串行总线的脉搏信号检测装置，其特征是它包括脉搏传感器、信号放大电路、单片机、通用串行总线接口电路、电源和计算机组成，脉搏传感器的信号输出端接信号放大电路；信号放大电路的输出端接单片机的信号输入端；单片机通过通用串行总线接口电路与计算机相连；电源分别与信号放大电路、单片机和通用串行总线接口电路相连。
2.根据权利要求1所述的脉搏信号检测装置，其特征是所述脉搏传感器采用压电陶 瓷片HTD型集成化传感器。
3.根据权利要求1所述的脉搏信号检测装置，其特征是单片机选用系统级芯片 单片 机C8051F芯片。
专利摘要本实用新型公开一种基于通用串行总线的脉搏信号检测装置。它包括脉搏传感器、信号放大电路、单片机、通用串行总线接口电路、电源和计算机组成，脉搏传感器的信号输出端接信号放大电路；信号放大电路的输出端接单片机的信号输入端；单片机通过通用串行总线接口电路与计算机相连；电源分别与信号放大电路、单片机和通用串行总线接口电路相连。该装置具有结构简单、抗干扰能力强、成本较低、应用价值高等优点，可以方便地实现脉搏信号的快速采集和存储。
文档编号A61B5/02GK201734700SQ201020210929
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者陈晓 申请人:南京信息工程大学