基于单片机红外线心率计装调实训(单片机部分课件)2014.2.28
基于单片机的心率测试仪设计
基于单片机的心率测试仪设计心率测试仪是一种用来测量人体心率的设备，它使用单片机技术来实现数据处理和显示功能。
本文将介绍基于单片机的心率测试仪的设计原理、硬件组成以及软件实现。
一、设计原理心率测试仪的设计原理是通过测量人体的心电信号来计算心率。
心电信号是由心脏产生的微弱电流，可以通过电极贴在人体皮肤上进行测量。
传感器将心电信号转换为模拟电压信号，然后经过滤波处理和放大处理后，再经过A/D转换，转换为数字信号供单片机处理。
单片机通过计算心电信号的周期来得到心率值，并将结果显示在液晶屏上。
二、硬件组成1.单片机：选择一款适用的单片机，如STM32系列的单片机，具有高性能和丰富的外设接口，以满足心率测试仪的需求。
2.心电信号传感器：选择一款专门用于心电信号测量的传感器，如AD8232芯片，可以提供可靠的心电信号采集。
3.滤波器：使用滤波器对心电信号进行滤波处理，去除杂散信号，只保留心电信号的频率分量。
4.放大器：为了增强心电信号的幅度，需要使用放大器来对滤波后的信号进行放大处理，方便后续的A/D转换。
5.A/D转换器：将放大后的模拟信号转换为数字信号，供单片机进一步处理。
三、软件实现1.心电信号采集与处理：通过传感器采集心电信号，并经过滤波和放大处理，得到滤波后的模拟信号。
2.A/D转换：将模拟信号通过A/D转换器转换为数字信号，供单片机处理。
3.心率计算：单片机通过计算心电信号的周期来得到心率值，可以使用峰值检测算法或阈值判定算法来实现。
4.数据显示：将计算得到的心率值通过串口或并口发送到液晶屏上进行显示，可以设计显示界面，包括心率值、时间等信息。
总结：基于单片机的心率测试仪设计主要包括硬件组成和软件实现两个部分。
硬件组成包括单片机、心电信号传感器、滤波器、放大器、A/D 转换器和液晶屏等。
软件实现包括心电信号采集与处理、A/D转换、心率计算和数据显示等。
通过合理的设计和编程，可以实现一个功能完善的心率测试仪。
基于单片机的心率计设计
基于单片机的心率计设计
一、硬件设计
1.核心处理器：选用STM32单片机，具有丰富的外设资源，大
内存容量，高性能，在实现心率计功能方面非常适合。
2.心率传感器模块：选用现有的心率传感器模块，如MAX30102。
3.显示模块：可以采用OLED显示模块或者LCD模块来显示心率值。
4.按键模块：添加一个按键模块，用于操作心率计。
5.电源模块：设计适合的电源模块，以保障心率计稳定工作。
二、软件设计
1.初始化：在程序初始化时，配置好单片机的外设，包括时钟，GPIO口，定时器等。
2.心率检测：读取心率传感器的数据，通过波形处理等算法，
实时计算出心率值，然后将其显示在屏幕上。
3.数据存储：可以在单片机内部或外部添加存储芯片，将检测
到的数据保存下来，以方便后期分析。
同时，可以添加一个实时时
钟模块，记录下每次检测的时间。
4.操作界面：添加按键模块，实现心率计的开关、数据存储等
功能。
5.通信功能：可以添加一个蓝牙模块，将心率数据传输到手机
或其他设备上，以便进行分析和管理。
三、应用场景
基于单片机的心率计可以被广泛应用于医疗、运动等领域。
在
医疗领域，可以用于监测老年人、患病人士等人群的心率变化情况。
在运动领域，可以作为一款运动手环，记录运动者运动时的心率变
化情况。
同时，基于单片机的心率计也可以成为一种新颖的DIY硬
件项目，符合日益增长的Maker文化需求。
《心率计设计案例》PPT课件
图5: 一阶低通滤波电路
可整理ppt
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2.3 心率的计算方法
方案二：采用二阶有源滤波电路。在一阶低通滤波电路的基础上再加一
阶RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。可以使输出电压在高频段以
更快的速率下降，以改善滤波效果，它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。 二阶LPF的电路图如图6所示。
图6:二阶低通滤波电路图
② 这种电路的优点在于： a,高共模抑制比； b,三运放结构； c,双端差分输入，单端输出； d,通常改变电阻R1，可改变增益。
ui1
∞ +
+ - N1
uo R3 1 R1
R7
IR
RP
RP
1
R5 ∞
-+ + N3
uo
-∞
R2
+
R8 R6
ui2
+ N2 uo2 R4
图3.三运可整放理放pp大t 电路
10
可整理ppt
14
2.3 心率的计算方法
① 相对来说，滤波效果好，但是电路略显麻烦，而且需要一个运放。因此 我们首选方案一。
② 经过我们一步一步的验证选择，加上我们对电路的一些改动，最后我们 的电路图如图8所示，其中很大一部分是我们自己的设计。
图可8：整理总p体pt硬件电路
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2.3 心率的计算方法
姓名
甲 乙 丙丁戊
准确心 率
79
75
70 67 65
测试心 率
76
74
68 66 64
误差
3.7% 1.3% 2.9% 1.5% 1.5%
上表表明，我们的作品误差不超过4％，有很好的测试效果。
可整理ppt
单片机红外线遥控器设计演示ppt
系统调试
任务：利用红外接收头设计并 实现遥控功能。
功能：按红外遥控器的1—4 键 ，在12864液晶显示器上分别显 示4位不同学生的“姓名、学号、 班级、单片机原理及应用”。
红 外 线 遥 控 器 设 计
内容摘要
XL2000 液晶显示屏部份挂接12864 中文汉字屏， 同时实验仪配有一个标准的32位HT6221编码红外 遥控器，当发射器按键按下后，即有遥控码发出， 所按的键不同，遥控编码也不同，在液晶显示屏上 显示的内容也不同。
系统设计
设计思路
红外遥控 控制模块
单片机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ总体思路框图
液晶显示 模块
红外遥控128*64 LCD液晶显示系统组成框图如图所示。根据设计 要求和设计思路，确定整个系统由以下三个部分组成:单片机、液 晶显示模块，32位HT6221编码红外遥控器
引导码（4.5ms），用户码（2次），数据码（2次）
基于单片机的心率计设计讲解
今天，越来越多的人已认识到健康生活方式和疾病预防的重要性，对拥有日常家庭化和个性化的健康监测和疾病预防手段的需求也日益增大。在脉搏波研究方面，国内外已经出现了众多的技术和理论，基于现代医学技术，利用脉搏波对人体心血管健康进行无创检测的方法和仪器不断涌现。现在的任务是既要对脉搏波的检测分析及对心血管健康检测应用方面做进一步研究，研制一种面向家庭和社区医疗服务的，能够对人体动脉硬化的程度和其他心血管健康状况进行无创检测的仪器，让更多的人对自己的心血管健康状态进行及时的了解，对心血管疾病能够及早的发现和进行预防。
2.1研究内容及设计指标5
2.2方案设计与论证5
2.2.1传感器的选择与论证5
2.2.2信号处理方案选择和论证7
本科毕业设计---基于单片机的心率计设计
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 (5)§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 (7)§2.3.3 AT89C51引脚 (7)§2.4 74HC245 (9)§2.4.1 74HC245简述 (9)§2.4.2 74HC245的特点 (9)§2.4.3 74HC245引脚 (10)§2.5 74LS138 (10)§2.5.1 74LS138简述 (10)§2.5.2 74LS138主要特性 (10)§2.5.3 74LS138引脚图 (11)第三章软件介绍 (12)§3.1 KeilC51高级语言集成开发环境—uVision4 IDE (12)§3.1.1 KeilC51简介 (12)§3.1.2 uVision4 IDE集成开发环境 (12)§3.1.3 uVision4 IDE仿真过程 (13)§3.2 Proteus (14)§3.2.1 Proteus简述 (14)§3.2.2 Proteus主界面 (15)§3.2.3 电路图仿真 (15)第四章电路原理及仿真电路 (17)§4.1 光电式传感器 (17)§4.2 前置放大器 (19)§4.3 滤波电路 (19)§4.4 后置放大电路 (20)§4.5 波形变换 (21)第五章软件的设计 (23)§5.1 设计原理 (23)§5.1.1 定时原理 (23)§5.1.2 计数原理 (24)§5.2 软件设计的流程图 (24)§5.3 LED显示电路 (26)第六章系统的检测 (28)第七章误差分析 (29)结论 (30)参考文献 (32)致谢 (34)附录 (35)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。
基于单片机的心率计设计
基于单片机的心率计设计（软件部分）Heart rate meter based on Microprocessor design (software)总计毕业设计（论文） 43 页表格 5 个插图 13 幅目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1选题的依据及课题的意义和目的 (1)1.2研究概况及发展趋势综述 (3)第二章方案设计与论证 (5)2.1方案一:用压电陶瓷采集心电信号和用模拟温度传感器AD590J采集温度号的心率计 (5)2.1.1 设计思路 (5)2.1.2 硬件设计方框图 (5)2.1.3 AD574芯片简介 (6)2.2方案二：采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号和用红外对管采集心电信号 (7)2.2.1.设计思路 (7)2.2.2.硬件设计方框图 (8)2.3方案比较论证 (8)第三章硬件电路的简单概述 (9)3.1心率计设计的原理 (9)3.2硬件电路图 (10)第四章程序设计 (11)4.1主程序设计 (11)4.1.1 主程序流程图 (11)4.1.2 语音模块ZY1420A功能简介 (12)4.2体温测量程序的设计 (13)4.2.1 DS18B20的简述 (13)4.2.2 体温测量程序设计 (15)4.2.3 温度测量子程序 (16)4.2.4 温度转换子程序 (18)4.2.5 显示子程序和语音播报子程序 (19)4.3心率测量的程序设计 (24)4.3.1 心率测量的主程序设计 (24)4.3.2 中断服务子程序设计 (25)总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)源程序清单 (32)摘要测量心率计是用于测量心率值的的医疗设备，它的应用在心血管疾病的研究和诊断方面也发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
同时，在临床监护和治疗中，医护人员常常还要关注某些特殊患者的体温随时间变化的情况。
基于单片机的数字人体心率检测仪设计
基于单片机的数字人体心率检测仪设计摘要：数字人体心率检测仪是当前医学和运动健康领域中非常重要的一项设备。
本文主要针对基于单片机的数字人体心率检测仪的设计，通过检测人体心跳来实现对心率的准确测量和分析。
首先介绍了数字人体心率检测仪的原理和设计思路，然后详细讲解了数字人体心率检测仪的硬件和软件设计，并且给出了实验结果和分析。
本文提出的数字人体心率检测仪，具有结构简单、使用便捷、准确度高、可靠性好等优点，在不同领域都有广泛的应用前景。
关键词：数字人体心率检测仪、单片机、心率测量、硬件设计、软件设计、实验结果Abstract:The digital human body heart rate detector is animportant device in the field of medicine and fitness. This paper mainly focuses on the design of a digital human body heart rate detector based on single-chip microcomputer, which can accurately measure and analyze heart rate by detecting human heartbeat. Firstly, the principle and design idea ofthe digital human body heart rate detector are introduced. Then, the hardware and software design of the digital human body heart rate detector are elaborated in detail, and the experimental results and analysis are given. The digital human body heart rate detector proposed in this paper has the advantages of simple structure, convenient use, high accuracy, and good reliability, and has broad application prospects in different fields.Keywords: digital human body heart rate detector,single-chip microcomputer, heart rate measurement, hardwaredesign, software design, experimental results1.引言在医学和运动健康领域，人体心率是一项非常重要的生理指标。
【大学论文】基于单片机的心率计设计答辩ppt课件
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系统的背景及意义
背景：进入21世纪以来，科技不断的开展，电子 产品越来越多，系统的价钱越来越廉价；产品 的科技含量比例也越来越大，性能越来越可靠。 人们日常的消费、生活都在渐渐走向高度自动 化和智能化。而我们的心率计却不是那么理想。
意义：为了提高心率丈量的准确性与速度，多种 心率监测仪被运用到医学上来，从而开辟了一 条全新的医学诊断方法。所以研讨这款心率计。
系统软件设计
1 主程序流程
开始
初始化 定时器计时
心跳计数 显示程序
2 中断程序流程
定时器初值设置 定时器计时
到60s?
N
Y 保存心跳数
心跳计数
心跳数显示
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系统干扰分析及处置措施
1 系统外界干扰 为了提高该监测系统的准确度，系统首先要处理的是
硬件方面的干扰问题。在光电式心率监测系统的丈量过程 中，前端丈量到的心率信号非常微弱，容易遭到外界环境 干扰，其中主要的干扰源有丈量环境光干扰、电磁干扰、 丈量运动等。
部分模块的选择
1方案的对比与选择
传感器的选择
压电式和光电式
压电式：压电式的检测方法是利用压力传感
器或振动传感器将人体脉搏振动转换成电信号。
光电式：光电式检测方法是利用光电传感器
检测人体内血液流动时对光的透过率或反射率不同
而将其转换成电信号的方法。
由于振动容易遭到干扰且误差较大，而光电
式传感器感应效果灵敏且抗干扰才干较强。从本钱
主要丈量原理
本设计将红外发光二极管产生的红外线照
射到人体手指部位，经过手指组织的反射和衰减
由装在该部位旁边的光敏三管来接纳其透射光并
转换成电信号。由于手指动脉血在血液循环过程
单片机实训报告心率计
一、实训背景随着科技的进步和人们对健康意识的提高，心率监测设备在日常生活中越来越受到重视。
单片机作为一种低成本、高性能的微控制器，在心率计的设计与开发中具有广泛的应用前景。
本次实训旨在通过学习单片机相关知识，设计并实现一款基于单片机的心率计。
二、实训目标1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。
2. 熟悉心率计的工作原理和电路设计。
3. 学会使用LCD1602液晶显示屏和按键模块。
4. 实现心率计的基本功能，包括心率测量、显示和报警。
三、实训内容1. 硬件设计本实训所采用的单片机为STC89C51，其主要功能模块包括：- 心率传感器：用于检测人体脉搏信号。
- LCD1602液晶显示屏：用于显示心率值。
- 按键模块：用于设置心率报警上下限。
- 蜂鸣器：用于报警提示。
电路设计主要包括以下部分：- 心率传感器电路：采用光电传感器检测脉搏信号，并将其转换为电信号。
- 信号处理电路：对采集到的脉搏信号进行放大、滤波等处理。
- 模数转换电路：将模拟信号转换为数字信号，以便单片机处理。
- 单片机电路：负责接收信号、处理数据、控制显示和报警。
- 显示电路：将心率值显示在LCD1602液晶显示屏上。
- 报警电路：当心率超过设定上下限时，蜂鸣器发出报警提示。
2. 软件设计软件设计采用C语言进行编程，主要包括以下部分：- 初始化：设置单片机的工作状态，包括时钟、IO口等。
- 主循环：不断检测心率传感器信号，计算心率值，并根据按键设置报警上下限。
- 显示：将心率值显示在LCD1602液晶显示屏上。
- 报警：当心率超过设定上下限时，蜂鸣器发出报警提示。
3. 程序实现程序主要包括以下功能：- 初始化：设置单片机的工作状态，包括时钟、IO口等。
- 心率检测：通过计算脉搏信号的周期，得到心率值。
- 显示：将心率值显示在LCD1602液晶显示屏上。
- 报警：当心率超过设定上下限时，蜂鸣器发出报警提示。
以下为部分程序代码：```cvoid main() {init(); // 初始化while(1) {int heart_rate = get_heart_rate(); // 获取心率值display(heart_rate); // 显示心率值if(heart_rate > max_heart_rate || heart_rate < min_heart_rate) {alarm(); // 报警}}}```四、实训结果经过多次调试，最终成功实现心率计的基本功能，包括心率测量、显示和报警。
基于单片机的心跳测试仪的设计与实现
I基于单片机的心跳测试仪的设计与实现摘要现代社会随着经济的飞速发展,人们的生活也越变越好了,但是在物质生活变好的同时,人们身体也伴随着多种疾病,因此人们的身体健康也渐渐被重视了起来;而心血管疾病又是一种高频率出现的比较难以预防的一种突发性疾病。
人们总是需要去一些固定的医疗点或者医院才可以检查身体疾病，本设计就可以解决这个问题，作为一个便携式的脉搏检测器可以让人们在任意地点放轻松的完成检测，尤其是有这方面疾病的患者可以事实监控自己的身体状况。
本设计采用ARM公司的STM32F103CBT6作为主控芯片；采用ST188光电传感器作为脉搏采集器；采用OLED显示屏来显示实时心率状况；采用LM358运算放大器对采集到的微弱信号进行放大整形；采用蜂鸣器作为报警装置提醒受检者。
本设计可以使用按键作为输入来控制心率上限下限值作为报警依据，采用USB接口进行供电，只需受检者将手指放于光电传感器上就可进行检测，使用方便，操作简单相信可以为广大人群带来方便与健康。
而且该系统测量精度准确到了2次/分。
关键词：光电传感器,心率检测,STM32F103CBT6,运算放大器1 绪论本系统采用的传感器是光电传感器,在有脉搏感应的时候透光性差,没有脉搏感应时透光性比较强,通过将光信号转化为电信号,从而作为脉搏检测的凭仗。
通过对脉搏信号的检测,可以对人体的身体机能情况进行预估,脉搏检测仪通常被广泛用于医疗中心和医院，但本设计外观小巧可以在各种地方使用。
本系统在受检者检测的同时可以通过显示模块与LED灯来查看脉搏状况，当然显示屏会更直观。
键模块还可以用于设置脉冲的上限和下限时间。
测定值超过设定值范围时，驱动蜂鸣器发出警报。
根据古代到现在的中国的脉冲条件来判断人体功能信息的一部分，是一般的科学方法。
本系统以ARM公司的STM32F103CBT6为主控芯片、以ST188光电传感器作为脉搏检测器、以单片机内部定时器作为时间依据、以LCD1602为显示模块、以蜂鸣器为报警模块。
基于单片机的心率监控系统
《微机式医学仪器设计》课程论文基于单片机的心率监控系统设计班级学号：姓名：生物医学工程2013年12月摘要心率是指单位时间内心脏跳动的次数,一般指每分钟的心跳次数,是临床常规检查的生理指标。
心率监测系统在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。
在医学上，通过测量人的心率，便可初步判断人的健康状况。
本课题设计完成了一个基于51单片机的心率监测系统。
系统以AT89C51单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，利用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管感应心跳脉冲，单片机通过脉冲累加得到心脏跳动次数，在数码管上显示心跳次数和时间。
系统实现了心率的实时监测与显示、定时测量以及报警提醒等功能。
实验结果表明，系统工作正常，测量灵敏度高，实现了设计功能。
关键词：心率监测；A T89C51单片机；光电传感器AbstractHeart rate generally refers to the number of heart beats per minute. It is one of the physiological indexes in clinical routine examination. The heart rate monitoring system has been widely used in our daily life. In medicine, it can preliminarily determine the health status by measuring heart rate. This paper proposes a new system based on a single-chip microcomputer and two sensors of an infrared light emitting diode and a photo transistor. The sensors detect heart beating and the single-chip microcomputer gets the frequency by accumulating the times of heart beating. The time is obtained by the inner timer of the single-chip microcomputer. This system can not only display the heart rate, the test time online, but also give alarming as a reminding when the heart rate is not normal. The test result shows that the system works well with high sensitivity and short delay. It has realized the functions of design.Keywords:Hearting rate monitoring；AT89C51 single-chip microcomputer；Photoelectric sensor目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1选题背景和意义 (1)1.2心率监测系统的发展与应用 (1)第二章心率监测系统工作原理 (2)第三章硬件系统设计 (2)3.1光电传感器结构 (2)3.2 信号取样电路 (3)3.3信号放大电路 (4)3.4 低通放大电路 (4)3.5单片机控制电路 (6)3.6 LED显示电路 (6)3.7 报警电路 (7)3.8硬件系统原理 (7)第四章软件系统设计 (8)4.1 主程序流程 (8)4.2 中断程序流程 (9)4.3 显示程序流程 (10)第五章系统测试结果 (10)5.1 硬件调试 (10)5.2 系统测试 (11)5.3 误差分析 (11)总结与展望 (12)参考文献 (13)附录 (14)第一章概述1.1选题背景和意义心率(Heart Rate)是用来描述心跳周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次数, 它不仅是反映心脏功能强弱的重要标志，也是反映人体运动强度的生理指标。
基于单片机的红外线心率计
基于单片机的红外线心率计结题报告项目负责人：唐建祥部门：星火训练中心开放实验项目名称：基于单片机的红外线心率计参加学生及班级：05电气2班宋人权2007 年 9月 27日项目总结报告摘要:正文:1 系统设计基本原理图如下：其中单片机系统部分框架图如下：2 单元电路设计5V电源电路的原理图检测与放大电路部分原理图：单片机部分原理图：3 软件设计软件流程图如下：中断流程图如下：（1）中断TR0：TR1中断流程图：原代码如下：data1 EQU R7data2 EQU R6data3 EQU R5 ;初始化ORG 00HJMP MAIN ;跳转到主程序ORG 000BHJMP time0ORG 001BHJMP time1ORG 0050HMAIN: ;主程序SETB P1.6MOV TMOD,#11HMOV TL0,#30HMOV TH0,#0F8HMOV TL1,#0B0HMOV TH1,#3CHMOV IE,#11001010BMOV IP,#08HMOV P2,#0FFHSETB TR0PANGDUAN: ;判断开关JB P1.7,XUEHAOJMP CESHIXUEHAO: ;显示学号mov R7,#04Hmov R6,#00Hmov R5,#02HJMP PANGDUANCESHI: ; 清O所有mov R7,#00Hmov R6,#00Hmov R5,#00HMOV R4,#00HMOV R3,#00HCLR 20H.0SETB TR1;开始计数JISHU:JB P1.4,PANGDUANWAIT:JB 20H.0,STOPSETB P1.6JNB P1.4,CESHIJB P1.7,XUEHAOJNB P1.1,WAITJB P1.1,$CLR P1.6call delay1INC R7CJNE R7,#10,WAITMOV R7,#0INC R6CJNE R6,#10,WAITMOV R6,#0INC R5CJNE R5,#10,WAITMOV R5,#0JMP WAITSTOP: ; 停止程序SETB P1.6JB P1.7,XUEHAOJNB P1.4,CESHIJMP STOPtime0: ；TR0中断PUSH ACCPUSH PSWMOV TL0,#30HMOV TH0,#0F8HMOV DPTR,#TABLE ;input table address MOV A,data1 ;geweimovc A,@A+DPTRmov P0,Aclr P2.3SETB P2.4CALL DELAYMOV A,data2 ;shiweimovc A,@A+DPTRmov P0,ASETB P2.3clr P2.4CALL DELAYMOV A,data3 ;baiweimovc A,@A+DPTRmov P0,ASETB P2.4clr P2.5CALL DELAYSETB P2.5POP PSWPOP ACCRETItime1: ；TR1中断PUSH ACCPUSH PSWMOV TL1,#0B0HMOV TH1,#3CHINC R4CJNE R4,#100,OUTMOV R4,#0INC R3CJNE R3,#6,OUTSETB 20H.0CLR TR1OUT:POP PSWPOP ACCRETITABLE: ；数字表0-9DB 40H,5EH,22H,12H,1CH,11H,01H,5AH,00H,10HDELAY: ；延时程序0MOV R0,#250DJNZ R0,$RETDELAY1: ；延时程序1MOV R1,#100CC:MOV R2,#250AA:DJNZ R2,AADJNZ R1,CCOUT2:RETEND4 系统测试经过对系统的测试，基本达到设计目的系统首先通过红外感应器对人的血液波动做测试，将感应信号转变为电信号。
基于单片机的心率测试仪
摘要随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。
生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。
通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。
脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。
本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。
本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。
通过观测脉搏信号，可以对人体的健康进行检查，通常被用于保健中心和医院。
本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。
本设计以单片机为核心，由脉搏检测传感器采集脉搏信号。
经过前置放大电路、滤波电路、整形电路后得到与脉搏相关的脉冲信号。
该脉冲信号作为中断信号交由单片机进行脉长周期的计算。
然后得到每分钟的脉搏搏动次数（即心率），并在数码管上显示心率，同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。
关键词：脉搏信号，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式心率测试仪AbstractWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and computer nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words: Pulse，MCU，Photoelectric Sensor，Pulse Signal，Portable目录摘要......................................................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................................................ I I 1绪论.. (1)1.1课题设计背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3设计的主要内容 (3)2系统的总体设计方案 (4)2.1系统的总体设计 (4)2.2方案的对比和论证 (4)2.2.1脉搏检测传感器的选择 (4)2.2.2单片机的选择 (6)2.2.3显示部分的选择 (6)2.3系统各部分的最终方案 (7)3系统的硬件部分设计分析 (8)3.1单片机控制器 (8)3.1.1单片机stc89c52介绍 (8)3.1.2单片机复位电路 (11)3.1.3单片机时钟电路 (12)3.1.4数码管显示电路 (12)3.1.5报警电路 (13)3.2脉搏信号采集 (14)3.2.1光电传感器的结构及原理 (14)3.2.2信号采集电路 (15)3.3信号放大电路 (16)3.4波形整形电路 (17)3.5单片机处理电路 (17)3.6系统设计要考虑的问题 (19)3.6.1环境光对脉搏传感器测量的影响 (19)3.6.2电磁干扰对脉搏传感器的影响 (19)3.6.3测量过程中运动噪声的影响 (20)3.6.4电源不稳定导致光源供电波动带来影响 (20)4系统的软件设计 (21)4.1设计思想 (21)4.1.1主程序流程图 (22)4.2定时器中断程序流程 (23)4.3 INT中断程序流程 (23)4.4显示程序流程 (24)4.5蜂鸣器报警流程 (24)5系统仿真与调试 (26)河南城建学院本科毕业设计（论文）5.1 程序设计...........5.2 程序调试........... 6总结与展望..................................................................................................................结束语....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ......参考文献.........................................................................................................................致谢.................................................................................................................................附录A.............................................................................................. 整体硬件电路图附录B ....................................................................................................................程序IV1 绪论1.1 课题设计背景多年来，心率测试仪在心脑血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
红外心率计电子实习报告
基于单片机的红外心率计目录摘要———————————————————————————————3一、项目的设计意义————————————————————————41.1设计背景---------------------------------------------------41.2设计意义---------------------------------------------------41.3设计方案---------------------------------------------------4二、项目的设计内容————————————————————————52.1硬件的设计-------------------------------------------------52.1.1放大电路----------------------------------------------52.1.1.1原理---------------------------------------------52.1.1.2电路图-------------------------------------------52.1.2单片机电路--------------------------------------------62.1.2.1原理---------------------------------------------62.1.2.2电路图-------------------------------------------62.2软件的设计-------------------------------------------------62.2.1定时器的中断服务程序----------------------------------72.2.1.1流程图-------------------------------------------72.2.1.2源程序-------------------------------------------72.2.2 主程序------------------------------------------------82.2.2.1流程图-------------------------------------------82.2.2.2源程序-------------------------------------------92.3创新点-----------------------------------------------------11三、项目验收结果与测试——————————————————————11四、元器件清单与成本———————————————————————11摘要在社会飞速发展的今天，人们的物质文化生活得到了极大的提高，但同时多种疾病威胁着人们的生命；而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病，所以健康也被越来越多的人所重视。
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R2
1V
A
TCRT5000
R3
+
c e
B
4.5—5V 4—4.5V
+
C1
放大整形 电路
☜
光电转换电路
故障分析
⑴ 用数字万用表测量A点电压为5V（正常为1V）
故障引起原因：发射管负极未接地或损坏。 故障检测方法：断电，先检查发射管的负极与直流地 是否接通，如接通，则发射管开路，更换发射二极管。
U o 1 - ( f / fo) 2 j 1 ( f / fo) R3 Aup = (1 + ) Q 为f=0时放大倍数 C R2 + 1 1 Vcc f f Q= o p R 2R1 C1 3 - Aup ∞ + +
1 1
特点：运算放大器为同相接法，滤波器的输入阻抗 很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源。 优点：电路性能稳定，增益容易调节。 Aup Ui 电压放大倍数 A
电路设计
0.37 通带截止频率fp： f p = 2RC
C一般选小于1μF电解电容; R选几k～几十kΩ碳膜电阻
特点：二阶低通滤波电路幅频特性衰减斜率为-40dB/+倍 频，与一阶相比，其衰减斜率大一倍，滤波效果较好。
滤波电路
3）有源压控二阶滤波器
电路设计
1 当3-Aup>0，即Aup<3时，滤波 参数设计：2R1=R3//R2， Q = 2 ui 电路才能稳定工作
- ∞ +
+5V
C2
R5
IC1 +
- IC2 + +
LM741 4
∞
6
R12 10k
R13 10k
R14 3 +
8
R31
3 LM741 4 R6
+5V
C4 104
R10
+ C5 0.47uF
IC3 + 1 2 LM358 4 R15
+
∞
104
C6 0.47uF
放大滤波整形电路
电路设计
1、两级放大电路参数设计（R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 、R11 取值）;（二级总的放大倍数为3000左右） 2、请设计一个二阶低通有源滤波器，截止频率fp=10-20Hz； 运放采用358（需查阅358资料）； 3、设计一个整形、显示电路，运放采用358。 要求：整形电路输出低电平时，发光管显示，反之则不显示。 提供电阻阻值：1k、1.5k、2k、2.4k、3k、4.7k、5.6k、7.5k、 10k、15k、30k、100k、220k、300k、560k 电容容量：0.33 μF 、0.47μF
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放大滤波整形电路
来自光电 转换电路
怎样的电路
？
① 来自光电转换电路的信号很微弱（频率为0.7Hz～ 3Hz，幅度为2mV左右），必须对微弱信号进行放大，因此 需先考虑放大电路。 ② 而放大后的信号有很多干扰信号，因此需要采用 低通滤波电路：既可采用无源滤波器，也可采用有源滤波 器。 ③ 放大滤波后的信号为模拟信号，而单片机处理的 信号为数字信号，因此还需模数转换电路。
反射型光电传感器
☜
接 收 管
光电转换电路
发射管 挡 红黑 接收管
传感器检测
200kΩ 或2MΩ挡 红 黑
发射管正负极判别
俯视图
若表头显示为0.9～1.1V, 红笔接的是正极， 黑笔接的是负极。 + 若表头显示为 “1” 红笔接的是负极
接收管 eC、E极判别
若表头有几十k或几百k 的阻值显示，红表捧接 的为C极，黑表捧接的为 c E极。
+
C1
光电转换电路
故障分析
⑶ 把手指放在传感器上，用数字万用表测量B点 电压不变（正常情况下会变）
故障引起原因：红外发射二极管损坏或接收管e极未 接地或损坏。 +5V 故障检测方法：通电， R2 R3 先检查A点电压是否为1V左 TCRT5000 右，如不是，则更换发射管； B + A c 1V + 如为1V左右，则断电检查接 4.5—5V C1 收管的e极与直流地是否接 4—4.5V e 通，如接通，则接收管损坏。
红外发光二极管
+ C
光电传感器
发 射 管
E
组 成
（发射管）
光敏三极管
（接收管） 当发光二极管加上正向电压，红处发光二极管发光， 光敏三极管接收到光线，C、E间电流增大而导通。 （接收到的光线越强，电流越大） 光电传感器的红外发射管的电流在2～10mA之间时 发光强度与电流的线性最佳;红外发射的正向导通压降U 正=1.0V左右 正常使用时接收管的最大电流不超过250μA。
8 V+ 7 + 1 2 + 3 4 V6 5
8
5
8
1
4
1
4
741 内部结构图
741安装插座
741芯片
放大电路
电路设计
放大电路采用单电源反相放大电路,参见右下图。 +5V R7 下面根据运算放大器的特点推
导放大电路的放大倍数：取R5=R6 由虚短可以得出:
VCC U 2 U3 2.5V 2
B K 123 78XX稳压条件：输入1脚与输出3脚的电压压差 78XX引脚 大于2V以上,但不能超过20V。 排列图 普通的塑料封装输出电流为1.5A,金属封装的为5A。
当JK之间加入+(8～13)V电压，UAB=5V 当JK之间加入-(8～13V)电压，UAB=0V
直流电源电路
安装调试
⑴ 电路装配完成后,根据电路检查安装是否正确; 链接
掌握电路板布局规范、整机电路安装调试 培养学生工程实践能力，利用所学理论知识 分析、排除调试过程中所遇到的问题
基于单片机心率计
序号
1
2
教学内容
学时安排
0.5
0.5
教学内容
直流电源电路原理及安装调试
光电转换电路原理及安装调试
3
4
放大滤波整形电路原理及安装调试
单片机控制电路原理及安装调试
2
2
⑵ 如正确，电路通电,发光管发光。调节J、K之间的 电压（8-13V变化），用数字万用表DC20V挡测量A、B之间 的电压应为+5V不变。把测量的电压填入教材250表B8中。
+ J 1N4007 1 7805 2 3 +
220uF
A + 1k 5V 104 B
8–13V -
K
直流电源电路
⑴ 电路通电后，发光管不亮。
⑵ 用数字万用表测量A点电压为0V（正常为1V）
故障引起原因:发射管 的正极与R2一端或R2的一端 +5V R2 与5V未接通。 故障检测方法：断电，先 1V 检查发射管的正极与R2、R2与 5V是否接通，如接通，则发射 管击穿，更换发射二极管。
R3
TCRT5000
A
+
c e
B
4.5—5V 4—4.5V
放大滤波整形电路
工作原理
对来自光电转换电路的信号进行放大（第一、二级 放大倍数=？），再通过二阶低通滤波电路滤取干扰信号， 在IC3的1脚输出与心率对应的方波信号，各级测试点电压 波形参见下图。
+5V
第一级放大电路 C1 10uF R4 + R7 2 7 第二级放大电路 R11 C3 10uF R8 6 + R9 7 2 3 二阶低通滤波电路 整形电路
光电转换电路
安装调试
① 在实验板上完成元器件及短路线的安装; 链接 ② 根据电路图检查电路是否安装正确; ③ 如正确，加入5V电压，用示波器测量光电传感器 接收管c极的波形，应为幅度为5V左右的一条直线。用手 指触摸传感器，这条直线会明显向下移动。用数字万用表 测量A点电压为1V左右。把测量结果填入教材250页表B8中
R6
R10
放大滤波整形电路
安装调试
① 在实验板上完成元器件及短路线的安装。链接 ② 根据电路图检查电路是否安装正确。 ③ 如正确，加入8-13V电压，用数字万用表DC20V挡 测量IC1、IC2集成电路插座的第7脚与第4脚之间的电压为 5V，第3脚电压为2.5V左右，IC3集成电路插座的第8脚、4 脚电压为5V，2脚电压为3V左右，把以上6个数据记录在教 材250页表B8的中。 ④ 断电，将两片LM741及一片LM358按照正确的方向 插到芯片插座上。通入8-13V电压,把手指放在传感器上， 正常情况下发光管V7（需设计）会随着心率变化而闪烁。 ⑤ 把手指放在传感器上, 发光管V7会闪烁。用LCD示 波器2V/500ms挡测量IC1的第6脚、IC2第6脚、IC3第3脚、 第1脚电压波形,并把测量波形画在教材250页表B8中。 返回
放大电路
电路设计
来自光电转换电路的信号很微弱（幅度为2mV左右,频 率为0.7Hz～3Hz），而计数器处理的信号为5V左右，因此 需放大3000倍左右，通常采用运放进行放大，常用于前置 放大器的的:μA741、LF347（低精度）、OP-27（中精 度）、ICL7650（高精度）等，下图为741的电路结构图。
ui C1 I1 +5V
C2 104
R4
I2
7 6
R5
∞ 2 IC1 + 2.5V LM741 + 3
4 R6
uo
由虚断可以得出:I1=I2
Ui U 2 - U。 而I1 = ，I 2 = 放大电路参数设计： R4 R7 2
R7 推存运算放大电路的电压放大倍数小于 ，要把信号 放大倍数 100 Auf = Vcc R7 可以推导出 ：U o = - Ui 放大 3000倍，需采用二级放大电路， R4的取值范围：R 1k 4～