CN104146720A - 一种快速检测疲劳的检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速检测疲劳的检测设备，包括依次连接的血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器、以及译码驱动显示电路；还包括负电源变换电路和门控电路；负电源变换电路为检测设备提供电源，门控电路与3位计数器连接；血液波动检测电路通过血液波动检测电路上的红外光电传感器把血液中成分检测出来，并将检测的电信号发送给放大整形滤波电路，放大整形滤波电路把电信号进行放大、整形、滤波，最后输出反映心跳频率的方波；3位计数器对输入的方波进行计数，把计数结果以BCD码的形式输出给译码驱动显示电路；将计数结果显示在三个LED数码管上。本发明为使用者提供方便快捷地测定人体疲劳程度，避免了人体过渡疲劳而窒息等其他情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种疲劳度的检测设备，尤其是一种快速检测疲劳的检测设备。
背景技术
1.基础心率
基础心率正常情况下都相对稳定，如果大运动负荷训练后，经过一夜的休息，基础心率较平时增加5-10次/分以上，则认为有疲劳累积现象，如果连续几天持续增加，则应调整运动负荷。
2.运动中的心率
若一段时期内从事同样强度的定量负荷，运动中心率增加，则表示身体机能状态不佳。
3.运动后心率恢复
人体进行定量负荷后心率恢复时间长，表明身体欠佳。如进行30秒20次深蹲的定量负荷运动，一般心率可在运动后3分钟内完全恢复，而身体疲劳时，恢复时间明显延长。
因此需要有一个心律疲劳检测设备，这样能快速检测出人体是否过渡疲劳；防止人体过渡疲劳而导致人体窒息等其他情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种快速检测疲劳的检测设备，为使用者提供方便快捷地测定人体疲劳程度，避免了人体过渡疲劳而窒息等其他情况的发生。
本发明是这样实现的：一种快速检测疲劳的检测设备，包括依次连接的血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器、以及译码驱动显示电路；还包括负电源变换电路和门控电路；所述负电源变换电路为检测设备提供电源，所述门控电路与3位计数器连接；所述负电源变换电路把正的直流电压变成负的直流电压后卫检测设备提供电源；所述血液波动检测电路通过血液波动检测电路上的红外光电传感器把血液中成分检测出来，并将检测的电信号发送给放大整形滤波电路，所述放大整形滤波电路把红外光电传感器检测到的电信号进行放大、整形、滤波，最后输出反映心跳频率的方波输送给所述3位计数器；所述3位计数器对输入的方波进行计数，并把计数结果以BCD码的形式输出给所述译码驱动显示电路；所述译码驱动显示电路把3位计数器输出的计数结果显示在三个LED数码管上；所述门控电路控制3位计数器的启停，并控制每次进行测量计数的时间。
进一步地，所述负电源变换电路包括一CD4069芯片、电阻R18、电阻R19、电容C7、电容C8、电容C9、开关二极管V1以及开关二极管V2；所述CD4069芯片由六非门组成；所述电阻R18和电容C7串联后并联在第一非门IC1和第五非门IC5之间；所述电阻R19并联于第一非门IC1上，所述负电源变换电路的电源输入端经开关二极管V2、电容C8与第三非门IC3连接；所述开关二极管V2与电容C9串联后与所述开关二极管V1并联。
进一步地，所述血液波动检测电路包括红外光电传感器TCRT5000、电阻R32、电阻R1、电阻R2以及电容C1；所述负电源变换电路的电源输入端分别经电阻R32、电阻R1、电阻R2与红外光电传感器TCRT5000连接，所述电容C1与红外光电传感器TCRT5000连接。
进一步地，所述放大整形滤波电路包括依次连接的一级放大电路、二级放大电路、滤波电路以及整形电路；所述电容C1与所述一级放大电路中的电阻R3连接。
进一步地，所述3位计数器为MC14553计数器；所述整形电路经一电阻R20与MC14553计数器的第12引脚连接。
进一步地，所述门控电路包括NE555定时器、发射管V5、三极管V6、开关S1、电容C5、电容C6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17以及调节电阻R31；所述电阻R17、调节电阻R31、电容C6、电容C5依次连接，且连接后并联在负电源变换电路的电源输入端和NE555定时器第5引脚上；所述NE555定时器第1引脚接地；所述NE555定时器第4和8引脚并联后与负电源变换电路的电源输入端连接；所述NE555定时器第2引脚分别连接电阻R15、开关S1；开关S1接地，电阻R15接负电源变换电路的电源输入端；所述NE555定时器第3引脚经电阻R16与三极管V6的基极连接；所述三极管V6的发射极接地，所述三极管V6的集电极经发射管V5、电阻R14与负电源变换电路的电源输入端连接；所述三极管V6的集电极还连接MC14553计数器的第11引脚。
进一步地，所述译码驱动显示电路包括译码器CD4543、三极管V7、三极管V8、三极管V9以及三个LED数码管；所述MC14553计数器的第5、6、7、9引脚与译码器CD4543的第4、2、3、5引脚对应连接；所述译码器CD4543的7、8引脚均与MC14553计数器的第8引脚连接；所述MC14553计数器的第16引脚分别与三极管V7、三极管V8、三极管V9的发射极连接；所述MC14553计数器的第2引脚经一电阻R21与三极管V7的基极连接，所述MC14553计数器的第1引脚经一电阻R22与三极管V8的基极连接，所述MC14553计数器的第15引脚经一电阻R23与三极管V9的基极连接；所述译码器CD4543的第1、6、16引脚均与所述MC14553计数器的第16引脚连接；所述译码器CD4543的第9引脚经一电阻R24分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第10引脚经一电阻R25分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第11引脚经一电阻R26分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第12引脚经一电阻R27分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第13引脚经一电阻R28分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第15引脚经一电阻R29分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第14引脚经一电阻R30分别与三个LED数码管连接。
本发明具有如下优点：本发明通过红外光电传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由3位计数器统计出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的，因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大整形滤波电路进行处理，输出反映心跳频率的方波输送给3位计数器；3位计数器对输入的方波进行计数，并把计数结果以BCD码的形式输出给译码驱动显示电路；最后在三个LED数码管上；为使用者提供方便快捷地测定人体疲劳程度，避免了人体过渡疲劳而窒息等其他情况的发生。
附图说明
图1为本发明检测设备的结构示意图。
图2为本发明检测设备的详细结构示意图。
图3为本发明负电源变换电路详细结构示意图。
图4为本发明CD4069芯片的结构示意图。
图5为本发明血液波动检测电路详细结构示意图。
图6为本发明放大整形滤波电路详细结构示意图。
图7为本发明3位计数器详细结构示意图。
图8计数器MC14553的DS1～DS3输出的方波图。
图9a为本发明门控电路详细结构示意图。
图9b为本发明门控电路工作波形图。
图9c为本发明门控电路中NE555定时器的结构示意图。
图9d为本发明门控电路中NE555定时器的功能符号图。
图10为本发明译码驱动显示电路详细结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明的一种快速检测疲劳的检测设备，包括依次连接的血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器、以及译码驱动显示电路；还包括负电源变换电路和门控电路；所述负电源变换电路为检测设备提供电源，所述门控电路与3位计数器连接；所述负电源变换电路把正的直流电压变成负的直流电压后卫检测设备提供电源；所述血液波动检测电路通过血液波动检测电路上的红外光电传感器把血液中成分检测出来，并将检测的电信号发送给放大整形滤波电路，所述放大整形滤波电路把红外光电传感器检测到的电信号进行放大、整形、滤波，最后输出反映心跳频率的方波输送给所述3位计数器；所述3位计数器对输入的方波进行计数，并把计数结果以BCD码的形式输出给所述译码驱动显示电路；所述译码驱动显示电路把3位计数器输出的计数结果显示在三个LED数码管上；所述门控电路控制3位计数器的启停，并控制每次进行测量计数的时间。
请参阅图3和图4所示，所述负电源变换电路包括一CD4069芯片、电阻R18、电阻R19、电容C7、电容C8、电容C9、开关二极管V1以及开关二极管V2；所述CD4069芯片由六非门组成；所述电阻R18和电容C7串联后并联在第一非门IC1和第五非门IC5之间；所述电阻R19并联于第一非门IC1上，所述负电源变换电路的电源输入端经开关二极管V2、电容C8与第三非门IC3连接；所述开关二极管V2与电容C9串联后与所述开关二极管V1并联。
负电源变换电路的作用是把+12V直流电变成-10V左右的直流电压，-10V电压与+12V作为运算放大器的电源。负电源变换电路如图3所示，其中CD4069芯片为六非门集成电路，它的内部结构图如图4所示。
负电源变换电路工作原理：通电的瞬间，假设A点是低电位，则B点是高电位，C点是低电位，D点是高电位。B点的高电位通过R19给C7充电，当F点的电压高于CD4049芯片的电平转换电压时，B点输出低电位，C点(C7一端)输出高电位，由于电容两端的电压不能突变，所以C7两端的电压通过R19放电。当F点电压低于CD4049芯片的转换电压时，B点输出高电位，此高电位通过R19对C7充电，如此循环。C点得到方波，经过后面四个反相器反相、扩流后，在D点得到方波。
当D点是高电平的时候，V1导通C8被充电，大约充到11V左右，当D点变成低电平的时候，由于C8两端电压不能突变，G点电压被拉到-11V左右，此时V2导通，C9反方向进行充电，使E点电压达到-10V左右。由于带负载的能力不强，当带上负载后，E点电压大约降到9V左右。
请参阅图5所示，所述血液波动检测电路包括红外光电传感器TCRT5000、电阻R32、电阻R1、电阻R2以及电容C1；所述负电源变换电路的电源输入端分别经电阻R32、电阻R1、电阻R2与红外光电传感器TCRT5000连接，所述电容C1与红外光电传感器TCRT5000连接。
TCRT5000红外光电传感器的检测方法：
首先用数字万用表的二极管档位正向压降测试控制端发射管(浅蓝色)的正、负极，将红黑表笔分别接发射管的两个引脚，正反各测一次，表头一次显示“1.05(0.9-1.1)”，一次显示溢出值“-1”，则显示1.05V的那次正确，红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。若两次都显示“1”，说明发射管内部开路，若两次都显示“0”发射管内不短路。然后再判断接收管的C、E极和光电转换效率，方法如下：将发射管的正负极分别插入数字万用表hFE档NPN型的C、E插孔，再将模拟万用表打到R×1kΩ档。红黑表笔分别接接收管的两个引脚，若表针不动，则红黑表笔对调，若表针向右偏转到15kΩ左右，则黑表笔所接管脚为C，红表笔所接管脚为E。此时，再用手指或白纸贴近两管上方，表针继续向右偏转至1kΩ以内，说明该红外光电断续器的光电转换效率高。
血液波动检测电路工作原理：TCRT5000是集红外线发射管、接收管为一体的器件，工作时把探头贴在手指上，力度要适中。红外线发射管发出的红外线穿过动脉血管经手指指骨反射回来，反射回来的信号强度随着血液流动的变化而变化，接收管把反射回来的光信号变成微弱的电信号，并通过C1耦合到放大器。
请参阅图6所示，所述放大整形滤波电路包括依次连接的一级放大电路、二级放大电路、滤波电路以及整形电路；所述电容C1与所述一级放大电路中的电阻R3连接。
由于红外光电传感器送来的信号幅度只有2～5毫伏，要放大到10V左右才能作为计数器的输入脉冲。因此放大倍数设计在4000倍左右。两级放大器都接成反相比例放大器的电路，经过两级放大、反相后的波形是跟输入波形同相、且放大了的波形。放大后的波形是一个交流信号。其中A1、A2的供电方式是正负电源供电，电源为+12V、-10V。
A1、A2与周围元件组成二级放大电路，放大倍数Auf为：
由于放大后的波形是一个交流信号，而计数器需要的是单方向的直流脉冲信号。所以经过V3检波后变成单方向的直流脉冲信号，并把检波后的信号送到RC两阶滤波电路，滤波电路的作用是滤除放大后的干扰信号。R9、V4组成传感器工作指示电路，当传感器接收到心跳信号时，V4就会按心跳的强度而改变亮度，因此V4正常工作时是按心跳的频率闪烁。直流脉冲信号滤波后送入A3的同相输入端，反相输入端接一个固定的电平，A3是作为一个电压比较器来工作的，是单电源供电。当A3的3脚电压高于2脚电压的时候，6脚输出高电平；当A3的3脚电压低于2脚电压的时候，6脚输出低电平，所以A3输出一个反应心跳频率的方波信号。
请参阅图7所示，所述3位计数器为MC14553计数器；所述整形电路经一电阻R20与MC14553计数器的第12引脚连接。
由MC14553计数器组成的3位计数电路对输入的方波进行计数，并把计数结果以BCD码的形式输出。
MC14553计数器为十六引脚扁平封装集成电路，其引脚功能如图7所示，有四个BCD码输出端Q1～Q3，可分时输出三组BCD码；有三个分时同步控制信号DS1～DS3，为计数器的输出提供分时同步输出控制信号，形成动态扫描工作方式，该控制端低电平有效。计数电路包含了计数和输出驱动电路。
计数器MC14553真值表如表1所示：
表1 MC14553真值表
X＝任意
计数器MC14553的DS1～DS3输出为方波，波形如图8所示。如图9a，当按下S1(参见图9a)时，V5饱和导通，V5的C极为低电平，MC14553的11脚变为低电平，计数器开始对送到12脚的从整形电路过来的方波个数进行计数，最大计数为999，计数结果以BCD码的形式从Q0～Q3输出。11脚不管是高电平还是低电平，DS1～DS3始终是输出图9的方波。当DS3是低电平的时候，个位显示器被选中，Q0～Q3输出个位要显示的数值；当DS2是低电平的时候，十位显示器被选中，Q0～Q3输出十位要显示的数值；当DS1是低电平的时候，百位显示器被选中，Q0～Q3输出百位要显示的数值。
请参阅图9a至图9d所示，所述门控电路包括NE555定时器、发射管V5、三极管V6、开关S1、电容C5、电容C6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17以及调节电阻R31；所述电阻R17、调节电阻R31、电容C6、电容C5依次连接，且连接后并联在负电源变换电路的电源输入端和NE555定时器第5引脚上；所述NE555定时器第1引脚接地；所述NE555定时器第4和8引脚并联后与负电源变换电路的电源输入端连接；所述NE555定时器第2引脚分别连接电阻R15、开关S1；开关S1接地，电阻R15接负电源变换电路的电源输入端；所述NE555定时器第3引脚经电阻R16与三极管V6的基极连接；所述三极管V6的发射极接地，所述三极管V6的集电极经发射管V5、电阻R14与负电源变换电路的电源输入端连接；所述三极管V6的集电极还连接MC14553计数器的第11引脚。
NE555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件，用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。NE555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。
NE555定时器内部电路及其电路功能：NE555内部电路由基本RS触发器FF、比较器COMP1、COMP2和场效应管V1组成(参见图9c)。当NE555内部的COMP1反相输入端(-)的输入信号VR小于其同相输入端(+)的比较电压VCO时，COMP1输出高电位，置触发器FF为低电平，即Q＝0；当COMP2同相输入端(+)的输入信号大于其反相输入端(-)的比较电压VCO/2(1/3VDD)时，COMP2输出高电位，置触发器FF为高电平，即Q＝1。是直接复位端，Q＝0；MOS管V1是单稳态等定时电路时，供定时电容C对地放电作用。
注意：电压VCO可以外部提供，故称外加控制电压，也可以使用内部分压器产生的电压，这时COMP2的比较电压为VDD/3，不用时常接0.01μF电容到地以防干扰。
由NE555接成单稳态触发器来完成门控电路的作用是控制计数器的启停，并控制每次测量的时间。
门控电路工作原理：①当接通电源的时候，+12V电源电压通过R15对电容C4进行充电，2脚的电压马上变成12V(“1”电平)，触发器FF被置“0”，即NE555的3脚输出“0”电平。V6截止，V6的C极为高电位，所以计数器MC14553不计数，此时V5不亮。
②当按下S1按钮时，2脚电压为0V，低于1/3电源电压。NE555内部CMP2输出高电平,触发器FF被置“1”，即3脚输出“1”电平，V6饱和导通，V5发光，V6集电极输出低电平，使计数器MC14553清零，开始计数。同时NE555内场效应管截止，12V电压通过R17给C6充电，C6的电压逐渐增高，如图9b，uC6波形。
③当C6的电压充到2/3电源电压的时候，NE555内CMP1输出高电平，触发器置“0”，3脚输出低电平，V6集电极输出高电平，因此计数器MC14553的11脚变为高电平，计数器停止计数；同时NE555内场效应管导通，电容C6通过场效应管迅速放电到低电平，返回稳定的状态，定时结束。
脉宽TW可根据下式计算：
请参阅图10所示，所述译码驱动显示电路包括译码器CD4543、三极管V7、三极管V8、三极管V9以及三个LED数码管；所述MC14553计数器的第5、6、7、9引脚与译码器CD4543的第4、2、3、5引脚对应连接；所述译码器CD4543的7、8引脚均与MC14553计数器的第8引脚连接；所述MC14553计数器的第16引脚分别与三极管V7、三极管V8、三极管V9的发射极连接；所述MC14553计数器的第2引脚经一电阻R21与三极管V7的基极连接，所述MC14553计数器的第1引脚经一电阻R22与三极管V8的基极连接，所述MC14553计数器的第15引脚经一电阻R23与三极管V9的基极连接；所述译码器CD4543的第1、6、16引脚均与所述MC14553计数器的第16引脚连接；所述译码器CD4543的第9引脚经一电阻R24分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第10引脚经一电阻R25分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第11引脚经一电阻R26分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第12引脚经一电阻R27分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第13引脚经一电阻R28分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第15引脚经一电阻R29分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第14引脚经一电阻R30分别与三个LED数码管连接。
译码器CD4543的引脚功能；它有四个输入端：A、B、C、D，与计数器的输出端相连；有七个数码笔段输出驱动端：a～g。译码器CD4543可以驱动共阴、共阳两种数码管，使用时，只要将PH引脚接高电平，即可驱动共阳极的LED数码管；将PH引脚接低电平，即可驱动共阴极的LED数码管。
显示采取动态扫描的方法，即每一时刻只有一个数码管被点亮，但是交替的频率非常快，由于人眼的视觉残留效应，人眼看到的就是静止的数字显示结果。计数器送来的数据，经过译码器CD4543翻译成7段字码后，接到数码管的7个笔画端，点亮相应的笔画段。数码管采用共阳极的。译码器CD4543的真值表如表2所示：
表2 译码器CD4543的真值表
这里需要说明的是：
本发明检测设备中各电路的调试过程
⑴负电源变换电路的调试
把12V直流电压送入电源变换电路CD4096的1脚(正极)与8脚(负极)之间，注意正负极。用数字万用表DC20V挡测集成电路CD4096的1脚与12脚之间电压为12V。此时，RC振荡器应该工作，用示波器(量程DC5V/DIV)测试C点的电压波形，应该是一个不规范的方波，测试D点的波形，应该是规范的方波，把C点、D点测量电压波形进行记录。用数字万用表的DC20V挡测量E点对地的电压，应该是-10V左右，把测得电压进行记录。(如果没有方波，说明电路没有起振，应检查RC电路和芯片4096的电源有没有接错；如果电路起振，而没有-10V电压，检查二极管V1、V2和电解电容C6的极性有没有接错。)
⑵血液波动检测电路的调试
电路连接完毕后通电。把食指放在传感器的探头处，适当调节压力。用示波器的AC挡(5mV/DIV、500mS/DIV)去测量电容C1正极对地的波形，应该能在示波器上看到心跳微弱的波动，幅度大约是几个毫伏。如果有此波形，说明传感器工作正常，如果没有，检查传感器的引脚是否接错。用示波器去测量C1负极的波形，应该能看到比刚才那个波形幅度还要小的波动。
⑶放大整形滤波电路的调试
电路连接完毕后通电。测量IC2、IC3的7脚、4脚对直流地的电压(即运放的供电电压)，应该为+12V、-10V左右。测量IC4的7脚、4脚之间的电压，应该为+12V左右。
把食指放在传感器(ON2152)的探头上，适当调节压力。V4应该会有节律的闪烁，闪烁的频率跟心跳的频率吻合。此时，用示波器测量IC2的6脚波形，应该是放大了R4/R3倍的波动信号。用示波器测量IC3的6脚波形，应该是比IC2的6脚波形放大了R8/R6倍的波形(因为放大倍数很大，波形有削顶现象)。IC2、IC3的放大倍数可以根据自己的实际情况适当做一些调整。用示波器测量IC4的6脚波形，应该是一个规范的方波，是单极性的，如果没有方波，或方波的占空比太小，可以适当改变R10、R11的阻值。把测得的三个波形进行记录。
如果手上暂时没有传感器，则使用函数信号发生器产生几hz、几mv的正弦波，并把该波形加到C1的负极，同样也可以按上述的方法进行调试。
⑷门控电路的调试
电路连接完毕后通电。此时，门控电路进入稳态，用数字万用表DC20V挡测量3、6、7脚与1脚之间的电压都为0V，V6的C极与1脚之间的电压为12V，V5不发光。按一下S1按钮，门控电路输出状态发生翻转，进入暂稳态，555输出端3脚输出高电位，因此V6饱和导通，V6的C极输出低电位，V5发光，用数字万用表DC20V挡测量6、7脚与1脚之间的电压，可以发现，电压是慢慢上升的，当上升到8V左右的时候(时间是30秒)，门控电路输出状态又发生翻转，进入稳态，此时555输出端3脚输出低电位。用数字万用表DC20V挡测量3、6、7脚的与1脚之间的电压，都是0V，V6的C极与1脚之间的电压为12V，V5不发光。
如果暂稳态的时间不是30秒，则最后测量的心率不准确。需要调整R17或C6的参数来达到30秒的要求。具体计算公式：1.1×R17×C6＝30。
⑸译码驱动显示电路的调试
电路连接完毕后通电。此时由于门控电路的控制作用，计数器MC14553的使能端(低电平有效)被置“1”，计数器不计数，输出的BCD码是0000即5、6、7、9脚的电压大约是0V。用示波器双踪测量DS1、DS2之间、DS2与DS3之间波形。
把食指放在传感器的探头处，适当调节压力。当观察到V4呈现有规律的亮-灭时，就可以进行测量了。按一下门控电路的S1，这时，V5发光，计数器的使能端被置“0”，计数器开始按整形电路送来的心跳脉冲计数。计数的结果以BCD码的形式送到译码器进行译码。译码后的结果送到数码管显示计数的结果。过30秒钟后，门控电路输出高电平，计数器使能端被置“1”，计数器停止计数。数码管显示最后计数的结果，此数字乘2即是被测的心率。测量并记录计数器停止计数后，集成电路MC14553及CD4543的引脚电压。
总之，本发明最快30秒左右可以检测结果，为运动员教练员提供实时监测；同时也适用于一般没有生理学知识的消费者，对自己的健康状况和运动负荷进行自我监测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：包括依次连接的血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器、以及译码驱动显示电路；还包括负电源变换电路和门控电路；所述负电源变换电路为检测设备提供电源，所述门控电路与3位计数器连接；所述负电源变换电路把正的直流电压变成负的直流电压后卫检测设备提供电源；所述血液波动检测电路通过血液波动检测电路上的红外光电传感器把血液中成分检测出来，并将检测的电信号发送给放大整形滤波电路，所述放大整形滤波电路把红外光电传感器检测到的电信号进行放大、整形、滤波，最后输出反映心跳频率的方波输送给所述3位计数器；所述3位计数器对输入的方波进行计数，并把计数结果以BCD码的形式输出给所述译码驱动显示电路；所述译码驱动显示电路把3位计数器输出的计数结果显示在三个LED数码管上；所述门控电路控制3位计数器的启停，并控制每次进行测量计数的时间。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述负电源变换电路包括一CD4069芯片、电阻R18、电阻R19、电容C7、电容C8、电容C9、开关二极管V1以及开关二极管V2；所述CD4069芯片由六非门组成；所述电阻R18和电容C7串联后并联在第一非门IC1和第五非门IC5之间；所述电阻R19并联于第一非门IC1上，所述负电源变换电路的电源输入端经开关二极管V2、电容C8与第三非门IC3连接；所述开关二极管V2与电容C9串联后与所述开关二极管V1并联。
3.根据权利要求1所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述血液波动检测电路包括红外光电传感器TCRT5000、电阻R32、电阻R1、电阻R2以及电容C1；所述负电源变换电路的电源输入端分别经电阻R32、电阻R1、电阻R2与红外光电传感器TCRT5000连接，所述电容C1与红外光电传感器TCRT5000连接。
4.根据权利要求3所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述放大整形滤波电路包括依次连接的一级放大电路、二级放大电路、滤波电路以及整形电路；所述电容C1与所述一级放大电路中的电阻R3连接。
5.根据权利要求4所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述3位计数器为MC14553计数器；所述整形电路经一电阻R20与MC14553计数器的第12引脚连接。
6.根据权利要求5所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述门控电路包括NE555定时器、发射管V5、三极管V6、开关S1、电容C5、电容C6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17以及调节电阻R31；所述电阻R17、调节电阻R31、电容C6、电容C5依次连接，且连接后并联在负电源变换电路的电源输入端和NE555定时器第5引脚上；所述NE555定时器第1引脚接地；所述NE555定时器第4和8引脚并联后与负电源变换电路的电源输入端连接；所述NE555定时器第2引脚分别连接电阻R15、开关S1；开关S1接地，电阻R15接负电源变换电路的电源输入端；所述NE555定时器第3引脚经电阻R16与三极管V6的基极连接；所述三极管V6的发射极接地，所述三极管V6的集电极经发射管V5、电阻R14与负电源变换电路的电源输入端连接；所述三极管V6的集电极还连接MC14553计数器的第11引脚。
7.根据权利要求6所述的一种快速检测疲劳的检测设备，其特征在于：所述译码驱动显示电路包括译码器CD4543、三极管V7、三极管V8、三极管V9以及三个LED数码管；所述MC14553计数器的第5、6、7、9引脚与译码器CD4543的第4、2、3、5引脚对应连接；所述译码器CD4543的7、8引脚均与MC14553计数器的第8引脚连接；所述MC14553计数器的第16引脚分别与三极管V7、三极管V8、三极管V9的发射极连接；所述MC14553计数器的第2引脚经一电阻R21与三极管V7的基极连接，所述MC14553计数器的第1引脚经一电阻R22与三极管V8的基极连接，所述MC14553计数器的第15引脚经一电阻R23与三极管V9的基极连接；所述译码器CD4543的第1、6、16引脚均与所述MC14553计数器的第16引脚连接；所述译码器CD4543的第9引脚经一电阻R24分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第10引脚经一电阻R25分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第11引脚经一电阻R26分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第12引脚经一电阻R27分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第13引脚经一电阻R28分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第15引脚经一电阻R29分别与三个LED数码管连接，所述译码器CD4543的第14引脚经一电阻R30分别与三个LED数码管连接。
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