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過年吃喝玩樂不如在家搞技術,分享我的光電法采集脈搏信號電路

一場小雪為春節的假期劃上了圓滿的句號。新年假期歸來,習慣了放松的節奏,再開始緊張忙碌的工作,是不是都會覺得不太適應,無法進入狀態呢?作為好奇寶寶的我很好奇過節期間大家都在忙些什么?有的忙著走親訪友,有的忙著大吃大喝山珍海味,有的忙著出國旅游?這里就不忘提醒下各位,過年期間好吃好喝好玩都是難免的,但是身體健康狀況也是馬虎不得的,沒有一個好身體,怎么以飽滿的精力與熱情迎接新一年的工作與挑戰呢?身為技術宅的本人我,利用假期簡單研究制作了一個測量人體脈搏波的小東西,盡管不復雜,但是調試過程中的問題還是不少的,小小總結了一下經驗與教訓,感興趣的話,聽我一一道來吧!歡迎各位大俠前來拍磚~~

下面的電路是用光電法采集脈搏信號的第1級電路----流壓轉換電路

1

這是一個很簡單的電路,運放是單電源供電的,看得出來問題在哪里嗎?這個電路沒有任何的輸出,因為光敏二極管接反了,導致光生電流的流向是與實際需要正好相反,所以應該把D7的正極接到運放的同相端才對,還有同相端為什么不直接接地,因為這是為了給同相端提供偏壓,可想而知,如果反向端的電壓始終高于同相端,那放大器的最終輸出始終為負值,而系統是單電源供電的,也就是說最終輸出始終為0,根本無法輸出信號。

再者用示波器觀察到的信號受到50hz工頻干擾十分嚴重,如下圖

2

分析原因,可能是第一級電路沒有采用差分輸入的形式,導致50hz的共模信號沒有得到較好的抑制,但也沒辦法了,電路都做好了,也懶得改了,好在50hz的信號比人體脈搏信號頻率高很多,比較容易處理,送單片機進行數字濾波,效果還不錯。

3

還有一個小小的蜂鳴器,竟然出問題,我以前都是用NPN管子驅動,但是這次就是驅動不起來,沒有聲音輸出,三極管和蜂鳴器都換過了,無濟于事,找了好久的原因,后來改成用PNP驅動才能正常工作。

4_副本

而且單片機管腳內部已經提供了上拉電阻,分析原因可能是單片機的管腳輸出電流太小了,改成PNP則不涉及這樣的問題。

程序方面,因為我是將430的程序向51單片機移植的,程序用過很多次,都沒有問題,但移植過來,不奏效,編譯提示缺少分號/括號之類的錯誤,甚是無奈,后來無意中發現,在51中data 是一個關鍵字,而我的程序中定義了一個名為data的變量,int data,顯然,在51中這是錯誤的,編譯器會認為缺少了變量名。

聽了我的分享,是不是覺得或多或少會有些啟發呢?希望這些經驗之談,能夠給更多的人帶來工作與學習上的幫助。

三人行必有我師,希望我們每個人都能成為更多人技術上的老師。

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2014-02-08 14:11

幾年前我在上學的時候,曾經做這個的,

但是最后以失敗告終。。

當時是因為放大電路老是弄不好,最后就放棄了。

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2014-02-08 14:23
哎。東西的原理再簡單,做起來也還是有難度的。要有耐心有恒心才行啊
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2014-02-08 16:56
@庸人自擾
哎。東西的原理再簡單,做起來也還是有難度的。要有耐心有恒心才行啊
真的是這樣~不過只要肯動手去做,付出的時間與精力達到了,總會有提高的。功夫不負有心人嘛
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2014-02-09 15:43
過節還不忘弄技術,精神可嘉,前途無量!
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ta7698
LV.9
6
2014-02-09 16:19
過完年這么快就進入狀態,佩服!
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2014-02-15 16:01
樓主講講數字濾波怎么實現的唄,洗耳恭聽
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2014-02-15 16:03
@江洋大盜哥哥
樓主講講數字濾波怎么實現的唄,洗耳恭聽
其實很簡單,就是將AD的多個采樣點相加再取平均值,就可以了。
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2014-02-15 16:04
@愛在春天
其實很簡單,就是將AD的多個采樣點相加再取平均值,就可以了。
我現在測PT100就是取14次,去頭去尾,再求平均,總之也不盡理想,老大有別的好法沒 
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2014-02-15 16:05
@江洋大盜哥哥
我現在測PT100就是取14次,去頭去尾,再求平均,總之也不盡理想,老大有別的好法沒 
這個是跟你的噪聲的頻率有關,如果噪聲的頻率和信號的頻率相近,就不好辦了。
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2014-02-15 16:06
放大電路貼出來看看撒 
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2014-02-15 16:07
@司機與斯基
放大電路貼出來看看撒 
放大電路很簡單啊
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2014-02-15 16:07
@司機與斯基
放大電路貼出來看看撒 

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2014-02-15 16:07
@江洋大盜哥哥
我現在測PT100就是取14次,去頭去尾,再求平均,總之也不盡理想,老大有別的好法沒 
對了,取14次太少了點,掐頭去尾作用不大,一般采樣速度都很快的,取100次試試。
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2014-02-15 16:08
@愛在春天
對了,取14次太少了點,掐頭去尾作用不大,一般采樣速度都很快的,取100次試試。
我是排序之后再掐頭去尾的,取一百次耗時太長了,我要采8路信號呢 
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2014-02-15 16:09
多搭些電路總是有好處的 
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2014-02-15 16:10
@快刀斬亂麻kd
多搭些電路總是有好處的 
嗯,總有你想不到的問題
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2014-02-15 16:11
@愛在春天
[圖片]
那針對不同的測試者,信號強度如何調整? 
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2014-02-15 16:11
@司機與斯基
那針對不同的測試者,信號強度如何調整? 
是不能自動調整的,現在只能通過調整手指在指套中的位置,也有一定效果,如果要適應不同的人的話,可以把可調電阻換成DA輸出來控制。

沒考慮那么多,這個只有我用過,測試的時候都是用我自己的手指。所以調好了就不用動了。

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2014-02-15 16:13
而且單片機管腳內部已經提供了上拉電阻,分析原因可能是單片機的管腳輸出電流太小了?---------應該沒有找到原因
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2014-02-15 16:13
@此恨不關風與月
而且單片機管腳內部已經提供了上拉電阻,分析原因可能是單片機的管腳輸出電流太小了?---------應該沒有找到原因
換成PNP就好用了,拉電流和灌電流的問題導致的,除了管腳輸出電流的問題,沒有別的了。保守說法而已。
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2014-02-15 16:14

對于單片機來說,拉電流和灌電流不會相差太多,何況僅僅是驅動三極管而已,不可能出現用NPN不行的問題。你可以查看下三極管是否良好,腳序是否正確。

期待你的結果。 

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2014-02-15 16:14
@小小粉刷匠
對于單片機來說,拉電流和灌電流不會相差太多,何況僅僅是驅動三極管而已,不可能出現用NPN不行的問題。你可以查看下三極管是否良好,腳序是否正確。期待你的結果。 
三極管,蜂鳴器,全部換過,沒有問題,換成PNP才可以工作,我也覺得奇怪。
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2014-02-15 16:15
@愛在春天
三極管,蜂鳴器,全部換過,沒有問題,換成PNP才可以工作,我也覺得奇怪。
如果是這樣的話,很可能是三極管的腳序不對,比如e、c反了,只有這樣,三極管的放大倍數近似為1,蜂鳴器不響。請確認三極管腳序及放大倍數。 
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2014-02-15 16:15
@小小粉刷匠
如果是這樣的話,很可能是三極管的腳序不對,比如e、c反了,只有這樣,三極管的放大倍數近似為1,蜂鳴器不響。請確認三極管腳序及放大倍數。 
現在已經換成PNP了,不想再拆了,腳序的問題不會錯,我用的不是51,而是一個測試中的單片機芯片,還沒上市,或許和這個有關系。
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2014-02-15 16:16
@小小粉刷匠
如果是這樣的話,很可能是三極管的腳序不對,比如e、c反了,只有這樣,三極管的放大倍數近似為1,蜂鳴器不響。請確認三極管腳序及放大倍數。 
我是否有點太認真了?態度決定一切。 
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2014-02-15 16:16
@小小粉刷匠
我是否有點太認真了?態度決定一切。 

腳序是沒有問題的,如果腳序有問題,說明我的三極管封裝本身就有問題,但是這款三極管已經用過很多次了。

呵呵,認真點好,只不過這樣的問題,以后也不會再發生了。

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2014-02-15 16:17

1 . 簡單量下各點的電壓就會很明白的了

2. 找到器件的廠家 認真看下器件手冊 ,非常認真一字不漏地看 。  (  忽略這一點  估計是你們那位高學歷老師的問題) 

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2014-02-15 16:19

51上課的時候沒認真聽吧?

51的準雙向口的拉電流能力和灌電流能力不同,

這個應該是51單片機非常著名的一個特點了~

后續很多典型設計里面都能找到被這個IO結構影響的影子 

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山東大漢
LV.10
30
2014-02-16 23:08
真有耐心啊
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山東大漢
LV.10
31
2014-02-16 23:09
@yif的奇幻路程
51上課的時候沒認真聽吧?51的準雙向口的拉電流能力和灌電流能力不同,這個應該是51單片機非常著名的一個特點了~后續很多典型設計里面都能找到被這個IO結構影響的影子 
是呀, 基礎的知識
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