10168140-丁超越-基于单片机的脉搏计设计

安徽农业大学毕业论文（设计）论文题目：基于单片机的脉搏仪设计姓名：丁超越学号：10168140院系：信息与计算机学院专业：电子信息工程指导教师：孟浩职称：教授中国·合肥二〇一五年五月安徽农业大学学士学位论文（设计）开题报告课题名称基于单片机的脉搏计设计课题来源导师指定学生姓名丁超越专业电子信息工程学号10168140指导教师姓名孟浩职称教授研究内容1.核心控制部分：STC89C52的最小系统设计2.信号处理部分：LM358的运放与滤波电路3.结果显示部分：LCD1602的显示原理研究计划1月中3月底调研、查资料。4月初4月中确定系统架构、分析并划分各功能模块的接口。4月底5月初各功能模块的设计与开发以及整个系统的调试与运行。5月初5月中撰写毕业设计论文。特色与创新1.自主设计，稳定性好。2.系统具有较强的实际应用价值。指导教师意见教研室意见学院意见目录1引言.......................................................................12设计思想...................................................................23系统硬件选择方案............................................................33.1各模块的选择与论证..........................................................................................................33.1.1单片机的选择.....................................................33.1.2显示模块的选择...................................................33.1.3传感器的选择.....................................................43.2概述......................................................................................................................................54系统的硬件电路设计..........................................................54.1设计原理..............................................................................................................................54.2单片机主控模块..................................................................................................................54.2.1单片机引脚和结构.................................................64.2.2STC89C52的中断系统.............................................104.2.3STC89C52的最小系统设计.........................................104.3LCD液晶显示屏.................................................................................................................114.3.1液晶显示原理介绍................................................114.3.2液晶模块简介....................................................124.3.3显示器与单片机的链接............................................124.4信号的采集与处理............................................................................................................134.4.1光电传感器......................................................144.4.2放大滤波整形电路................................................145系统软件设计..............................................................165.1软件流程设计.....................................................................................................................165.2软件功能设计....................................................................................................................176系统调试..................................................................186.1硬件调试............................................................................................................................186.2软件调试............................................................................................................................196.3全系统测试........................................................................................................................196.3.1整机测试........................................................196.3.2误差分析........................................................207结束语....................................................................21英文摘要....................................................................22致谢........................................................................23附录1元件清单..............................................................24附录2原理图、PCB图与仿真图.................................................25附录3程序..................................................................281基于单片机的脉搏计设计学生：丁超越指导教师：孟浩（安徽农业大学信息与计算机学院中国合肥233036）摘要：本文介绍了一个基于STC89C52单片机的脉搏检测计数系统，该系统以STC89C52为核心，通过该单片机系统内部的定时器来计算时间，在使用时，光电传感器ST188感应然后产生信号，单片机STC89C52将经过放大滤波以及整形后的信号相加得到脉搏跳动次数。在该检测系统中，还接入了一个LED指示灯，可以通过观察灯的敏感闪烁可以确定测量值是否准确。经过对不同人群的分类检测，该系统工作运行正常，初步达到了在做本设计之前所预想的技术要求。整个系统首先利用红外传感器检测光电信号并将其转换成对应的脉冲信号，然后，将该信号通过整形电路，再经过一次放大电路从而达到对整形后的脉搏信号放大的目的，最后将转换完成的信号输入单片机内，经过处理后，便可以测出每分钟的脉搏跳动次数，并将结果显示在液晶显示屏上。一般来说，我们将10s测得的脉搏数乘6从而得到1min的脉搏数，从而达到减少时间，是整个测量系统方便快捷的目的。关键词：脉搏测量仪，光电传感器，STC89C52，LCD显示器1引言我国是一个有着悠久历史和丰富文化的国家。在历史遗产中，中医无疑是一件绚丽的瑰宝。在中医的理论中，四诊“望闻问切”是诊治疾病的首要程序，所谓“切”就是之摸脉象。世界上几乎所有的民族都有通过“切脉”来诊断疾病的历史，脉搏波在波形、波幅、波速和周期等方面提供出的信息在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理和病理与其相关的血流特征，随着人们生活水平的提高，我国的心脑血管疾病的发病率呈逐年上升趋势，其死亡率和致残率均居各种疾病之首，是人类死亡的主要原因之一。因此，脉搏测量工作无论在中医和现代医学上具有至关重要的地位。脉搏测量仪是一种可以快速便捷测量脉搏跳动次数的电子仪器，也是心电图仪的主要组成部分。除此之外，脉搏测量仪还在许多其他领域被广泛利用。如无创心血管功能检测、妊高症检测、脉率监测等等，在2商业方面也在不断发展，例如iWatch的上市，智能手表与智能手环越来越进入我们的日常生活。众所周知，这些商品最大的卖点就是心率与脉搏的测算。通过观测脉搏信号的改变，可以及时有效的观察人体健康的变化。此类运动健身器材中心的心率测试都用到了先进的脉搏测量仪[1]。在本设计的测量过程中，由于脉搏跳动原因导致的血液投光新不同，既有脉搏时透光性弱，无脉搏是透光性强。传感器把得到的信号通过运放整形后输入单片机。在本系统中，单片机是核心器件，利用其内部的定时器来计算时间，光电传感器是感应器件，它将测得的信号放大整形后传输给单片机，最后累加信号得到脉搏跳动的次数。2设计思想本系统设计主要实现的目标有：测量脉搏、观察脉搏、测算脉搏、显示脉搏等功能。1)测量脉搏：通过手指来测量感应脉搏跳动。2)观察脉搏：通过发光二级管的亮灭来显示脉搏的跳动规律。3)测算脉搏：通过计算得到1分钟内脉搏跳动的次数。4)显示脉搏：通过发光二极管吧脉搏跳动次数显示出来。基于单片机STC89C52的脉搏计由电源电路、复位电路、STC89C52单片机、晶振、脉搏感应电路、信号处理电路、显示电路和观察脉搏跳动的发光二极管组成。电源电路单片机复位电路信号处理电路脉搏显示电路信号采集电路3图2-1本设计系统框图3系统硬件选择方案本系统的总体设计由单片机、LCD1602、光电传感器ST188、运放模块等构成。图3-1系统运行流程图3.1各模块的选择与论证本设计的主要模块主要包括主控单片机模块、显示模块、传感器模块。下面对各个模块的选型进行初步论证。3.1