血氧饱和度光电信号处理电路设计

实验报告实验项目名称：血氧饱和度光电信号办理电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一、实验目的认识血氧饱和度测试的意义和无创伤测试基来源理。掌握血氧饱和度双路光电电路设计。掌握信号滤涉及放大电路二、实验环境硬件：PC机，基本配置CPUPII以上，内存256M以上；软件：Proteus、keil4三、实验原理血氧饱和度测定的意义血氧饱和度是权衡人体血液携带氧能力的重要参数。因为氧经过呼吸进入细胞从而被血红蛋白所氧合是由多个环节构成，此中任何一个环节出现问题均可致使供氧阻碍。监测动脉血氧饱和度能够对肺的氧合和血红蛋白携带能力进行预计，在临床上拥有重要的意义。在临床实践中，预计动脉氧合能力有多种方法，最常用的是取动脉血，但这类方法需要动脉穿刺或许插管，且不可以连续监测。无创伤检测动脉血氧饱和度的方法，是一种采纳脉搏血氧丈量法的动脉血氧饱和度丈量方法，它的特色是能够在无创伤条件下实现连续丈量动脉血氧饱和度，使用方便，应用远景宽泛。脉搏血氧丈量法基本建模原理脉搏血氧丈量法的原理是鉴于光学定律-----朗伯特—比尔定律成立无创伤血氧饱和度丈量的模型和鉴于光学脉搏容积描记法成立动脉组织的模型。比尔定律以为：光经过物质时，它的强度会或多或少的减弱，这类现象叫做光的汲取。实考证明：当单色光经过溶液时，透射光的强度与溶液的浓度、厚度、入射光的波长相关。称为吸光度。换言之，假如我们测出吸光度，而厚度、入射光的波长已知，则能够计算出溶液的浓度。脉搏血氧丈量正是利用了这一原理。在脉搏血氧丈量法中，假定忽视动脉血管中其余成份影响仅考虑氧合血红蛋白CHbO2(HbO2)和复原血红蛋白(Hb),则血氧饱和度SpO2的定义是：SpO2＝CHbO2CHbCHbO2表示氧合血红蛋白含量；CHB表示复原血红蛋白含量。两种血红蛋白在红光谱区汲取差异很大，而在近红外光谱区，汲取差异较小，所以不一样氧饱和度的血液光汲取程度主要与两种血红蛋白含量比率相关。也就是说因为在红光谱区和近红外光谱区里，氧合血红蛋白和复原血红蛋白有自已独到的汲取光谱，所以依据比尔定律能够决定血红蛋白含量的相对百分比，即血氧饱和度。为了把问题简化，脉搏血氧测定法假定的组织模型由两部份构成：无血组织（皮肤，骨骼，静脉血等）表现为固定的光汲取，即直流成份。而动脉血管（由氧合血红蛋白和复原血红蛋白构成的动脉血液）则为脉动变化的光汲取，即沟通变化的信号。假定光衰减量的变化完整部是因为动脉容积搏动所惹起，从而就能够从光的总衰减量中除掉直流成份，用余下的沟通成份进行分光光度剖析，计算出动脉血氧饱和度。SpO2＝K1R+K2R+K3式中，K1,K2,K3是经验常数，而R是在某个很小的时间间隔上，两种光电信号幅度变化量之比。动脉血氧探头动脉血氧探头是由红光发光二极管、近红外发光二极管和高性能光敏二极管构成的混淆光学传感器。使用波长660nm的红光和940nm的近红外光作为射入光源，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，测定经过手指的光传导强度，来计算血红蛋白浓度和血氧饱和度。一般以为SpO2正常应不低于94％。探头上壁固定两个并列的发光二极管，下壁有一个光电检测器将透过手指的红光和红外光变换成电信号，它所检测到的信号越弱，表示光信号穿透指尖时，被那边的组织、血液汲取掉的越多。电路实现原理NET_IR_LED42NET_PIN++5VAIR-LEDQ10R101R102Q119012J51690121K1K+5VD1NET_RED_LED325PC4PC5GND23RED-LEDR103R1044342K2KPC45Q12I1I2Q14GND66外障蔽PC57NET_IR_LEDNET_RED_LED8+5VA1内障蔽5NET_PIN-9血氧探头插头引脚定义Q15-5VA10119013Q139013血氧饱和度探头90131213(1)14(2)90131516+5VA1718C59C62C67C72C78C81C82C74R105R106AD619Q1651Ω51ΩQ172010410410410410410410410490139013AD72122LAMP+5VD23LAMP24-5VA2526C60C61C73C75C76C79C80RW10(3296)RW11(3296)CON26104104104104104104104100Ω100ΩR9933K(3)C71105+5VA-5VAV5+5VA7U31B48VdcU31A6R98U29U35A3R88726533K13NET_PIN-R83210k31AD7OPA2277OPA227721KR89OPA2774810k4OPA2277-5VA+5VAR85100K+5VAR100-5VAC634737200ΩRW8(WXD3-13)10KRW7(WXD3-13)C70473U3010K3+5VAR95R9415K-5VA6215K-5VAC644734OPA277V3+5VAV4V24+5VAR86100K7Vac-5VA2U327C66105R9363U33R96-5VAC65683R92363U345.1K5.1KOPA277251K6AD6427OPA277R91OPA277R84C684U281054NET_PIN+2R87R90V11M1K6+5VA3-5VA10k10kR107C69-5VA7OPA277200ΩRW9(WXD3-13)105100KR9751K+5VAC77683动脉血氧饱和度测试电路原理图上图中，左上的标有(1)的部分是探头电路构造图。RED-LED是红光发光二极管，IR-LED是近红外发光二极管，其右侧是光敏二极管。右上的标有(2)的部分是发光管驱动电路。为了保证光源的稳固，发光二极管采纳恒流源进行驱动。PC4,PC5是主板经过程序发出的控制信号，比如，当PC5=1时，Q14、Q10、Q15、Q17导通，+5V经过Q10的集电极加到红外管的阳极，Q15的集电极加到红外管的阴极，向近红外二极管供应稳固的电流，使之发光。同理，当PC4=1时，红光二极管获取电流发光。这样，PC4和PC5交替控制相应的电路工作，形成产生控制红光、红外光发光的时序信号。上图中下方标有(3)的部分是同步解调放大电路。负责将两路轻微的脉搏信号从扰乱信号中检测出来，将信号同步解调复原，再从中分别出沟通信号AC,直流信号DC和放大滤波到一定数值，供应给计算机进行模数变换及办理。图中AD7是直流信号，AD6是沟通信号。为了防止AD6出现负信号，在沟通信号通道中，设有基准电平调整电路。四、实验 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 及结果剖析1、经过Proteus软件新建仿真图2、在keil4软件中编写单片机程序Proteus仿真图#include<>{sbitps1=P1^0;TH0=0x0FC;sbitps2=P1^1;TL0=0x18;inti=0;i++;voiddelay1ms(void)//偏差0usif(i==1){{unsignedchara,b,c;ps1=ps2=0;for(c=1;c>0;c--)}for(b=142;b>0;b--)if(i==2)for(a=2;a>0;a--);{}ps1=0;voidmain()ps2=1;{}TMOD=0x01;if(i==3)TH0=0x0FC;{TL0=0x18;ps1=1;EA=1;ps2=0;ET0=1;}TR0=1;if(i==4)while(1){{ps1=ps2=1;}i=0;}}voidTimer0Interrupt(void)interrupt1}运转结果：