基于光电对射管的健身器心率测量系统设计
2.2 信号调理电路
由于通过光电接收管接收到的信号极其微弱（变化幅值在±10mV之间），因而容易被其外围电路所干扰，因此系统必须单独为信号调理电路提供电源，同时，系统的线路板布线也会对信号产生较大的影响，因此在设计线路板时要主要信号线与电源地线的设计。信号经过LM324的两级放大后仍存在较大的偏置电压，因此必须在信号输入端加滤波电容，将电路中的直流成份滤掉并保证不影响交流信号的传递，光电对射管采集信号和信号调理电路如图2所示。
本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/195563.htm从图1的原始信号波形图中基本可以看到波形整体的变化趋势，但是其中有很强的杂波和干扰信号。因此将信号放大后必须进行滤波处理。经过LM324的一级放大和整形滤波后的信号已经很平滑。经图2电路中的b点即可采集得到很好的心率信号波形，此时信号的变化幅值为0.8V，但还存在一定程度的电压偏置量，经过图2所示的再一级放大就得到了0～4V的脉冲信号。从图2电路中的c点测量到信号波形中已无干扰，信号已经相对稳定，并且也去掉了电压偏置。该信号经过施密特反向触发器74LS14反向后，就得到了标准的方波信号。从图2所示电路中的d点测量的信号波形如图3所示。从图3中可以看出信号的上升沿和下降沿很好，电压变化量为标准的0～5V。此时即得到了完整的心率信号。此信号变化稳定，和心脏同步，是心脏跳动的真实反映，将此信号直接连接到单片机中以进行心率信号的测量。
3心率算法和软件编程
系统采用ATMEL公司的AT89S52单片机。该单片机对各种恶劣的工作环境有较强的适应性，并且内部带有看门狗。心率信号连接到单片机的外部中断 INT0口，通过计算相邻两次心率之间的时间差换算出心率。通过定时器计时，得到相邻两次中断之间的时间差T。设定定时器的计时单位为
秒,即每秒计数字节增加1，通过计算可得到两次中断之间的时间和计数器n的关系为：
，再根据心率的计算公式：心率=心跳次数/分钟,得到的计算公式如下：
从而得出每分钟的心率值。
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