可穿戴醫療設備電子電路圖集錦TOP13

　　Top1 可穿戴型下肢助力機器人感知系統傳感電路

　　電路原理： 電路由檢測電路、信號放大電路和穩壓電源電路組成。其中檢測電路由電阻RH、晶體管VT以及電阻R1、R2組成；信號放大電路由A1、RP1、RP2、 R3、R4、R6、R5、R8、VD3組成；穩壓電源電路由VD1、VD2、 R7、R9、R10、R11組成，為檢測電路提供2.5V的穩壓電源。而電阻 RH可以采用硅電阻，因為硅在25攝氏度時(shí)響應時(shí)間小于5S。 其中電路中采用了兩個(gè)TL431，TL431是一個(gè)有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設置到從2.5V到 36V范圍內的任何值。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，例如，數字電壓表，運放電路、可調壓電源，開(kāi)關(guān)電源等等。

　　當傳感器穿戴身上時(shí)，由于溫度不同，使得傳感器的RH阻值也不同，這個(gè)電阻成為VT的基極偏流電阻。偏流電阻的不同，使基級的電流也不同，從而改變了 VT 的集電極電流，也就改變了VT發(fā)射極電流，發(fā)射極的電流流經(jīng) R2，在R2上將發(fā)射極電流轉換成電壓，并將該電壓送到A1的同相輸入端，經(jīng)A1放大后輸出，并由VD3控制輸出電壓，使得輸出電壓在5V以?xún)取?/p>

　　Top2 可穿戴式人體呼吸狀態(tài)監測系統前置放大電路

　　電路原理：人體呼吸信號具有生物電信號阻抗高、信號微弱、頻率低等特點(diǎn)，所以呼吸信號模擬測量電路中前置放大是整個(gè)信號放大電路設計中至關(guān)重要的環(huán)節，關(guān) 系到整個(gè)模擬采集部分的工作性能。前置放大器的選擇要考慮高輸入阻抗、低噪聲和低溫漂等要素。AD620是一種低功耗的儀用放大器，特別適合做小信號的前 置放大級，經(jīng)AD620放大后的小信號失真度很小，加一級AD620組成的前置放大，同樣可以把系統誤差控制在系統設計要求的范圍內，前置放大電路如圖。

　　由于正弦信號發(fā)生器的輸出信號峰峰值在1V左右，和網(wǎng)絡(luò )負載串聯(lián)的取樣電阻上的電壓降很小，要對取樣后的信號進(jìn)行放大。運用兩級放大，前置放大級使用 AD620。AD620是一種低功耗的儀用放大器，特別適合做小信號的前置放大級，經(jīng)AD620放大后的小信號失真度很小，加一級AD620組成的前置放 大，同樣可以把系統誤差控制在系統設計要求的范圍內。

　　Top3 基于MSP430便攜式心率測量系統電路

　　HRV測量系統與常見(jiàn)的健身設備心率測量系統相似。測量心率的常用技術(shù)有兩種：一種基于心電圖 （EKG），另一種則基于光脈沖拾波器（如同在脈搏血氧計系統中那樣）。EKG是最常用的技術(shù)，因為它在任何情況下都能夠為配戴者提供可靠的性能，不管用 戶(hù)處在何種狀態(tài)（例如：搖動(dòng)或休息）都不受影響。這種系統需要將電極連接至用戶(hù)的胸部或手臂。EKG易于開(kāi)發(fā)且能連續工作，主要是因為EKG信號的幅度通 常為1 mV。借助新式低成本電子器件，對該過(guò)程的操控已變得的相當簡(jiǎn)單。在現用的EKG型心率測量設備中，胸帶運動(dòng)手表是一個(gè)很好的例子。

　　一個(gè)采用MSP430G2452的EKG型心率測量系統的參考設計。

　　該電路可輕松擴展以執行HRV測量。計算HRV的另一種方法是采用常常和脈搏血氧計一起使用的技術(shù)來(lái)測量心率。為基于脈搏血氧計技術(shù)的光脈沖拾波器系統。
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　　Top4 穿戴式醫療監測智能系統與藍牙模塊電路圖

　　監測傳感器電路原理：在輸出端輸出經(jīng)過(guò)放大和整形的電信號，這樣就直接將傳感器的輸出端接 入ADμC7024內部集成的12位ADC進(jìn)行模數轉換。再經(jīng)過(guò)軟件處理得到血壓值。該傳感器采用離子注入工藝，內部集成了放大器，濾波器等信號處理單元 電路，外部只需要很少的元件即可工作?？紤]到本系統可穿戴式的特點(diǎn)，在傳感器的選型方面，盡量選用集成化，靈敏度和精度高的產(chǎn)品，這樣既能減少系統電路的 面積，便于穿戴，又能提高系統的穩定性和可靠性。

　　血壓采集模塊采用MPXV5050GP壓電傳感器，將其置于衣袖中部肘關(guān)節內側，這樣可以直接將動(dòng)脈血液對血管壁的壓力轉換為輸出電信號，具體電路如圖所示。

　　藍牙模塊電路原理：本系統采用藍牙模塊實(shí)現與內嵌藍牙功能的外部設備的數據交換。為減小系統體積、減輕系統質(zhì)量和降低功耗，本藍牙模塊采用Class-2設計方案，USB 輸出，傳輸距離為10 m，支持藍牙2．0版本協(xié)議能夠滿(mǎn)足系統的需求。藍牙芯片采用CSR公司的BC417413，芯片內部集成了8 MB 閃存，主要存放的是基帶、鏈路管理層和主機控制接口的軟件，還包括一些API，用于對芯片進(jìn)行配置。前端射頻帶通濾波器選用MDR771F- CSR- T，巴倫采用TDK公司的HHM-1517完成系統的差分射頻信號和天線(xiàn)輸入輸出信號之間的轉換。具體設計方案原理圖如圖5所示。

　　Top5 可穿戴腕式電子血壓計傳感電路

　　電路原理：本電路采用BP01型壓力傳感器和運放MAX4472。BP01型壓力傳感器是為檢測血壓而專(zhuān)門(mén) 設計的，主要用于便攜式電子血壓計。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝，具有高線(xiàn)性、低噪聲和外界應力小的特點(diǎn)；采用內部標定和溫度補償方式，提高了 測量精度、穩定性和重復性，在全量程范圍內，精度為±1%、零點(diǎn)失調不大于±300μV。MAX4472是MAXIM公司的一款集成了四個(gè)運算放大器的低 功耗放大芯片。本系統中內部集成運放A 接恒流源，為壓力傳感器提供恒定的電流，運放B和運放C，運放D組成差分輸入、單端輸出放大電路，直接輸入ADC0 監視血壓直流分量。

　　Top6 可穿戴醫療設備語(yǔ)音報警電路

　　電路原理： 電路如圖所示，主要由集成語(yǔ)音芯片ISD2560組成。ISD2560是Winbond公司生產(chǎn)的一款具有較強功能的語(yǔ)音錄放芯片，是一種永久記憶型語(yǔ)音 錄放電路，錄音時(shí)間為60s，可重復錄放10萬(wàn)次。該芯片采用多電平直接模擬量存儲專(zhuān)利技術(shù)，能夠非常真實(shí)、自然地再現語(yǔ)音。通過(guò)事先錄制好的聲音，實(shí)現 血壓測量值的自動(dòng)聲音提示，如果血壓高出正常血壓的上下限值，還會(huì )發(fā)揮報警，提醒使用者就醫。具體做法：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（大概為正常人的一個(gè)月）的精確測 量，在電腦上處理數據，得到血壓的正常范圍，將其上下限設置為報警范圍，時(shí)時(shí)監控佩戴者的血壓值，如果血壓超出正常范圍，則開(kāi)始計時(shí)，將日期時(shí)間等數據都 要記錄下來(lái)，如果超出正常范圍的時(shí)間超出五分鐘，則開(kāi)始報警提醒，提示內容為：尊敬的用戶(hù)您好，此時(shí)您的血壓偏高低，建議您立即進(jìn)行電壓測量，并服用相應 的藥物！

　　Top7 常見(jiàn)可穿戴血壓計電路

　　電路原理：用 BP01構成的便攜式電子血壓計的原理電路如圖所示，它由偏置電源電路（A1、A2）、前置處理電路（A3～A6）、顯示電路（A7）和壓力傳感器 （BP01）組成，該血壓計的血壓測量范圍為0～200mmHg，分辨率為0．1mmHg，工作電源為一節9V迭層電池?，F將血壓計中各主要電路的工作原 理分述如下：

　　偏置電源電路：電源電路由帶有內置參考電壓的雙運放LM10組成，A1構成同相放大器，A2構成跟隨器，它們的作用是將內置的參考電壓放大后用作壓力傳感器BP01的偏置 電壓Vs，其Vs的值由下式?jīng)Q定：Vs＝Vref（1＋R2／R3） 式中：Vref為L(cháng)M10的內置參考電壓。其值為200mV，將此值連同電路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置電壓Vs的值為5V。

　　前置處理電路：前 置處理電路由A3～A6四個(gè)運算放大器組成，其中A3構成失調偏置電路以對電路失調進(jìn)行補償;A5構成跟隨器，用于對壓力傳感器BP01的輸出信號進(jìn)行隔 離緩沖;A4、A6構成放大電路，其增益 AV由下式?jīng)Q定AV＝1＋（R1／RT） 若忽略失調，前置處理電路的輸出電壓Vout為： Vout＝2（1＋R1／RT）VIN 式中：VIN為壓力傳感器BP01的輸出電壓。

　　顯示電路：顯示電路選用三位半的顯示驅動(dòng)器。工作時(shí)，壓力傳感器BP01的輸出經(jīng)前置處理電路放大后，由顯示驅動(dòng)電路來(lái)驅動(dòng)LCD，以讀出測量的血壓值。

　　Top8 可穿戴脈搏測試儀模塊電路　

　 有源濾波電路： 由于放大后的脈搏信號同時(shí)還含有雜波，須進(jìn)行濾波。由于脈搏信號頻率約在1Hz左右，而干擾最大的信號為50Hz?？刹捎枚A壓控有源低通濾波電路，其上限頻率設成為20Hz，電路如圖所示，其中R值均為24k，電容值為330pf。

　　整形電路： 利用555觸發(fā)器連接成整形電路，電路的上限頻率為8v，小限頻率為4v，電路如圖所示。

　　計數、譯碼、顯示電路： 本電路的作用是將整形電路得到的脈沖信號進(jìn)行計數，以十進(jìn)制的形式通過(guò)數碼管顯示出來(lái)，計數器用74ls160，鎖存器用74hc373，數碼管用7SEG—BCD，電路如圖所示。

　　定時(shí)器電路： 電路采用555定時(shí)器構成單穩態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生1min基準時(shí)間。電路如圖5 所示，其中R1=3M，R31=10k，C2=0.01uF，C1=17.7uF。

　　電路運行正常，能測試出一分鐘的脈搏數。由于此電路的基準時(shí)間是1min，測試時(shí)間較長(cháng)，可以在電路中加入倍頻器，在較短的時(shí)間內完成測試，但是這樣測 量誤差較大。脈搏測試儀主要是由兩個(gè)大的部分組成，模擬的信號放大濾波整形部分和數字的計數譯碼顯示部分，數字部分需要對每個(gè)集成塊的功能要有明確的認 識，這樣才不會(huì )把電路連錯同時(shí)也會(huì )為電路的簡(jiǎn)化和設計有很大的幫助。相比之下模擬部分除了要對電路的功能熟悉和理解以為還需要結合實(shí)際的情況來(lái)確定各個(gè)元 器件的參數，同時(shí)要避免失真。 在做運放的時(shí)候，若開(kāi)始選的是AD620這個(gè)運放器很難實(shí)現運放，用LM324構成了方向比例放大電路，才比較好。

　　Top9 穿戴式血糖測試模塊電路圖

　　電路原理：為了檢測葡萄糖氧化酶和葡萄糖反應所生成的自由電子數，需要在電極兩端施加一固定偏壓， 而后檢測該偏壓驅動(dòng)自由電子產(chǎn)生的電流來(lái)計算血糖質(zhì)量濃度值。根據測試片上所涂化學(xué)材質(zhì)的不同，所需要的偏置電壓也不相同，本設計中該偏置電壓是由液晶驅 動(dòng)模塊的VLL1引腳輸出的1V穩壓通過(guò)電阻分壓而得，偏置電壓在273mV左右。正常人的血液與葡萄糖氧化酶反應后生成的電流大小為nA至μA級別，為 了能將該電流量轉換成電壓量并且準確測量出來(lái)，需要信號變換及電壓放大電路。 圖2所示是由比較器實(shí)現的放大電路，使用的是LL16芯片自身所帶的比較器模塊。比較器的正端接273mV的偏置電壓，該偏置電壓由LL16的LCD模塊 提供的VLL1通過(guò)R6、R5和R4三個(gè)電阻分壓而得，濾波電容C4是為了濾除VLL1自身帶有的高頻噪聲，以保證偏置電壓的穩定。比較器的負端連接試紙 的酶電極，即四號引腳，電極上的自由電子在偏置電壓的驅動(dòng)下定向流動(dòng)，等效于一個(gè)電阻Rx，Rx阻值越小，血糖質(zhì)量濃度越高，計算出該等效電阻阻值同樣可 以計算出血糖質(zhì)量濃度值。

　　數據深入分析：待測電阻Rx的阻值范圍為18k Ω至300kΩ，3V電池供電最低電壓為2.3V左右，為了保證比較器的最大輸出不能超出最低供電電壓，要求放大電路的放大倍數不能過(guò)大，所以取R3為 120k Ω，這樣當待測電阻為18kΩ時(shí)，放大電路的輸出電壓為2.1V，小于電池供電最低電壓。由于設計中放大電路的核心器件是比較器，此電路中比較器輸出為方 波信號，比較器輸出端的電阻R和電容C1就是一階低通濾波電路，可以將高頻方波中的諧波信號濾除，得到一個(gè)比較穩定的直流信號;同樣為了避免比較器的輸出 不超過(guò)正端極限，R1取值不能過(guò)大，同時(shí)為了達到比較好的濾波效果，其取值也不 能過(guò)小，所以取比較適中的15k Ω。為了盡可能的濾除高頻信號，C1的容值不能過(guò)小，但是如果C1取值過(guò)大，那么比較器負端就會(huì )有幅度比較大的紋波。經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，C1取1 μF可以獲得比較好的整體效果。盡管R1和C1組成的濾波電路已經(jīng)對比較器的輸出信號進(jìn)行了一定程度的濾波，C1正端的信號仍有高頻紋波，為了保證血糖質(zhì) 量濃度測量值的準確度和一致性，R2和C2再一次對放大電路的輸出信號進(jìn)行濾波，由于是濾除高頻諧波，考慮到電容的最佳濾波頻率范圍，C2取10 μF，而R2取值10kΩ。

　　Top10 采用MSP430單片機的可穿戴式血糖儀電路

　　血糖測試電路原理：在酶電極兩端滴入血液后，會(huì )產(chǎn)生自由電子。由于電極兩端存在激勵電壓，就會(huì )有定向電流流過(guò)電極。該激勵電壓是由ADC模塊提供的1.5V穩壓通過(guò)電阻分壓而 產(chǎn)生的，大約在300mV左右，它能產(chǎn)生μA級別的定向電流。由于A(yíng)/D轉換模塊測量的是電壓，所以需要將該定向電流轉換成電壓，并且進(jìn)行一定的放大。本 系統采用圖2所示的電路來(lái)實(shí)現電流到電壓的轉換和放大。運算放大器LM358的反相端連接血糖試紙上的 酶電極，當有血液滴入時(shí)，該電極與地之間為等效電阻 Rx，流過(guò)該電阻的電流正比于血液中的血糖濃度值。

　　MSP430的A/D模塊輸出1.5V的穩壓通過(guò)R2 和R3分壓，產(chǎn)生300mV的激勵電壓，該電壓通過(guò)運放的正端加到電極兩端。R4起到反饋放大的作用，它將運放的輸出范圍限定在A(yíng)/D模塊的轉換范圍內。 在PCB板布線(xiàn)時(shí)，由于運放輸出和MSP430的ADC模塊輸入I/O口之間的走線(xiàn)比較長(cháng)，為了確保測量值的準確，需要對測試電壓進(jìn)行濾波，C21就是用 來(lái)起濾波作用的，以減少走線(xiàn)過(guò)長(cháng)所引入的外來(lái)干擾對血糖測試的影響。而運放直接接電容負載容易引起輸出震蕩，R14的作用就是隔離運放和電容。由于電阻 R14上會(huì )有電流流過(guò)，這樣電阻兩端就有壓降存在，電壓信號會(huì )受此影響而變化，為了不影響血糖測試的精度，R14 的值不能取得過(guò)大。跟據經(jīng)驗值取50Ω。

　　溫度檢測電路：由于血糖測試是利用生物電化學(xué)反應，而影響 該反應的重要因素是溫度。在不同的溫度下，葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖濃度的血液，采用相同的激勵電壓，在不同溫度下，由葡萄糖氧化酶氧化產(chǎn) 生的電流大小也不同。所以需要根據溫度進(jìn)行補償以獲得正確的血糖濃度值。當溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，葡萄糖氧化酶就會(huì )完全失去活性，此時(shí)血糖儀需要給出報警，提 示用戶(hù)儀表不能在該溫度下進(jìn)行操作，避免得出錯誤的檢測值。溫度測試電路如圖3所示。

　　圖中，R9是熱敏電阻ET833，該電阻具有負溫度特性。 R10是阻值為83k Ω的高精電阻。R9上 端接的是由MSP430的A/D轉換模塊輸出的 1.5V穩壓，由 于該1.5V穩壓也是 A/D轉換模塊的參考電壓，因此這種接法能夠消除A/D參考電壓抖動(dòng)所引起的轉換誤差。血糖儀正常工作時(shí)，通過(guò)測得P6.1端口的電壓，計算出熱敏電阻 R9的大小，然后根據ET833的特型曲線(xiàn)，推算出溫度值，以進(jìn)行溫度補償。

　　數據存儲電路：為了方便用戶(hù)能隨時(shí)查看血糖的變化情況，本血糖儀具有存儲血糖值的功能。用戶(hù)不僅能查詢(xún)每次測量的歷史值，還能夠查詢(xún)最近28d內的血糖值的變化趨勢，根據血糖變化趨勢，制定正確的用藥方式，達到控制血糖濃度的目的。

　　本系統最多能夠存儲1000個(gè)歷史數據，每個(gè)歷史數據需要8B來(lái)保存，數據包含血糖值濃度及測試日期這兩個(gè)信息，這樣就需要8000B的存儲空間。 24LC64是微芯公司出產(chǎn)的一片E2 PROM芯片，能夠存儲8KB，因此選取一塊24LC64芯片即足夠。E2 PROM和單片機之間的具體接線(xiàn)方式如圖所示，P4.0～P4.3都是MSP430的數字I/O口。P4.1是寫(xiě)保護引腳，用來(lái)避免由于外部干擾或者程序 出錯對EPROM的誤寫(xiě)操作。P4.2和P4.3是24LC64和MSP430進(jìn)行通信的連接口。P4.0用于對24LC64供電，利用I/O口對該芯片 供電的目的是為了降低系統運行時(shí)的整體功耗，此外，還節省了電子開(kāi)關(guān)，降低了成本，有利于布線(xiàn)。

　　Top11 可穿戴緊急呼叫器電路

　　當某一路有呼叫信號輸入時(shí)，該信號會(huì )被送到編碼器（74LS148）中進(jìn)行編碼，編碼器信號經(jīng)過(guò)反相器（74LS04），經(jīng)驅動(dòng)芯片 （CD4511）輸出到顯示電路，顯示這一路的編碼。同時(shí)觸發(fā)單穩態(tài)電路，產(chǎn)生2s的高電平，使多諧振蕩器工作，使LED和蜂鳴器產(chǎn)生2S警報信號，報警 狀態(tài)可以通過(guò)手動(dòng)按鍵消除。 八路呼叫器的電路主要由編碼/鎖存/譯碼/顯示電路、單穩態(tài)電路、報警電路/手動(dòng)控制電路組成。 其中，CD4511是自帶鎖存功能的七段數碼管驅動(dòng)芯片。

　　編碼/鎖存/譯碼/顯示電路

　　電路原理： 電路由按鍵、8-3線(xiàn)優(yōu)先編碼器74LS148、反相器 74LS04、驅動(dòng)器CD4511、七段數碼管及保護電阻構成。 當J1至J8中某一個(gè)按鍵按下時(shí)，表明該路有呼叫。在74LS148的輸出端有相應的編碼（反碼）輸出。通過(guò)反相器輸入CD4511譯碼驅動(dòng)數碼管顯示相 應的按鍵數。例如，當J3按鍵按下時(shí)，表明J3所在的這一路有呼叫，這時(shí)J3的低電平輸入74LS148進(jìn)行編碼。經(jīng)反相器74LS04反相后輸入 CD4511譯碼驅動(dòng)，數碼顯示器顯示數碼2. 顯示電路只需要將CD4511鎖存端EL 連接到單穩態(tài)觸發(fā)器輸出端，即可實(shí)現顯示電路顯示相應時(shí)間（EL高電平鎖存）。注釋?zhuān)?因為74LS148只能編碼0—7，而使用74LS30（8與非）經(jīng)反相器連接CD4511 A4引腳，可將輸出的“0”的以“8”顯示在數碼管上。

　　延時(shí)2S報警電路

　　電路原理： 電路由按鍵、8與非門(mén)74LS30、單穩態(tài)電路、與非門(mén)74LS04、反相器、多諧振蕩器、LED和蜂鳴器組成。 當J1至J8 中某一個(gè)按鍵按下時(shí)，表明該路有呼叫。使得74LS30輸出高電平，經(jīng)反相器，產(chǎn)生低電平觸發(fā)單穩態(tài)電路，產(chǎn)生2S高電平延時(shí)，經(jīng)兩個(gè)反相觸 發(fā)多諧振蕩器4 RST引腳，使其振蕩，從而控制LED和蜂鳴器工作，產(chǎn)生警報。 其中，手動(dòng)消除警報電路，由鎖存器74LS374，與非門(mén)74LS00構成，在 2S期間可手動(dòng)使多諧振蕩器4 RST引腳置低，從而不工作，即消除警報。

　　報警電路/手動(dòng)控制電路

　　電路原理：電路由按鍵、2輸入四與門(mén)74LS00、六反相器74LS04、三極管、LED發(fā)光二級管以及保護電阻構成。 此處LED燈極為模擬的簡(jiǎn)要報警裝置。當按鍵按下時(shí)低電平輸入經(jīng)反相器使其清零，LED燈熄滅。 其中J9、R17、VCC、GND實(shí)際中被74LS374等效代替，實(shí)現 2S期間手動(dòng)消除警報功能。

　　Top12 可穿戴立體眼鏡電路

　　立體眼鏡是一個(gè)穿透液晶鏡片，通過(guò)電路對液晶片開(kāi)、關(guān)的控制，開(kāi)可以控制眼鏡鏡片全黑，以便遮住一眼圖像；關(guān)可以控制眼鏡鏡片為透明的，以便另 一眼看到另一眼該看到的圖像。立體電視模仿真實(shí)的狀況，使左、右眼畫(huà)面連續互相交替顯示在屏幕上，并同步配合立體眼鏡，加上人眼視覺(jué)暫留的生理特性，就可 以看到較為真實(shí)的立體圖像。電路系統圖：

　　紅外接收電路：為了使系統更加穩定地接收和傳送信號，實(shí)際的電路中我們又外加了一系列保護措施，RM38A的最大接收距離約為15m，受控范圍-40～+40deg。

　　控制信號產(chǎn)生電路：控 制信號產(chǎn)生電路是本系統的核心電路。 立體電視的50Hz的同步信號通過(guò)紅外接收電路傳送至此單元后，要求本部分電路將其作為同步觸發(fā)信號（sClk）的同時(shí)，利用EPM1270T144C5 芯片和其外部50MHz有源晶振（MinClk）產(chǎn)生三個(gè)控制信號，即左眼控制信號（lCtrl）、右眼控制信號（rCtrl）和公共端控制信號 （comCtrl）。 其中的8位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)用于改變延時(shí)時(shí)間和開(kāi)關(guān)頻率，LED顯示則用于信號的輸出指示。

　　開(kāi)關(guān)液晶片：本 次設計所用的液晶片是TN（扭曲向列型）液晶片，它的電光特性曲線(xiàn)。該類(lèi)液晶片在沒(méi)有電場(chǎng)的情況下讓光透過(guò)，加上電場(chǎng)的時(shí)候光被關(guān)斷，因此叫做常通型光開(kāi) 關(guān)，又叫做常白模式。若外加電場(chǎng)高于2V時(shí)，則構成常黑模式。 開(kāi)關(guān)液晶片在這兩種模式之間的轉換是需要時(shí)間的，轉換為了不影響觀(guān)看時(shí)的效果這就體現在后面的延時(shí)程序中。

　　Top13 可穿戴式心率信號采集預處理電路

　　心率信號采集預處理電路：脈搏信號采集預處理電路主要是將脈搏波轉換成電信號，并進(jìn)行初步高頻濾波預處理。 其關(guān)鍵部分就是光電式脈搏傳感器。光電式脈搏傳感器按光的接收方式可分為透射式和反射式兩種。反射式不僅可以精確測得血管內容積變化，而且在實(shí)際應用中反 射式只需將傳感器接觸身體任何部位，當照射部位的血流量隨心臟跳動(dòng)而改變時(shí)，紅外線(xiàn)接收探頭便接收到隨心臟周期性地收縮和舒張的動(dòng)脈搏動(dòng)光脈沖信號，從而 采集到心臟搏動(dòng)信號。

　　電路原理：本設計采用了反射式紅外傳感器。光電式脈搏傳感器采用紅外對管 KP-2012F3C和KP-2012P3C，反射式排列。KP-2012F3C 具有良好的表皮照明度，電流一般設在20mA，亮度由軟件通過(guò)PWM電流來(lái)進(jìn)行控制，這樣能夠使紅外LED工作在飽和區域，發(fā)出穩定光強的光。

　　KP-2012P3C晶體管采用交流耦合結構來(lái)增強對微弱信號放大。經(jīng)晶體管檢測出來(lái)的信號采樣時(shí)分兩路。一路是直流信號線(xiàn)路。它是晶體管輸出經(jīng)射隨輸 入單片機的A/D轉換通道口0，可用來(lái)檢測晶體管是否處于有效工作狀態(tài)；另一路是交流信號線(xiàn)路。它是先經(jīng)一射極跟隨器輸入到兩級濾波成形電路然后再輸入單 片機的A/D轉換通道1.該濾波電路為兩級帶通濾波電路，由于脈搏波的頻譜蘊含豐富病理信息，特別是在5~40Hz這個(gè)區間的頻譜攜帶了大量與冠心病病變 有關(guān)的信息，故考慮到今后功能的擴展，預處理電路的上下限頻率設計為48Hz和0.86Hz。