(完整版)基于C51单片机的脉搏测量仪毕业设计论文
基于单片机设计的脉搏测量仪)
毕业设计任务书扬州工业职业技术学院电子信息工程系09 届毕业设计（论文）开题报告书第三部分毕业设计报告目录第一章引言 (7)第二章硬件电路设计 (8)2.1 AT89C2051主要性能 (8)2.2AT89C2051的结构框图 (10)2.3AT89C2051的引脚说明 (11)2.4 复位电路 (12)2.5 振荡电路 (13)第三章基本结构模块 (13)3.1 脉搏波检测电路 (14)3.2 脉搏信号拾取电路 (14)3.3 信号放大 (16)3.4 波形整形部分 (18)第四章整体电路分析 (19)4.1 光发射电路 (19)4.2 光电转换电路 (19)4.3 信号采集及处理系统 (20)4.4 过采样技术的应用 (20)4.5 整体硬件电路设计 (21)第五章软件设计 (23)5.1 程序设计 (23)5.2 程序源代码 (24)结束语 (29)致谢 (29)参考文献 (30)基于单片机设计的脉搏测量仪周静0601电气技术[摘要] 医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。
为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。
本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。
[关键词]：AT89C2051 单片机脉搏测量仪Single-chip design based on the pulse measuring instrumentZhou Jing0601 Electrical TechnologyAbstract: Nurse hospital wants to give in hospital every day the patient takes the pulse to record the patient each minute pulse number, the method is with the hand according to on the patient wrist's department artery, carries on the counting according to pulse's beat. For the saving of time, will not make 1 minute survey generally, usually will be surveys in 10 seconds time palpitation's number, will be multiplied by again the result 6 namely obtains each minute palpitation number, even if will do this is quite time-consuming, moreover the precision will not be high. This article introduced that one kind the pulse measuring instrument which manufactures with the monolithic integrated circuit, so long as the human places the finger in the sensor 2 seconds to be possible the precision measuring each minute pulse number, the measurement result showed with three digit. Key words: AT89C2051 monolithic integrated circuit pulse measuring instrument第一章引言脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。
基于51单片机脉搏测量仪
基于51单片机脉搏测量仪
本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要把手指放在传感器内，很快就可以精确测出每分钟脉搏数，测量的结果用三位数字显示出来。
一、电路工作原理
电路原理见附图。
电路由传感器电路、信号放大和整形电路、单片机电路、数码显示电路等四部分组成。
传感器由红外线发射二极管和接收二极管组成，测量原理如下：将手指
放在红外线发射二极管和接收二极管之间，血管中血液的流量随着心脏的跳动
变化，由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和度的变化将引起光的传
递强度变化，此变化和心跳的节拍相对应，因此红外接收二极管的电流也跟着
心跳的节拍改变，使得红外接收二极管输出与心跳节拍相对应的脉冲信号。
该
脉冲信号经F1~F3、R3~R5。
C1、C2等组成的低通放大器放大，
F4、R6、R7、C3组成的放大器进一步放大后，送给由F5、F6、RP1、R8等组成的施密特触发器整形后输出，作为单片机的外部中断信号。
电路中的可变电
阻RP1用来调整施密特触发器的阈值压。
IC2、X1、R10、C5等组成单片机电路。
单片机对由P3.2输入的脉冲信号进行计算处理后，送到数码管显示。
发光二极管VD3作脉搏测量状态显示，脉搏每跳动一次，VD3点亮一次。
三只数码管VT1~VT3、R12-R21等组成数码显示电路。
本机采用动态扫描显示方式，使用共阳数码管，P3.3~P3.5口作三只数码管的动态扫描位驱动码输出，通过三极管VT1-VT3驱动数码管。
P1.0-P1.6口作数码管段码输出。
二、软件设计。
脉搏测量仪设计毕业论文
郑大自考毕业设计（论文）题目：脉搏测量仪设计指导教师：职称：学生姓名：魏娟学号：专业：电子信息工程技术摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
单片机最小系统是在以STC89C52RC单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中。
本设计主要在单片机上扩展I/O口，复位电路，晶振电路，LED显示电路并写好底层程序，做出能应用于循环彩灯的最小系统。
关键词：最小系统，STC89C52RC, 循环彩灯灯Abstract:With the infiltration in the social field of the computer in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of target’s characteristic to combine concretly, in order to do perfectly.The smallest system one chip computer is in expands at the base of STC89C52RC one chip computer，make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED display circuitand writes the first floor procedure.Make for scrolling minimum system.Keyword：minimum system, STC89C52RC, scrolling目录1．绪论 (4)2.电路设计方案及功能分析 (5)2.1 设计目的 (5)2.2 设计要求 (5)2.3 系统基本方案选择和论证 (5)2.3.1、STC89C52RC介绍 (6)2.3.2、时间周期 (11)2.3.3、LED灯管 (12)2.3.4、发光二级管 (12)2.3.5、蜂鸣器 (12)2.3.6、锁存器 (13)2.4 系统框图 (13)3.系统的硬件设计与实现 (14)3.1 电源供电模块的实现 (14)3.2 复位电路 (15)3.3 晶振电路 (16)4. 系统的软件设计 (19)4.1 软件介绍 (19)4.1.1 Keil C51 (19)4.1.2 Protel99SE (20)4.1.3 Proteus (21)4.2程序流程图 (22)4.3 延时的计算 (23)5.系统调试及结果分析 (24)6.总结和体会 (24)7. 遇到问题 (24)8.参考文献 (25)9.附录 (25)9.1电路原理图： (25)9.2 元件清单 (26)9.3程序 (27)1．绪论由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-52系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
基于单片机的脉搏测量仪设计毕业
基于单片机的脉搏测量仪设计毕业脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器，可以根据脉搏信号来分析人体的心率和心律。
基于单片机的脉搏测量仪具有体积小、功耗低、成本低等优点，适用于个人使用和医疗机构。
设计一个基于单片机的脉搏测量仪的系统主要分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计部分包括传感器、滤波电路、放大电路和显示电路等。
首先，选取合适的传感器感知人体脉搏信号。
一种常用的传感器是心率传感器，它能够非侵入式地探测人体脉搏信号。
心率传感器一般采用光电技术，通过血液中的脉搏信号的变化来测量心率。
将心率传感器与单片机进行接口连接。
其次，对传感器输出的脉搏信号进行滤波处理。
脉搏信号包含许多杂散噪声，需要通过滤波电路进行滤波处理，以减小噪声对信号的干扰。
常用的滤波器有低通滤波器，可以滤除高频噪声信号。
再次，通过放大电路对滤波后的脉搏信号进行放大，以增加信号的幅度，方便后续的分析处理。
放大电路采用运放电路，通过调整放大倍数和增益可以使信号更好地显示。
最后，通过显示电路将放大后的脉搏信号进行显示。
显示电路可以选择液晶显示屏、LED指示灯或者数码管等。
设计时要考虑显示界面的清晰度和易读性。
软件设计部分包括数据采集、信号处理和心率计算等。
数据采集模块负责从传感器获取脉搏信号，以一定的采样频率采集信号，并存储到单片机的存储器中。
信号处理模块对从传感器得到的脉搏信号进行处理，如滤波、放大等。
滤波可以采用数字滤波算法，如均值滤波、中值滤波等。
放大可以通过调整放大倍数和增益来实现。
处理后的信号可以传递给心率计算模块。
心率计算模块负责根据处理后的脉搏信号计算心率。
心率计算可以采用峰值检测算法，通过寻找脉搏信号的峰值来计算心率。
可以设置一个合适的阈值，当脉搏信号超过阈值时，认为达到峰值。
设计完成后，通过实验验证系统的准确性和可靠性。
可以与专业医学仪器进行对比，比较测量结果的一致性。
可以使用心电图或其他血压计进行参考。
综上所述，基于单片机的脉搏测量仪设计可以实现对人体心率的测量和分析，具有体积小、功耗低、成本低等优点。
基于51系列单片机的穿戴式脉搏仪的设计
电子科技基于51系列单片机的穿戴式脉搏仪的设计作者/陈德勇、胡鸿志，桂林电子科技大学电子工程与自动化学院摘要：随着社会的不断发展，各种科研技术的不断创新，在使用常用型的电荷放大器对脉搏信号进行检测的过程中，往往会由于工作情况 的不稳定，从而导致在工作进展中出现很大的噪音，而这些高频率噪音产生的同时也附带了诸多涉及到测量精准程度等诸多问题。
因此基 于51系列的单片机一种具备高精准程度的脉搏测量仪运用而生。
该种设备的产生建立了在进行脉搏信号检测的过程中去除高频率噪音的模 型，该仿真模型可以在仿真的条件下，完成最佳理想状态的脉搏波形运行人工加噪从而用来模拟实际的脉搏波。
整个基于51系列单片机的 穿戴式脉搏仪的设计具有了相对更为稳定，测量更加精准以及抗干扰性能强的诸多优点，因此本文对此设计进行简要分析。
关键词：基于51系列单片机；穿戴式；脉搏仪引言我国当前在市面上的电子脉搏仪，绝大多数采用的都是 压电式的传感器进行人体信息的采集，而该种电子脉搏仪的 制作方式过于简单，且结构也相对较为简化操作较为方便，但是在诸多优点的同时也存在一定的不足，就是该脉搏仪很 容易受到空气的波动或者温度的变化等诸多不可控因素[2]，导致脉搏仪出现检测精准程度降低等缺点。
而高精准程度的 电子脉搏仪由必须要加大成本投入，因此设计一款噪音较 小、测量精准程度较高且方便携带的一种脉搏测量仪是必然 的[3]。
本文所研究的基于51系列的单片机穿戴式脉搏仪的 设计，是通过借助手指对红外光线进行照射，从而能够有效 的控制外界诸多干扰因素，通过人体脉搏的跳动从而对血流 量完成检测。
1.穿戴式脉搏仪电路设计■ 1.1脉搏仪系统电路该脉搏仪的主要系统中所依据的主要电路包括了对电 路的获取、对滤波进行放大的电路以及整形电路等组件构 成，如图1所示。
当人体的脉搏在不停的跳动时就会造成 体内的血液流通，引发产生透光性的变化，当指尖在红外光 的照射情况下，就会使得由于透光性的不断改变[4]。
基于单片机的脉搏测量仪的设计与实现
设计原理
PART 2
设计原理
脉搏测量主要依赖于光电容积法(PPG)进行测量。这种方法是通过将一束 光束照射到人体组织上，当心脏泵血时，由于血液的透光性不同，光束的 反射或传输会发生变化。通过检测这种变化，我们可以测量出脉搏
在具体的设计中，我们使用51单片机作为主控制器，配合LED光源和光电 传感器来执行PPG测量。当血液流经手指时，LED光源会照射到手指，并 由光电传感器接收反射回来的光线。这个反射光信号经过51单片机的处理 后，就可以转换为脉搏信号
20XX
基于51单片机的脉搏 测量仪的设计与实现
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目录
1 引言 2 设计原理 3 硬件设计 4 软件设计 5 实验结果与讨论
引言
PART 1
引言
在日常生活和医疗领域，脉搏 测量仪是一种非常常见且有用
的设备
它能有效地监测人体的健康状 况，特别是在心脏和血液循环
方面
基于51单片机的脉搏测量仪设 计，不仅实现了基本的脉搏测 量功能，还具有低成本、便携
硬件设计
PART 3
硬件设计
51单片机
51单片机是最常用的微控制器之一，具有高 可靠性和低功耗的优点。它内置了丰富的外 设和存储器，非常适合用于脉搏测量仪的设 计
硬件设计
LED光源和光电传感器
LED光源和光电传感 器是实现PPG测量的 关键部件。我们选择 具有稳定光输出和抗 干扰能力的LED，同 时配套的光电传感器 也需要具备高灵敏度 和低噪声的特点
信号
最后：程序将脉搏值通过 串口发送到连接的电脑上，
或者直接在51单片机的液 晶显示屏上显示
软件设计
需要注意的是，由于环境的 干扰可能会对PPG测量产生 影响，因此在软件设计中， 我们需要加入滤波算法来处 理这些干扰，以提高测量的
基于单片机的脉搏心率测量仪的开发与设计毕业论文
毕业设计(论文) 题目：基于单片机的脉搏测量仪的研究与设计摘要在传统的医疗检测中，脉象检测一直都起着非常重要的作用，人体的脉象包含着大量的人体的生理和病理方面的信息。
脉诊一直是医生诊断疾病的重要手段之一，但受人为因素的影响很大。
经医学观察研究表明，人体手指末端含有丰富的毛细血管和小动脉，这些动脉和人体其他地方的动脉一样，含有丰富的生理信息。
由于光电脉搏检测技术具有很高的绝缘性，且抗电磁等干扰能力强，可以对人体进行无损伤检测。
本文设计通过光电法对人体指尖的脉搏进行测量，并将测量信息送入单片机进行处理，最后通过数码管将测量结果显示出来。
将对脉搏信号的检测模块，脉搏信息的处理模块，单片机，数码管显示模块等电路集成在一块电路板上，形成一个简易的脉搏测量仪。
这种测量仪具有精确度高，体积小，价格便宜，易于操作等特点，特别适合于个人使用和家庭使用，给我们的生活带来极大方便，让我们第一时间对自己的身体状况有进一步的了解。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
关键词：脉搏；光电传感器；单片机；数码管AbstractIn the traditional medical testing，the pulse condition detection has been playing a very important role．The pulse condition of the human body contains a large number of physiology information and pathology information，the pulse examination has been being one of the important means for the doctor to diagnosis the illness．But the man-made factors influence it very much，the medical observation research shows．The end of the finger contains rich capillaries and small arteries．These arteries and the other arteries of the body hold rich physiologic information．The Photoelectric pulse detecting technology can test the body without damage owing to its high insulation and strong ability to resist the electromagnetic interference．This design in the text can survey the pulse of the finger tip through photoelectric method and transport the information to the microcontroller to do with it．At last，the result is showed by the digital tube．When the electric circuit such as the detection module of the pulse signal，the processing module of the pulse information，SCM，digital tube are integrated in the board of electric circuit，it formed an simple pulse measuring instrument，this instrument has high accuracy，small, cheap，and easy to operate．It is especially suitable for personal use and family use．It brings great convenience to our life，so we can have a further understanding of our body condition．聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
基于51单片机心率脉搏计设计和实现机械自动化专业
目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 控制系统设计 (3)1.1 系统方案设计 (3)1.2 系统总体设计 (4)2 硬件设计 (5)2.1 主控电路 (5)2.2 驱动电路 (8)2.3 信号采集电路 (10)2.4 显示电路 (13)2.5 总体电路图设计 (15)3 软件设计 (16)3.1 软件开发环境的介绍 (16)3.2 系统重要函数介绍 (16)4 系统调试 (19)4.1 系统硬件调试 (19)4.2 系统软件调试 (19)结论 (22)参考文献 (23)附录1 总体原理图设计 (25)附录2 源程序清单 (26)致谢 (30)摘要为实现探究心率脉搏计的应用领域，测量心率能够高效的进行，在节省时间的同时准确显示心率相关状况是否存在异常的目标，本文设计了一款操作简单、运行稳定、可靠性高的心率脉搏计。
本设计使用STC89C51单片机作为控制核心，结合ST188光电传感器检测，再借用单片机系统的内部计时器计算时间。
其大致的步骤为通过ST188光电传感器感应生成脉冲，心跳次数由单片机累计所得，其对应的时间根据定时器获取。
本设计使用的时候可以展现脉搏心率次数当其终止使用的时候可以展示总的脉搏心率次数以及时间长短。
由于一些现实状况的存在我们应当实施下述的相关内容：一是了解系统功能的同时可以进行需求分析；二是机体内部生物信号大都在充满噪音状况里，频率和信号很弱，应该放大并且进行滤波处理；三是所有的硬件设备以及对弱信号的处理都应整合在一起，这样能够让人体脉搏信号转化为电信号。
还能够通过C语言这种方式进行编程，而且实现构建屏显等作用。
相关结果能够说明，心率脉搏计设计在技术方面有一定的可行性，基本上符合精度标准。
能够确保基础脉冲测量功能的同时又可以确保测量的精准度且使用单片机控制确保了系统准确稳定。
传感器采用光电传感器，大大降低了外界干扰信号的干扰。
显示器运用液晶显示器，显示效果更好，且易于操作。
基于51单片机的脉搏心率测量仪-参考论文
基于51单片机的脉搏测量仪摘要：脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。
为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏心率测量仪。
系统以STC89C51单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。
系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。
经测试，系统工作正常，达到设计要求。
关键词：脉搏心率测量仪；STC89C51单片机；红外反射式传感器一脉搏心率测量仪系统结构脉搏心率测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏心率变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏心率变化，最后要得出每分钟的脉搏心率次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏心率次数。
在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。
1.1 光电脉搏心率测量仪的结构光电脉搏心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。
本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码管显示电路、电源等部分。
1．光电传感器即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和红外接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。
2．信号处理即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。
3. 单片机电路即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括STC89C51、外部晶振、外部中断等）。
4．数码管显示电路即把单片机计算得出的结果用四位一体数码管显示出来。
5. 电源即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，采用直流5V 电源供电。
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计共3篇
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计共3篇基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计1基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计近年来，随着科技的发展，智能医疗设备成为了研究的热点之一。
远程监控脉搏测量仪作为智能医疗设备的一种，它的出现为医疗行业带来了很大的便利和改善。
本文将介绍基于单片机的远程监控脉搏测量仪的设计思路。
一、前期准备在实际设计前，需要进行前期准备工作，包括了解脉搏测量原理、单片机的基本原理和网络通信原理。
在此基础上，我们还需要对脉搏测量仪进行分析和测试，以确定脉搏信号的特征参数和采样周期等重要参数。
二、硬件设计1.传感器模块脉搏测量仪的核心部分是传感器模块。
传感器模块的设计需要兼顾数据精度和实现难度。
在本设计中，我们采用了压力传感器模块，它是一种成本较低、测量精度较高的传感器。
在使用时，压力传感器模块根据脉搏的频率产生相应的压力波形，传感器模块通过变换电路将压力信号转换为电信号，然后输入到单片机系统中进行处理。
2.单片机系统本设计采用的是AT89S51单片机，它是一种高性价比的通用单片机。
单片机系统由单片机、AD转换器、RAM、ROM、EEPROM 等部分组成。
单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，存储在RAM中，并通过通讯模块与用户终端进行交互和传输。
3.通讯模块在远程监控中，通讯模块是非常重要的组成部分。
通讯模块用于将单片机系统采集到的脉搏信号通过网络传输到用户终端。
在本设计中，我们采用的是ESP8266 Wi-Fi模块，它是一种高集成度的Wi-Fi芯片，具有低功耗、可靠性高等优点。
三、软件设计1.程序框图在单片机程序设计过程中，程序框图十分重要。
本设计中采用的是基于C语言的程序框图。
程序框图包括了采集、处理、存储、通讯等部分，并设置了失效检测和暴力破解功能。
2.程序设计本设计的程序设计采用了汇编语言和C语言相结合的方式进行开发。
通过汇编语言实现底层驱动，用C语言进行上层应用程序开发，并通过电脑端串口调试工具进行调试。
脉搏测量仪设计毕业设计论文
实验报告课程名称：暑期实验技能训练指导老师：成绩：实验名称：脉搏测量仪实验类型：硬件同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）三、代码缺陷及修正记录五、讨论、心得二、实验内容和代码（必填）四、实验结果与分析（必填）一、任务与要求设计制作一个脉搏测试仪，利用红外发射、接受传感器对手指末端血流变化的检测，间接检测出脉搏信号，并在数码管上显示每分钟所测人体脉搏数，要求测量稳定、准确。
1．测量范围：0~240 次/min；2．由于所测信号很微弱，易受干扰，必须加滤波电路。
按正常人脉搏数为60~80 次/min，老人为100~150 次/min，在运动后最高跳动次数为240 次/ min设计低通放大器。
5Hz 以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。
因此特征频率取8Hz 左右；3．测量精度：+-5%；4．采用+5v 单电源供电；二、方案设计1.设计时要考虑的问题由于人体的脉搏信号具有频率低、幅度小干扰大，不稳定度低，随机性强等特点，使得对脉搏信号的采集放大电路的设计提出了很严格的要求，尤其是抗干扰变为十分重要，需要设计低通滤波器进行滤波。
选择放大器时需要从增益、频率响应，输入阻抗，共模抑制比，噪声，漂移等几个方面加以综合考虑。
抗干扰（1）工频50HZ干扰及其各次谐波使用频率为50HZ的市电的电子仪器设备会对检测系统会产生较大的干扰，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的50%，是主要的干扰源（2）肌电干扰肌肉的收缩会产生微伏级的电势，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的10％，维持时间大约是50ms，频带范围可以在0HZ~10000HZ。
（3）由于呼吸引起的基线漂移和ECG幅度变化呼吸引起的基线漂移可以看成是一个以呼吸的频率加入ECG信号的窦性成分（正弦曲线），这个正弦成分的幅度和频率是变化的。
呼吸所引起的ECG信号的幅度的变化可以达到15％。
基线漂移的频率是从0.15～0.3HZ。
低噪声、低漂移在脉搏信号放大器中，由于增益较高，噪声和漂移是两个较重要的参数。
基于单片机的心率计设计毕业设计论文
基于单片机的心率计设计摘要心率是指单位时间内心脏搏动的次数，包含了许多重要的生理、病理信息，特别是与心脑血管相关的信息，是生物医学检测中一个重要的生理指标，也是临床常规诊断的生理指标；因此迅速准确地测量心率便显得尤为重要。
随着医疗水平和人们生活水平的提高，快速、准确、便携式心率计便成为一种新的发展趋势，同时伴随着单片机技术的发展，基于单片机的便携式心率计便不失为一个好的选择。
本心率计共有三大部分，分别为：传感器部分、信号处理部分、单片机控制部分。
传感器部分采用光电式传感器实现对信号采集；信号处理部分则采用放大、滤波、波形变换等方法实现信号的有效处理；而单片机部分则实现对心率的计数和显示功能。
通过这三部分的有效组合初步实现对人体心率的一个有效计数。
信号采集采用光电式传感器通过对手指末端透光度的监测，实现信号的采集；信号放大则采用四运放运算放大器LM324，波形变换采用555定时器构成反向施密特触发器；单片机控制模块则采用AT89C51微处理器和相关元器件通过C语言编程实现计数和显示功能。
关键词：心率，光电式传感器，信号处理，AT89C51DESIGN OF HEART RATE METER BASED ON MCUABSTRACTHeart rate is refering to the number in unit time of the heart beating, contains many important physiological and pathological information, especially information associated with cardiovascular, biomedical detection an important physiological indexes, and routine clinical diagnosis of physiological indexes; so quickly and accurately measuring heart rate appears to be particularly important. With the improvement of medical level and people's living standards, rapid, accurate and portable heart rate meter has become a new trend, accompanied by the development of SCM technology, will not be regarded as a good choice of meter based on microcontroller portable heart rate.Heart rate meter consists of three parts, respectively: sensor part, signal processing part, MCU control part. Part of the sensor using photoelectric sensor achieved the signal of the signal acquisition; signal processing part uses the amplification, filtering, waveform transform method to effectively d eal with; and part of SCM is to achieve counting on heart rate and display function. Through the effective combination of these three parts, an effective count of human heart rate is realized..Signals were collected using photoelectric sensor through the monitoring of the degree of light at the end of a finger, to realize the signal acquisition; signal amplification four operational amplifier LM324 operational amplifier is used, the waveform transform the 555 timer constitute reverse Schmitt trigger; MCU control module is used AT89C51 microprocessor and related components by C language programming counting and display function.KEY WORDS: heart rate, sensor photoelectric, signal processing, AT89C51目录前言 (1)第一章系统设计的整体构思 (3)第二章各元器件介绍 (4)§2.1 LM324 (4)§2.1.1 LM324简述 (4)§2.1.2 LM324主要特点 (4)§2.1.3 LM324引脚图 (4)§2.2 555定时器 (5)§2.3 单片机型号介绍 (6)§2.3.1 单片机简介 (6)§2.3.2 51子系列的主要功能 (6)§2.3.3 AT89C51引脚 (6)§2.4 74HC245 (8)§2.4.1 74HC245简述 (8)§2.4.2 74HC245的特点 (8)§2.4.3 74HC245引脚 (8)§2.5 74LS138 (9)§2.5.1 74LS138简述 (9)§2.5.2 74LS138主要特性 (9)§2.5.3 74LS138引脚图 (9)第三章软件介绍 (11)§3.1 KeilC51高级语言集成开发环境—uVision4 IDE (11)§3.1.1 KeilC51简介 (11)§3.1.2 uVision4 IDE集成开发环境 (11)§3.1.3 uVision4 IDE仿真过程 (11)§3.2 Proteus (13)§3.2.1 Proteus简述 (13)§3.2.2 Proteus主界面 (13)§3.2.3 电路图仿真 (14)第四章电路原理及仿真电路 (16)§4.1 光电式传感器 (16)§4.2 前置放大器 (18)§4.3 滤波电路 (18)§4.4 后置放大电路 (19)§4.5 波形变换 (20)第五章软件的设计 (22)§5.1 设计原理 (22)§5.1.1 定时原理 (22)§5.1.2 计数原理 (23)§5.2 软件设计的流程图 (23)§5.3 LED显示电路 (24)第六章系统的检测 (26)第七章误差分析 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)前言心率是指单位时间内心脏搏动的次数，与脉搏跳动频率基本是一致的。
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摘要脉搏传感器采样脉搏信号，采用STC89C51单片机作为控制器，脉搏传感器输出方波传入单片机，单片机每接收一个脉冲波形，数码管就计数一次。
脉搏次数超限时用蜂鸣器报警。
三极管加大功率，驱动器件工作。
单片机软件设计，设置中断向量，编程执行。
关键词：STC89C51单片机、脉搏测量仪、软件设计Abstract:Pulse sensor sampling pulse signal, using STC89C51 MCU as controller, pulse sensor output square wave into single chip microcomputer chip, each receiving a pulse waveform, digital tube counting time. Pulse frequency overrun with buzzer alarm. The three transistor to increase power, driving device. MCU software design, set the interrupt vector, programming executive.Key words: STC89C51 monolithic integrated circuit. pulse measuring instrument. Software design.目录引言 (1)1 系统方案选择与论证 (1)1.1 任务 (1)1.2 要求 (1)1.3 系统基本方案 (1)1.3.1各个部分电路的方案选择及论证 (1)1.3.2系统各模块的最终方案 (2)2.系统硬件设计 (3)2.1单片机处理电路 (3)2.1.1STC89C51系列单片机的主要性能特点 (3)2.1.2C51系列单片机的基本组成 (4)2.2 复位电路 (6)2.2.1单片机复位电路 (6)2.2.2测试复位电路 (7)2.3 振荡电路 (7)2.4 脉搏传感器部分 (8)2.4.1HK-2000A 集成化脉搏传感器 (8)2.4.2脉搏传感器接收电路 (9)2.4.3电源电路 (10)2.5显示报警部分 (10)2.5.1数码管显示电路 (10)2.5.2报警电路 (11)3 软件设计 (11)3.1 程序设计 (11)3.2 程序调试 (13)4结论 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)附录 (21)引言脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。
本系统采用STC89S51单片机为核心而制作的一种实用型脉搏测量仪。
采用HK-2000A 集成化脉搏传感器作为传感器对人体的脉搏心率警醒数据采集。
得到的信号送入STC89S51单片机进行处理。
单片机将采集到的脉搏心率在数码管上实时显示出来，同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。
本文首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题，最后提出一些完善本设计的改进意见。
从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。
几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。
脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。
1 系统方案选择与论证1.1 任务基于C51单片机的脉搏测量仪设计1.2 要求（1）通过脉搏传感器采样脉搏信号，设计脉搏波检测电路，通过数码管来显示脉搏次数。
（2）将脉冲波送入单片机，采用单片机构成脉搏检测仪，要求实时脉搏次数对超限时用蜂鸣器报警。
1.3 系统基本方案根据题目的要求系统模块可以基本划分为：脉搏传感器部分、单片机处理电路部分及显示电路部分。
为实现各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案病进行了论证1.3.1各个部分电路的方案选择及论证（1）脉搏传感器部分传感器又称为换能器、变换器等。
脉搏传感器是脉搏检测系统中重要的组成部分，其基本功能是将切脉压力和桡动脉搏动压力这样一些物理量(非电量)转换成为便于测量的电量。
脉搏传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度，因此其选型对整个设计具有决定性的作用。
本设计中，采用HK-2000A 集成化脉搏传感器，HK-2000A 集成化脉搏传感器采用高度集成化工艺将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。
压电式原理采集信号，模拟信号输出，输出同步于脉搏波动的脉冲信号，脉搏波动一次输出一正脉冲。
该产品可用于脉率检测，如运动、健身器材设备中的心率测试。
（2）单片机选择51单片机是INTEL公司生产的。
它具有结构简单，价格便宜，易于开发的特点。
通用型，有总线扩展，有较强的位处理功能，有全双工异步串行通信口。
但是其功能相对较少，访问外部数据有瓶颈，作电压范围窄。
本设计中，单片机只需要对脉搏信号的波动频率进行测量、计算和显示，对单片机的要求不是很高。
而对51单片机，本人比较熟悉，所以，本设计中选择51单片机作为信息处理中心。
（3）显示部分根据题目要求，设计出来的系统是可以设定报警的范围的。
对显示部分采用以下方案：采用数码管。
数码管具有功耗小、轻薄短小无辐射危险，简单方便等特点。
1.3.2系统各模块的最终方案根据以上分析，结合器件和设备等因素，确定如下方案：1. 采用STC89C51单片机作为控制器，分别对输入、显示、信号的处理和控制。
2. 传感器部分采用光HK-2000A 集成化脉搏传感器，该器件结构简单、可靠性高、抗干扰能力强。
3. 显示用数码管显示实时脉搏数和蜂鸣器报警上下限数值。
系统的基本框图如下图1.1所示。
图1.1设计框图2.系统硬件设计2.1单片机处理电路单片机处理电路如图2.1所示图2.1单片机处理电路2.1.1STC89C51系列单片机的主要性能特点STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码与传统8051单片机完全兼容。
MCS－51的主要特点为：◆CPU为8位；◆片内带振荡器，频率范围为1.2~12MHz；◆片内带128字节的数据存储器；（RAM）◆片内带4KB的Flash程序存储器；（ROM）◆程序存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展ROM）◆片外数据存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展RAM）◆128位（16字节）用户位寻址空间；（在128个字节中）◆18个字节特殊功能寄存器SFR（MCS—52子系列为21个）；◆4个8位的并行IO接口：P0、P1、P2、P3；◆2个16位定时器计数器T0、T1；（MCS-52子系列为3个，T2）◆2个优先级别的5个中断源；（高、低2个）◆1个全双工的串行IO接口，可多机通信；◆片内采用单总线结构；◆有较强的位处理能力；2.1.2C51系列单片机的基本组成图2.2框图图2.3 DIP管脚图AT89C51与51系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。
目前多采用40只引脚双列直插，如图2.3所示。
引脚按其功能可分为如下3类：【要熟练记住】①电源及时钟引脚—－VCC、VSS；XTAL1、XTAL2；②控制引脚—－、、、和；③IO口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位IO口。
1. 电源引脚VSS（20脚）：接地，0V参考点。
VCC（40脚）：5V电源。
【提供掉电、空闲、正常工作电压】图2.4总线分布2．外接晶体引脚XTAL1（19脚）：接外部晶体振荡器的一端。
当使用芯片内部时钟时，此脚用于外接石英晶体振荡器和微调电容；当使用外部时钟时，对于HMOS 单片机，此引脚接地；对于CMOS单片机，此引脚作为外部振荡信号的输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体振荡器的另一端，当使用芯片内部时钟时，此脚用于外接石英晶体振荡器和微调电容。
当使用外部时钟时，对于HMOS 单片机，此引脚接外部振荡源；对于CMOS单片机，此引脚悬空不接。
89C51晶体振荡器频率可在6MHZ～40MHZ之间选择，常选6MHz或12MHz的石英晶体。
电容的值没有严格要求，但其取值对振荡器的频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度稍有影响，C1、C2可在20pF~100pF之间选择。
当外接晶体振荡器时，电容可选30pF±10pF；外接陶瓷振荡器时，电容可选40pF±10pF。
3. 控制信号或与其它电源复用引脚（1）（9脚）：复位端。
当输入的复位信号持续2个以上机器周期（12个晶体振荡周期）高电平即为有效，用于完成单片机的复位初始化操作。
正常工作时，此脚电平应≤0.5V。
在VCC发生故障、降低到电平规定值掉电期间，此引脚可接备用电源VPD（电源范围5V±0.5V），由VPD向内部RAM供电，以保持内部RAM中的数据。
（2）（30脚）：地址锁存使能。
ALE（Address Latch Enable）；PROG（Program）为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。
引脚第二功能，对片内Flash编程，为编程脉冲输入端。
（3）（29脚）：（Programmer Saving ENable），外部程序存储器读选通信号。
在读外部程序存储器时有效（低电平），以实现外部程序存储器单元的读操作。
在访问外部数据存储器、访问内部程序存储器时无效。
（4）（31脚）：（Enable AddressVoltage Pulse of Programming）访问程序存储控制信号。
当＝“0”时，表示读外部程序存储器。
只读取外部的程序存储器中的内容，读取的地址范围为0000H～FFFFH（64KB），片内的4KB Flash 程序存储器不起作用。
当＝“1”时，表示对程序存储器的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。
在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器（4KB）中的程序，但当PC值超出0FFFH （即超出片内4KB Flash地址范围）时，将自动转向读取片外60KB （1000H-FFFFH）程序存储器空间中的程序。
对于EPROM（或FLASH）型单片机，在EPROM编程期间，此引脚需加12.75V或21V的编程电压。
2.2 复位电路2.2.1单片机复位电路图2.5 单片机复位电路图时钟电路工作后，在REST管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初始复位（如图2.5）。
2.2.2测试复位电路图2.6 测试复位电路图单片机程序里通过检测该口，判断是否有按键按下，如按下开始计数工作，如一直未按则一直在此等待如图2.6。