基于單片機設計的脈搏測量?jì)x

1．3 信號采集及處理系統
由于光電脈搏波屬于緩慢變化的微弱生理信號，信噪比低，極易受到環(huán)境噪聲和肢體運動(dòng)的干擾。傳統的光電脈搏波信號檢測電路都采用高增益放大器，以獲得較高的檢測靈敏度，這種設計思路導致了檢測信號動(dòng)態(tài)范圍縮小，在受到運動(dòng)干擾時(shí)，將導致由于干擾信號而帶來(lái)的光電脈搏波信號檢測的飽和失真。本系統采用過(guò)采樣技術(shù)，通過(guò)對信號的高速采樣來(lái)提高采樣精度，相當于用高分辨率的ADC對信號進(jìn)行模數轉換，達到了提高信噪比并改善動(dòng)態(tài)范圍的效果。因此本系統對經(jīng)過(guò)光電轉換后的信號進(jìn)行模數轉換而不需要任何信號調理(放大和濾波)電路。
1．4 過(guò)采樣技術(shù)的應用
所謂過(guò)采樣技術(shù)是指以遠遠高于奈奎斯特(Nyquist)采樣頻率的頻率對模擬信號進(jìn)行采樣的方法。由信號采樣量化理論可知，若輸入信號的最小幅度大于量化器的量化電平，并且輸入信號的幅度隨機分布，則量化噪聲的總功率是一個(gè)常數，在0～fs的頻帶范圍內均勻分布。因此量化噪聲電平與采樣頻率成反比，如果提高采樣頻率，則可以降低量化噪聲電平，而由于基帶是固定不變的，因而減少了基帶范圍內的噪聲功率，提高了信噪比，從而提高分辨率，并且采樣頻率每提高4倍，則信噪比提高4倍，相當于A(yíng)／D的分辨率提高1位。

2 軟件設計
2．1 程序設計
本文選用ADI公司的單片機ADC841，其內部集成了速度可達400k的12位逐次逼近型ADC，分辨率為0．6mv／LSB。從軟件需求和單片機速度出發(fā)，將ADC采樣率fs定為102．4kHz，為便于計算，將過(guò)采樣倍數k定為64，則下抽取后采樣率為偽：fs／k=1600Hz，是頻率為400Hz載波的四倍，滿(mǎn)足奈奎斯特采樣定理。由于過(guò)采樣倍數k為64，按每提高4倍采樣率就能提高一位分辨率來(lái)計算，獲得的ADC有效分辨率能提高3位，最后能達到約15位精度，其分辨率可達到0．0763mv／LSB。設置ADCCON1=#0B2H，ADCCON2=#00H。定時(shí)器2是一個(gè)具有16位自動(dòng)重裝載功能的定時(shí)器，作定時(shí)器用時(shí)，TH2和TL2計的是機器周期數，TH2和TL2內容的自動(dòng)重裝載通過(guò)寄存器RCAP2H和RCAP2L來(lái)實(shí)現。對這四個(gè)寄存器都進(jìn)行初始化，自動(dòng)裝載值為#0FFCAH。
2．2 程序源代碼