基于EFM32TG840的便携式心率计的设计
在消费电子领域，便携式电子产品由于其体积小和重量轻而越来越受到消费者的欢迎，并且它们已经成为人们生活中不可或缺的一部分。基于这个想法，我们设计了一种便携式心率监测器，可以代替传统的用听诊器等测量脉搏的方法。
使用起来非常方便。该产品主要包括三个部分：信号采集，数据处理以及LED显示和报警电路。
系统总体设计图1系统结构框图如图1所示。传感器检测到的脉冲信号被转换为电压信号，然后发送到电压跟随器，该电压跟随器充当缓冲器以隔离前级和后级避免相互干扰。
。输出信号被预先放大并发送到高通滤波器以滤除传感器的热电干扰，然后通过低通滤波器以滤除环境中的高频干扰。
经过处理的信号被发送到下一级以继续放大，以获得低干扰和清晰的信号。该信号经比较器和二极管整流后直接送至单片机进行处理，以驱动显示电路和报警电路。
系统硬件电路原理图图2是电路原理图，下面逐一介绍每个模块。图2系统硬件电路原理图1电压跟随器和前置放大器电路电压跟随器的输入信号，即脉冲传感器信号从V +端子输入，反馈电阻设置为零，形成同相跟随器，它充当缓冲区并隔离前后阶段的Impact。
心音脉冲放大器的功能是将mV电平的心音信号放大到V电平以进行显示和记录。根据心音和脉搏信号的特性，要求放大器具有以下特性：1，足够高的增益，约为800倍。
2.有合适的频率带宽（0.78〜3.33Hz）3.心音脉冲信号相对较弱，干扰和噪声较大，因此要求电路具有高输入阻抗以减少信号损耗，并具有较高的输入阻抗。共模抑制比（大于80dB））以抑制干扰和噪声。
由于在实际应用中会受到外部信号的干扰，并且考虑到放大器的稳定性，一级放大器无法获得如此大的增益，因此电压放大器通常由两级组成。其中，前级使用负反馈差分放大器电路来提高共模信号抑制比。
这部分的关键是如何抑制各种噪声并避免让噪声进入后续电路。因此，在该系统中，基于双运放电路的微功率仪表放大器LM358被用作心音脉冲信号的前置放大器。
为了防止非线性失真损坏电路的共模抑制比，该部分的放大倍率不应太高，并且应为1000倍左右。电压跟随器和前置放大器电路2高通和低通滤波器电路在此设计中，信号频率很低，介于0.78〜3.33Hz之间，因此滤波器的设计成为该电路的关键。
首先，通过0.5Hz高通滤波器以滤除传感器的热电干扰，然后通过低通滤波器以滤除心音信号中的大部分干扰。在电路的实现中，普通滤波器很难过滤这样的低信号，因此在本设计中，使用了增益变化平坦的巴特沃斯滤波器。
其中，高通是二阶巴特沃斯滤波器，低通是截止频率为5 Hz的巴特沃斯滤波器。图3是低通滤波的示意图。
图3：低通滤波器原理图图3：低通滤波器原理图3后置放大和比较整流器电路设计在对心音信号进行预放大之后，幅度尚未达到理想的应用值，因此仍然有些干扰，因此后置放大器需要继续放大以满足使用要求。整个电路使用通用的反相放大器模块电路。
比较整流电路的功能是将处理后的信号转换成没有负脉冲的方波，然后发送到单片机进行处理。该电路由一个过零比较器和一个整流电路组成。
由于发送到单片机的信号需要为正电压，因此整流后。
使用起来非常方便。该产品主要包括三个部分：信号采集，数据处理以及LED显示和报警电路。
系统总体设计图1系统结构框图如图1所示。传感器检测到的脉冲信号被转换为电压信号，然后发送到电压跟随器，该电压跟随器充当缓冲器以隔离前级和后级避免相互干扰。
。输出信号被预先放大并发送到高通滤波器以滤除传感器的热电干扰，然后通过低通滤波器以滤除环境中的高频干扰。
经过处理的信号被发送到下一级以继续放大，以获得低干扰和清晰的信号。该信号经比较器和二极管整流后直接送至单片机进行处理，以驱动显示电路和报警电路。
系统硬件电路原理图图2是电路原理图，下面逐一介绍每个模块。图2系统硬件电路原理图1电压跟随器和前置放大器电路电压跟随器的输入信号，即脉冲传感器信号从V +端子输入，反馈电阻设置为零，形成同相跟随器，它充当缓冲区并隔离前后阶段的Impact。
心音脉冲放大器的功能是将mV电平的心音信号放大到V电平以进行显示和记录。根据心音和脉搏信号的特性，要求放大器具有以下特性：1，足够高的增益，约为800倍。
2.有合适的频率带宽（0.78〜3.33Hz）3.心音脉冲信号相对较弱，干扰和噪声较大，因此要求电路具有高输入阻抗以减少信号损耗，并具有较高的输入阻抗。共模抑制比（大于80dB））以抑制干扰和噪声。
由于在实际应用中会受到外部信号的干扰，并且考虑到放大器的稳定性，一级放大器无法获得如此大的增益，因此电压放大器通常由两级组成。其中，前级使用负反馈差分放大器电路来提高共模信号抑制比。
这部分的关键是如何抑制各种噪声并避免让噪声进入后续电路。因此，在该系统中，基于双运放电路的微功率仪表放大器LM358被用作心音脉冲信号的前置放大器。
为了防止非线性失真损坏电路的共模抑制比，该部分的放大倍率不应太高，并且应为1000倍左右。电压跟随器和前置放大器电路2高通和低通滤波器电路在此设计中，信号频率很低，介于0.78〜3.33Hz之间，因此滤波器的设计成为该电路的关键。
首先，通过0.5Hz高通滤波器以滤除传感器的热电干扰，然后通过低通滤波器以滤除心音信号中的大部分干扰。在电路的实现中，普通滤波器很难过滤这样的低信号，因此在本设计中，使用了增益变化平坦的巴特沃斯滤波器。
其中，高通是二阶巴特沃斯滤波器，低通是截止频率为5 Hz的巴特沃斯滤波器。图3是低通滤波的示意图。
图3：低通滤波器原理图图3：低通滤波器原理图3后置放大和比较整流器电路设计在对心音信号进行预放大之后，幅度尚未达到理想的应用值，因此仍然有些干扰，因此后置放大器需要继续放大以满足使用要求。整个电路使用通用的反相放大器模块电路。
比较整流电路的功能是将处理后的信号转换成没有负脉冲的方波，然后发送到单片机进行处理。该电路由一个过零比较器和一个整流电路组成。
由于发送到单片机的信号需要为正电压，因此整流后。