基于单片机红外线心率计装调实训
基于51单片机的心率计设计
基于51单片机的心率计设计一、引言心率是人体健康状况的一个重要指标，测量心率对于预防心血管疾病和监控身体健康非常重要。
本文将介绍基于51单片机的心率计的设计。
二、硬件设计1. 传感器心率计的核心是心率传感器，用于检测心脏的跳动并转化为电信号。
常见的心率传感器有光电传感器和压电传感器。
本设计选用光电传感器，通过红外光发射二极管和光敏二极管组成，以非侵入性的方式测量心率。
2. 信号放大与滤波电路由于心率信号较小，需要经过放大与滤波电路进行信号处理。
设计中使用运放对信号进行放大，并通过带通滤波器滤除杂散信号。
3. 数模转换放大滤波后的心率信号是模拟信号，需要通过模数转换器（ADC）将其转换为数字信号，以便后续处理和显示。
4. 显示屏心率计的设计中需要一个合适的显示屏来显示测量出的心率数值。
常见的显示屏有LCD液晶屏和LED数码管。
5. 51单片机本设计使用51单片机作为控制核心，负责对信号的采集、处理和显示。
51单片机具有成熟的开发环境和丰富的外设资源，非常适合嵌入式系统的设计。
三、软件设计1. 信号采集通过51单片机的IO口连接传感器，定时采集传感器输出的心率信号，并将其转换为数字信号。
2. 信号处理通过软件算法对采集到的心率信号进行滤波和处理，去除噪声和干扰，提取出准确的心率数值。
3. 心率计算根据心率信号的特征，设计一个合适的算法对心率进行计算。
常用的算法有峰值检测法和自相关法等。
4. 数据显示将计算得到的心率数值通过LCD屏或数码管显示出来，以便用户直观地了解自己的心率状况。
四、实验结果与讨论经过实验验证，基于51单片机的心率计设计能够准确地测量心率，并将心率数值显示在屏幕上。
通过与商用心率计的比对，结果显示该设计具有较高的准确性和稳定性。
五、应用前景基于51单片机的心率计设计可以应用于医疗领域、体育训练和健康监控等方面。
例如，可以将心率计嵌入健康手环中，实时监测用户的心率状况，并提醒用户进行适当的运动。
基于单片机的心率计设计2
目录摘要 (3)英文摘要 (3)1 引言 (4)1.1 心率计的研究背景和意义 (4)1.2 心率计的研究现状及发展动态 (4)2 方案论证及元器件选择 (5)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)2.2.3 单片机系统选择和论证 (8)2.2.4 显示模块选择和论证 (9)2.3元器件选择及其功能介绍 (9)2.3.1单片机AT89S52 (9)2.3.2红外传感器 (11)2.3.3双运算放大器LM358N (11)2.3.4 LCD12864 (12)3 硬件系统设计 (13)3.1 系统设计框图 (13)3.2 信号采集电路 (14)3.3 信号放大电路 (15)3.3.1一级信号放大电路 (15)3.3.2 电源模块设计 (16)3.4 信号比较电路 (17)3.5 LCD显示电路 (18)3.6 记忆电路 (18)3.7 键盘电路 (19)4 软件设计 (19)4.1 测量计算原理 (20)4.2 主程序流程图 (20)4.3 中断程序流程图 (21)4.4 定时器T0，T1的中断服务程序 (21)5 系统测试与结果分析 (22)5.1 测试方法和仪器 (22)5.2 仿真与焊接阶段 (23)5.2.1 仿真阶段 (23)5.2.2 焊接与完成阶段 (23)5.3 测试数据与结果分析 (25)5.3.1测量结果与分析 (25)5.3.2几种主要系统干扰和影响 (27)结束语 (28)参考文献 (29)附录一：心率计电路图附录二：部分程序基于单片机的心率计设计摘要：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。
本设计要解决的问题就是可以测量心率、预防心脏病等心脏方面疾病的数字心率计。
基于单片机的心率检测系统设计
基于单片机的心率检测系统设计摘要：系统以STC89C52单片机为核心，以光电传感器为基础，利用单片机系统内部的定时器来计算时间，由光电传感器感应产生信号，单片机通过对信号进行累积，从而获得脉搏跳动的数量，而时间则是由定时器定时而得。
在本装置的操作过程中，可以观测到指示器的闪动，如果闪动一致，则表示所测数据是正确的。
当系统停机后，仍可显示出脉冲总数及脉冲时刻。
经过试验，该系统性能良好，满足了设计的需要。
关键词：单片机；心率检测；传感器1 引言国内外已经出现了很多基于单片机的心率检测系统。
这些系统通常采用传感器来测量心率，并将数据输入到单片机中进行处理和分析。
在国内，一些大型医疗设备公司和高校都在开展相关研究；在国外，像美国、欧洲、日本等国家的科研机构和企业也在积极研发和应用此类系统。
该技术广泛应用于健康管理、运动监测、医疗诊断等领域。
2控制系统程序框图该系统中设计了单片机控制以及按键模块，为了更好地观察数据，设计了显示模块，并且使用传感器模块采集数据。
如果心率不在预设的范围以内，设计的报警模块就会发出警报，总体控制框架设计如图1所示。
图1 控制系统总体框图2 系统硬件电路设计硬件电路在考虑设计一款产品的时候，第一步设计的部分。
是整个产品的主要部分。
设计本文的硬件电路部分，要严格按照系统的整体功能需求与各个模块的功能需求。
将STC89C52设置成整体的调控中心，STC89C52具有运算能力强，功耗低的特点。
硬件电路的其他部分包含：显示、电源、传感器模块、LED灯模块。
利用传感器感知外界信息，单片机进行数据处理完成电路主体功能。
2.1 主芯片供电电路为了保证电路的稳定工作，需要设计一个合适的供电电路。
该系统采用了BL8563系列。
该产品的功率不高，输出的电压是正。
该芯片将电压维持到 3.3V，然后进行输出。
主控芯片供电电路图如图2所示。
图2 主控芯片供电电路图2.2 显示电路在考虑显示器部分的时候，选择的型号有不同的模式。
基于单片机的心率计设计论文
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 deal 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 (34)附录 (35)前言心率是指单位时间心脏搏动的次数，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。
基于单片机红外线心率计装调实训
放大滤波整形电路
电路组成
放大滤波整形电路由两级放大电路,二阶RC低通滤波电路 及整形(A/D转换）电路组成，如下图所示。
+5V
放放放放放放放 R7 放放放放放放放 R11 放放放放放放放放 放放放放 V7 R14 R31 2k 8 1k 3 + ∞ 1 IC3 + 2 LM358 R15 3k 4
+5V
R2 1k R3 10kTCRT5ຫໍສະໝຸດ 001V+
c e
4.5—5V 4—4.5V
+
C1
放大整形 电路
☜
光电转换电路
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） 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。 ⑵ 用数字万用表测量A点电压为0V（正常为1V）。 断电，先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。 ⑶ 把手放在传感器上， +5V 用数字万用表测量A点电 R2 R3 1k 10k TCRT5000 压为1V，B点电压5V不变 B + A c 断电，先检查接收管的E 1V + 4.5—5V C1 极与直流地是否接通，如接 4—4.5V e 通，则接收管损坏。
R + R + C C
u1
-
u2
-
放大滤波整形电路
滤波电路
U 1 2 H ( j ) = = =| H ( j ) | ∠ ( ) 2 2 2 U1 1 - R C + j3RC
(1)
H ( j ) =
1 (1 - R C ) + 9 R C
2 2 2 2 2 2 2
基于51单片机的心率计设计
基于51单片机的心率计设计一、引言心率是反映心脏功能的重要指标之一，对于人体健康的监测具有重要意义。
本文将介绍一种基于51单片机的心率计设计方案，通过测量心电信号来实时监测心率变化，并将结果显示在液晶屏上。
二、硬件设计1. 传感器选择心电信号的采集是心率计设计的关键，常用的传感器有心电图传感器和心率带。
本设计选择心电图传感器作为采集装置，它能够直接测量心脏电活动，并将信号转化为模拟电压。
2. 信号放大与滤波由于心电信号较弱且容易受到干扰，需要对信号进行放大和滤波处理。
可以采用运算放大器进行信号放大，并通过滤波电路去除高频干扰和基线漂移。
3. 信号采样与转换经过放大和滤波处理的心电信号需要进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号以便单片机处理。
可以选择12位的AD转换器进行采样，并通过SPI接口与单片机进行通信。
4. 单片机控制与显示选取51单片机作为控制核心，通过编程实现信号的采集、处理和显示功能。
使用GPIO口与AD转换器和液晶屏连接，通过串口通信实现与电脑的数据传输。
三、软件设计1. 信号采集与处理通过单片机的GPIO口实现对AD转换器的控制，进行心电信号的采集。
同时，通过软件滤波算法对信号进行滤波处理，去除噪声和干扰。
2. 心率计算心率的计算可以通过测量心跳的时间间隔来实现。
在信号处理过程中，可以设置一个阈值，当信号超过该阈值时，计数器加一。
根据连续心跳的次数和采样频率，可以计算出心率的值。
3. 数据显示与存储通过液晶屏显示心率的实时数值，并提供用户界面操作。
同时，可以通过串口将数据传输到电脑进行进一步的分析和存储。
四、实验结果与讨论本设计基于51单片机成功实现了心率计的功能。
通过实验验证，心率计能够准确地测量心率，并实时显示在液晶屏上。
通过与商用心率计进行对比，结果表明本设计具有较高的准确性和稳定性。
五、总结与展望本文介绍了一种基于51单片机的心率计设计方案。
通过对心电信号的采集、处理和显示，实现了心率的实时监测。
中国计量学院电子实习答案(全)
在教材193页图6.22中C8两端接一个什么元件，就可起手动复位的功能第1题[单选题] 难度系数（未知）焊料的作用为A：具有良好的导电性及较低的熔点；B：具有良好的导热性及较高的熔点。
参考答案：A第2题[单选题] 难度系数（一般）教材199页图6.37中当H、I之间加入13.4V电压时，正常情况下V15、V6 A：发光、不发光；B：发光、发光；C：不发光、发光。
参考答案：A第3题[单选题] 难度系数（较难）教材199页图6.37中电机的转速由什么元件进行调整A：R5 ；B：R8；C：R7参考答案：B第4题[单选题] 难度系数（未知）有一五色环电阻器，该电阻器的第一环颜色为绿色，第二环为蓝色，第三环为黑色，第四环为红色，第五环为红色。
这个电阻的标称阻值及允许偏差为A：56000±2% ΩB：65000±1%ΩC：560±2%Ω参考答案：A用数字万用表的哪挡可以判别数码管位选（个位、十位、百位）引脚及各笔段（a、b、c、d、e、f、g）对应的引脚。
A：二极管挡；B：电阻挡；C：电压挡参考答案：A第6题[单选题] 难度系数（未知）三极管的金属外壳与三极管的什么极相连通，以便散热。
A：b极；B：c极；C：e极.参考答案：B第7题[单选题] 难度系数（一般）教材208页图6.43电路中C1起什么作用A：低频信号耦合及隔直；B：滤波；C：高频信号耦合参考答案：A第8题[单选题] 难度系数（未知）采用再流焊工艺时，SMT的工艺过程为A：点胶→贴片→固化→焊接；B：涂焊膏→贴片→焊接。
参考答案：B用数字万用表什么挡可以判断三极管的管型及基极。
A：电阻挡B：电压挡；C：二极管挡参考答案：C第10题[单选题] 难度系数（一般）教材199页图6.37电路中，D点波形与J点波形相位相差A：0°；B：180°；C：270°。
参考答案：A第11题[判断题] 难度系数（一般）变压器既可对信号的电压、电流进行变换，也可对阻抗和信号的频率进行变换正确错误参考答案：[ 正确]第12题[判断题] 难度系数（一般）教材208页图6.43中当P27、P26、P25端口输出高电平时，数码管不会发亮。
基于51单片机便携式心率测试仪的研究与设计
基于单片机的便携式心率测试仪的设计系部名称：电气与信息工程学院专业班级：测控技术与仪器082班学生姓名：李强国指导教师：胡文静职称：教授哈尔滨理工大学二○一三年七月摘要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。
为了提高心率测量仪的简便性和精确度，本设计计了一种基于51单片机的心率测量仪。
系统以AT89S51单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏跳动次数，时间由定时器定时而得。
系统运行中能显示脉搏次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数和时间,在脉搏数超过设定上下限时蜂鸣器报警。
经测试，系统工作正常，达到设计要求。
关键词：心率测量仪；AT89S51单片机；红外发光二极管；光敏三极管；蜂鸣器。
ABSTRACTHeart rate measuring instrument in our daily lives has been widely used. In order to improve the pulse measuring instrument is simple and accurate, the design method based on 51 single chip Heart rate measuring instrument. System based on the AT89S51 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and a photosensitive triode sensor three, and the use of MCU internal timer to calculate time, a photosensitive triode induction pulse three, single chip microcomputer based on pulse accumulation by pulse number, and time by the timer timer. System can display the pulse frequency and duration, the system stops running, can display the total pulse frequency and duration, the pulse number exceeds the set upper and lower limit alarm buzzer. After testing, the system is working properly, achieves the design requirements.Key words:Heart rate measuring instrument;AT89S51 single chip microcomputer;Infrared emitting diode;A three transistor;Buzzer.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (3)概述 (3)基于单片机的心率测试仪的发展与应用 (4)设计说明书内容 (5)第2章整体方案分析 (6)任务 (6)要求 (6)设计时要考虑的问题 (6)2.3.1环境光对脉搏传感器测量的影响 (6)2.3.2电磁干扰对脉搏传感器的影响 (7)2.3.3测量过程中运动噪声的影响 (7)系统基本方案 (7)2.4.1脉搏传感器部分 (7)2.4.3显示部分 (9)整体方案 (9)第3章硬件电路设计分析 (11)控制器 (11)3.1.3A T89C51的结构 (12)脉搏信号采集 (15)3.2.1光电传感器的结构及原理 (15)图透射式光电传感器图 (15)3.2.2 信号采集电路 (15)信号放大 (16)波形整形电路 (17)单片机处理电路 (18)显示电路 (19)3.6.1 LED 的综述 (20)3.6.2LED 的结构 (20)3.6.3LED数码管的显示方法 (20)本章总结 (21)第四章软件系统 (22)主程序流程： (22)定时器中断程序流程： (22)INT中断程序流程： (23)显示程序流程： (23)软件说明 (24)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (28)附录 (29)附录A STATEFLOW原理图 (29)附录B SIMULINK原理图 (30)附录C BOILER P LANT MODEL SIMULINK图 (31)附录D STATEFLOW子状态仿真图 (32)附录E STATEFLOW的模型查看器 (34)附录F STATEFLOW 的仿真结果及生成的源代码 (35)附录G英文文献翻译 (42)第1章引言概述心脑血管疾病是当今全球死亡率最高的疾病，是21世纪人类健康的头号杀手。
单片机红外遥控实训报告
一、实训目的1. 熟悉红外遥控技术的基本原理和电路设计；2. 掌握51单片机编程方法，实现红外遥控接收和发送功能；3. 学会使用外部中断和定时器，提高单片机的实时性；4. 提高动手能力和团队协作能力。
二、实训内容1. 红外遥控技术介绍2. 红外遥控电路设计3. 51单片机编程4. 红外遥控接收和发送程序设计5. 系统调试与优化三、实训原理1. 红外遥控技术介绍红外遥控是一种利用红外线进行通信的技术，通过红外发射器和接收器实现信号的传输。
红外发射器将控制信号调制到红外线载波上，红外接收器将接收到的红外线信号解调出来，得到控制信号。
2. 红外遥控电路设计红外遥控电路主要由红外发射器、红外接收器和51单片机组成。
红外发射器采用红外LED，红外接收器采用红外接收头。
红外发射器输出信号为38kHz的方波信号，红外接收头输出信号为高电平或低电平。
3. 51单片机编程51单片机编程主要包括中断编程、定时器编程和串口编程。
在本实训中，我们主要使用外部中断和定时器编程。
4. 红外遥控接收和发送程序设计红外遥控接收程序主要实现红外信号的接收和解调，将接收到的信号转换为单片机可识别的按键信号。
红外遥控发送程序主要实现按键信号的编码和发送。
5. 系统调试与优化系统调试主要包括硬件电路调试和软件程序调试。
硬件电路调试主要是检查电路连接是否正确，软件程序调试主要是检查程序逻辑是否正确，程序运行是否稳定。
四、实训步骤1. 红外遥控电路搭建（1）根据设计要求，搭建红外遥控电路，包括红外发射器、红外接收器和51单片机；（2）检查电路连接是否正确，确保电路功能正常。
2. 红外遥控接收程序设计（1）编写红外接收程序，实现红外信号的接收和解调；（2）将接收到的信号转换为单片机可识别的按键信号。
3. 红外遥控发送程序设计（1）编写红外发送程序，实现按键信号的编码和发送；（2）根据按键信号，生成相应的红外信号。
4. 系统调试与优化（1）检查程序逻辑是否正确，确保程序运行稳定；（2）检查硬件电路是否正常，确保系统功能实现。
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51单片机的心率计
基于51单片机（AT89C2051）的心率计工作原理：该作品通过红外对管检测手指血管舒张收缩情况，反应为电压的变化，经过一级无源低通滤波和三极管共射极电路放大后进入LM358双运放集成芯片，其中一级运放构成有源一阶低通放大，放大参数设置在300倍左右，另一级运放构成单限比较器，通过调整电位器设置阈值电压。
输出电平直接接入单片机P3.2（INT0）外部中断入口处，通过程序计算信号周期，从而计算测试者心率，通过诺基亚5110液晶显示出来。
以下为作品工作图：当检测信号异常，心率值超出正常范围（40----170）时显示Err错误提示：电路板为洞洞板，背面焊锡走线如下：拆除液晶5110后电路正面图如下：后来修改的电路图（手绘粗糙，大家将就看吧！）：本人QQ：769942445，欢迎大家交流。
以下为源程序（已通过测试）：#include <reg2051.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longsbit sce = P1^2; //片选sbit res = P1^3; //复位,0复位sbit dc = P1^4; //1写数据，0写指令sbit sdin = P1^5; //数据sbit sclk = P1^6; //时钟sbit key =P1^0;bit flag;uchar count,count1;uint time;uchar dis[3];//6*16字符unsigned char code shuzi[]={/*-- 文字: 0 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0xF8,0x04,0x04,0x04,0xF8,0x00,0x01,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: 1 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x00,0x08,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x03,0x02,0x00,0x00,/*-- 文字: 2 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x18,0x84,0x44,0x24,0x18,0x00,0x03,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,/*-- 文字: 3 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x08,0x04,0x24,0x24,0xD8,0x00,0x01,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: 4 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x40,0xB0,0x88,0xFC,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x02,0x00,/*-- 文字: 5 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x3C,0x24,0x24,0x24,0xC4,0x00,0x01,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: 6 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0xF8,0x24,0x24,0x2C,0xC0,0x00,0x01,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: 7 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x0C,0x04,0xE4,0x1C,0x04,0x00,0x00,0x00,0x03,0x00,0x00,0x00,/*-- 文字: 8 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0xD8,0x24,0x24,0x24,0xD8,0x00,0x01,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: 9 --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x38,0x44,0x44,0x44,0xF8,0x00,0x00,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,/*-- 文字: E --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x04,0xFC,0x24,0x74,0x0C,0x00,0x02,0x03,0x02,0x02,0x03,0x00,/*-- 文字: r --*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=6x12 --*/ /*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=6x16 --*/0x20,0xE0,0x40,0x20,0x20,0x00,0x02,0x03,0x02,0x00,0x00,0x00,};unsigned char code hanzi[]={/*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x00,0x00,0x7C,0x55,0x56,0xFC,0x56,0x55,0x54,0x7C,0x00,0x00,0x21,0x21,0x21,0x21, 0x21,0x27,0x21,0x21,0x21,0x21,0x21,0x00,/*-- 文字: 片--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x00,0x00,0xFF,0x48,0x48,0x48,0x4F,0xC8,0x08,0x08,0x08,0x00,0x24,0x22,0x21,0x20, 0x20,0x20,0x20,0x27,0x20,0x20,0x20,0x00,/*-- 文字: 机--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x84,0x64,0xFF,0x24,0x44,0xFE,0x02,0x02,0xFF,0x02,0x00,0x00,0x21,0x20,0x27,0x24, 0x22,0x21,0x20,0x20,0x27,0x24,0x27,0x00,/*-- 文字: 实--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x88,0x86,0xA2,0xCA,0x92,0x83,0xFA,0x82,0x82,0x8A,0x86,0x00,0x20,0x24,0x24,0x24, 0x22,0x21,0x20,0x21,0x22,0x24,0x20,0x00,/*-- 文字: 验--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x21,0x3D,0xA1,0xFF,0x10,0xC8,0x14,0xD3,0x14,0xC8,0x10,0x00,0x21,0x25,0x24,0x23, 0x24,0x25,0x24,0x25,0x26,0x25,0x24,0x20,/*-- 文字: 心--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x80,0x70,0x00,0xFC,0x00,0x01,0x0E,0x00,0x80,0x30,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07, 0x04,0x04,0x04,0x04,0x07,0x00,0x00,0x00,/*-- 文字: 率--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x42,0x46,0x2A,0x52,0x6A,0xD7,0x6A,0x52,0x2A,0x46,0x02,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01, 0x01,0x07,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x00,/*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x10,0xF1,0x02,0x00,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x10,0x00,0x00,0x07,0x02,0x01, 0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,/*-- 文字: ：--*//*-- Trebuchet MS9; 此字体下对应的点阵为：宽x高=12x12 --*//*-- 高度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=12x16 --*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x8C,0x8C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,};void delayms(unsigned int ii)//1ms延时函数{unsigned int i,x;for (x=0;x<ii;x++){for (i=0;i<100;i++);}}/*--------------------------------------------LCD_write_byte: 使用SPI接口写数据到LCD输入参数：dt：写入的数据；command ：写数据/命令选择；编写日期：20080918----------------------------------------------*/void LCD_write_byte(unsigned char dt, unsigned char command){unsigned char i;sce=0;dc=command;for(i=0;i<8;i++){if(dt&0x80)sdin=1;elsesdin=0;dt=dt<<1;sclk=0;sclk=1;}dc=1;sce=1;sdin=1;}/*---------------------------------------LCD_init: 3310LCD初始化编写日期：20080918----------------------------------------- */void LCD_init(void){res=0;delayms(10);res=1;LCD_write_byte(0x21,0);//初始化Lcd,功能设定使用扩充指令LCD_write_byte(0xC6,0);//设定液晶偏置电压LCD_write_byte(0x06,0);//温度校正LCD_write_byte(0x13,0);;//1:48LCD_write_byte(0x20,0);//使用基本指令LCD_write_byte(0x0C,0);//设定显示模式，正常显示}/*-------------------------------------------LCD_set_XY: 设置LCD坐标函数输入参数：X：0－83 Y：0－5编写日期：20080918---------------------------------------------*/void LCD_set_XY(unsigned char X, unsigned char Y){LCD_write_byte(0x40 | Y, 0);// columnLCD_write_byte(0x80 | X, 0);// row}/*------------------------------------------LCD_clear: LCD清屏函数编写日期：20080918--------------------------------------------*/void LCD_clear(void){unsigned char t;unsigned char k;LCD_set_XY(0,0);for(t=0;t<6;t++){for(k=0;k<84;k++){LCD_write_byte(0x00,1);}}}/*---------------------------------------------LCD_write_shu: 显示6（宽）*16（高）点阵列数字字母符号等半角类输入参数：c：显示的字符；编写日期：20080918-----------------------------------------------*/void LCD_write_shu(unsigned char row, unsigned char page,unsigned char c) //row:列page:页dd:字符{unsigned char i;LCD_set_XY(row*6, page);// 列，页for(i=0; i<6;i++){LCD_write_byte(shuzi[c*12+i],1);}LCD_set_XY(row*6, page+1);// 列，页for(i=6; i<12;i++){LCD_write_byte(shuzi[c*12+i],1);}}/*---------------------------------------------LCD_write_hanzi: 显示12（宽）*16（高）点阵列汉字等半角类输入参数：c：显示的字符；编写日期：20080918-----------------------------------------------*/void LCD_write_hanzi(unsigned char row, unsigned char page,unsigned char c) //row:列page:页dd:字符{unsigned char i;LCD_set_XY(row*6, page);// 列，页for(i=0; i<12;i++){LCD_write_byte(hanzi[c*24+i],1);}LCD_set_XY(row*6, page+1);// 列，页for(i=12; i<24;i++){LCD_write_byte(hanzi[c*24+i],1);}}void init(){ TMOD=0x01;TH0=0;TL0=0;ET0=1;EX0=1;EA=1;IT0=1; //指定外部中断0下降沿触发，INT0 (P3.2) TR0=1;}void time0()interrupt 1{ count1++;}void main(void){unsigned char k;a2: key=1;sce=0;res=0;for(k=0;k<250;k++);res=1;init();LCD_init(); //初始化LCD模块LCD_clear(); //清屏幕LCD_write_hanzi(2,0,0);LCD_write_hanzi(4,0,1);LCD_write_hanzi(6,0,2);LCD_write_hanzi(8,0,3);LCD_write_hanzi(10,0,4);LCD_write_hanzi(4,2,5);LCD_write_hanzi(6,2,6);LCD_write_hanzi(8,2,7);LCD_write_hanzi(0,4,5);LCD_write_hanzi(2,4,6);LCD_write_hanzi(4,4,8);while(1){ LCD_write_shu(6,4,dis[0]);LCD_write_shu(7,4,dis[1]);LCD_write_shu(8,4,dis[2]);if(!key) goto a2;if((count1>23)&&flag) //23*65536ms=1.5s 对应心率40最低{ dis[0]=10;dis[1]=11;dis[2]=11;flag=0;}delayms(10);}}void int0()interrupt 0{ if(flag){ TR0=0;time=(uint)(60000000/(float)((ulong)count1*65535+TH0*256+TL0)+0.5);if((time<40)||(time>170)){ dis[0]=10;dis[1]=11;dis[2]=11;}else{ dis[0]=(uchar)(time/100);dis[1]=(uchar)(time%100/10);dis[2]=(uchar)(time%10);}flag=0;TR0=1;}else{ flag=1;count1=0;TH0=0;TL0=0;}}。
心率计单片机
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：星火工程训练中心项目名称：基于单片机的红外线心率计设计与制作参加学生及班级：许富强05电气2班2007年9月24日项目总结报告摘要:分析单片机的红外心率计原理，根据其原理设计其电路模型。
进行电路布局；设计其PCB 电路板并制板；硬件的安装与调试；软件编程（单片机汇编语言）；系统调试。
正文:1 系统设计基于单片机的红外线心率计，依靠红外线传感器检测人体的血液脉动，把人体的心率信号转换成微弱的电信号，通过放大、整形、滤波电路把得到电信号转换为脉冲信号，并采集单片机做系统控制、指示、定时、脉冲计数、译码等功能。
其原理框图如下：图1 红外心率计原理框图其中单片机系统部分框图如下：图2 心率计单片机系统电路框图2 单元电路设计 电源电路：U1图3 电源电路通过LM7805CT稳压心片输出5V电压，为后续电路提供电源信号。
红外线传感器电路：图4 红外线传感器电路通过红外线传感器采集到人体的血液脉动，把人体的心率信号转换成微弱的电信号通过C1滤波后输出。
两级线形放大电路：图5 两级线形放大电路采用两极反向线性放大电路，输入的微弱的电信号放大100倍后输给滤波电路。
两阶低通滤波电路：图6两阶低通滤波电路通过两阶低通滤波电路，滤去一些干扰信号后，输入到比较电路，进行波形整形。
整形电路：图7 整形电路利用放大器的非线性应用，连成比较器，将输入的信号与基准电压比较后，输出标准的方波。
做为单片机电路的输入信号。
心率计单片机系统电路：图8 心率计单片机系统电路此电路主要输入的人体的心率信号进行计数，显示。
以及开关的控制、指示灯显示。
通过三位数码管动态显示心跳次数以及60秒后心跳的总数，等记录后，等待下一位测试。
设计完电路原理图后，就是对元器件进行布局，设计印刷电路板，以及之后的元器件的安装与硬件的调试。
3 软件设计单片机主程序流程图：图9 单片机主程序流程图T0中断程序流程图：图10 T0中断程序流程图T1中断程序流程图：图11 T1中断程序流程图单片机主程序代码：GEWEI EQU R4 ;单片机初始化SHIWEI EQU R5 ;个位显示缓冲区BAIWEI EQU R6 ;十位显示缓冲区TIME EQU R7 ;定时单位累加值MIAO EQU R1 ;秒数累加值FEN BIT 20H.0 ;60秒标志值KEY1 BIT P3.6KEY2 BIT P1.6DENG BIT P1.7 ;指示状态XINHAO BIT P1.3 ;信号CLR FEN ;定时标志初始化全置零MOV TIME, #00HMOV MIAO, #00HORG 0HJMP MAINORG 000BHLJMP BRT0ORG 001BHLJMP BRT1MAIN:MOV TMOD, #10H ;T1工作方式为1,T0工作方式为0MOV TH1, #3CH ;T1100ms中断MOV TH0, #10H ;T03ms中断MOV TL1, #0B0HMOV TL0, #60HMOV IE, #10001010B ;开放中断T0和T1MOV IP, #08H ;T1中断优先MOV SP, #70HSETB TR0XUEHAO: JNB KEY2, QINGLING ;KEY2置于右端显示学号MOV GEWEI, #9 ;显示学号MOV SHIWEI, #1MOV BAIWEI, #2QINGLING: ;清零JB KEY2, XUEHAO ;KEY2置于左端清零CLR DENGMOV GEWEI, #0MOV SHIWEI, #0MOV BAIWEI, #0LOOP2: JB KEY1, XUEHAO ;判断是否开始测试，否者继续等待始指示灯灭LCALL DELAY2 ;开关延时判断JB KEY1, LOOP2SETB DENGCLR FENSETB TR1CESHI: JNB XINHAO, $LCALL DELAY2 ;信号延时判断LCALL DELAY2 ;信号延时判断JNB XINHAO, CESHICLR DENGJB XINHAO, $SETB DENGJB FEN, KILLOUT ;判断60秒标志位，为一跳转GEI: ;计数程序片断CJNE GEWEI, #9,JIAG ;个位已经为9，顺序执行（十位加一，个位清零）SHI: MOV GEWEI, #00HCJNE SHIWEI, #9,JIAS ;十位已经为9，顺序执行（百位加一，十位清零）BAI: MOV SHIWEI, #00HINC BAIWEILJMP CESHIJIAG: INC GEWEILJMP CESHIJIAS: INC SHIWEILJMP CESHIKILLOUT:SETB DENGJNB KEY2, $ ;低电平等待记录数据LJMP XUEHAO ;跳转回学号显示，等待下一位测试者BRT0: ;T0中断服务程序PUSH ACCPUSH PSWMOV TH0, #10HMOV TL0, #60HMOV DPTR, #TABLMOV A, GEWEI ;把个位值赋给AMOVC A, @A+DPTRMOV P2, #01111111B ;使能个位显示数码管MOV P0, ALCALL DELAY1MOV A, SHIWEI ;把十位值赋给AMOVC A, @A+DPTRMOV P2, #10111111B ;使能十位显示数码管MOV P0, ALCALL DELAY1MOV A, BAIWEI ;把百位值赋给AMOVC A, @A+DPTRMOV P2, #11011111B ;使能个位显示数码管MOV P0, ALCALL DELAY1SETB P2.5POP PSWPOP ACCRETIBRT1: ;T1中断服务程序PUSH ACCPUSH PSWMOV TH1, #3CHMOV TL1, #0B0HINC TIMECJNE TIME, #20,OUT ;TIME到20了吗？没到跳转MOV TIME, #00HINC MIAOCJNE MIAO, #60,OUT ;TIME到60了吗？没到跳转MOV MIAO, #00HSETB FENCLR TR1OUT: POP PSWPOP ACCRETITABL: DB 40H,79H,24H ;0-9显示表DB 30H,19H,12HDB 02H,78H,00HDB 10HDELAY1: ;延时子程序1:1ms延时MOV R3, #20DLY1: MOV R2, #25DLY2: DJNZ R2, DLY2DJNZ R3, DLY1RETDELAY2: ;延时子程序2:10ms延时MOV 21H, #50DLY3: MOV 22H, #100DLY4: DJNZ 22H, DLY4DJNZ 21H, DLY3RETEND4 系统测试系统工作流程:首先，将拉拨开关处于“右端”，再给系统上电，上电后三位数码管显示学号“219”。
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51单片机的心率计设计
基于51单片机的心率计设计心率计是一种用于测量人体心率的设备，以帮助人们掌握自己的健康状况。
本文将介绍基于51单片机的心率计的设计思路和实现方法。
首先，我们需要了解心率的原理和测量方法。
心率是指心脏在单位时间内跳动的次数，用每分钟跳动次数表示。
常见的心率测量方法包括心电图、脉搏计和光电传感器等。
在本设计中，我们将使用光电传感器来测量心率。
光电传感器是一种通过光电效应测量光强变化的传感器。
在心率测量中，光电传感器可以用于检测人体指尖的血液流动情况，从而间接地测量心脏收缩的频率和心率。
具体实现时，我们可以将光电传感器连接到51单片机的输入引脚上。
同时，我们需要使用一个合适的光源，如红外线发光二极管，以提供光线来照射到指尖。
当心脏收缩时，血液的流动速度会增加，导致光线的吸收量发生变化。
通过检测光电传感器输出的电压信号的变化，我们可以得到心率的测量结果。
在程序设计上，我们可以使用51单片机的定时器来控制心率测量的时间间隔。
通过定时器中断，在固定的时间间隔内取样光电传感器的输出，并计算心率的值。
我们可以根据光电传感器输出的模拟电压信号，使用ADC转换将其转为数字信号，然后通过一系列算法处理得到心率的结果。
此外，为了方便用户查看心率结果，我们可以连接一个LCD显示屏到51单片机的输出引脚上。
通过LCD显示屏，用户可以即时地看到自己的心率数值，并据此对自己的身体状况进行判断和调整。
总结起来，基于51单片机的心率计设计涉及硬件电路的搭建和软件程序的编写。
硬件方面，我们需要使用光电传感器、光源和LCD显示屏等元件，并将它们与51单片机连接起来。
软件方面，我们需要编写定时器中断程序、ADC转换程序和心率计算程序等。
通过这两方面的协作，我们可以实现一个简单而实用的基于51单片机的心率计。
综上所述，本设计通过光电传感器、LCD显示屏和51单片机等元件的结合，实现了一种基于51单片机的心率计。
以此为基础，我们可以进一步完善该设计，加入更多的功能和特性，以满足用户的需要。
在电子实习中引入红外线心率计教学实践(1)
1542010年第19期(总第107期)et在电子实习中引入红外线心率计教学实践朱朝霞 唐建祥 詹 雯中国计量学院 浙江杭州 310018摘 要：结合电子实习教学及培养学生工程实践能力的要求，引入红外线心率计作为电子实习制作产品，并介绍了红外线心率计的实践教学流程、教学思路及达到的教学效果。
关键词：电子实习；红外线心率计；实践教学收稿日期：2010-05-24作者简介：朱朝霞，硕士，高级实验师，教学部主任。
电子实习是我校工科专业重要的实践教学环节，学校每年都安排60个班左右学生到工程训练中心参加电子实习。
通过电子实习，使不同专业学生初步获得电子产品生产工艺的基本知识和基本操作技能，为电子技术基础课及专业课程学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力即具备：1.手工焊接及常用电子仪器操作技能；2.常用元器件的识别、测试、选用能力；3.电子产品装配、调试能力；4.印刷线路板设计制作能力；5.电路读图能力并利用电路知识，解决实际问题的能力；6.电子产品检验能力；7.编写实训报告能力；8.初步具备设计、开发电子产品的能力。
为了达到上述实践教学目的，需要选择合适的电子实习产品，使学生从产品制作中了解尽可能多的电子相关知识。
而选择合适的电子产品具备以下条件：1.趣味性较强，能引起学生的制作及学习电路知识的兴趣；2.综合性较强，电路能够涵盖常用的模拟电路、数字电路，或以单片机作为控制核心，且硬件内容应多于软件内容；3.具备一定数量的电子元器件作为焊接技术及装配、调试实践，并且能够涉及更多的技术领域。
这样既能锻炼学生硬件电路装配调试能力，又能锻炼学生软件编程技巧、芯片开发能力，提高学生系统级电路的设计水平。
而通常电子实习产品采用购买配套的元件和电路板装配,更多注重产品的焊接、装配过程而不重视产品的调试和检验,忽略对相关领域知识的了解,特别在产品的设计和开发能力上缺乏锻炼。
因此选择合适的实习制作产品就成为提高电子实习教学效果的关键。
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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TXD 串行 输出
单片机控制电路
51单片机引脚
51单片机芯片有两种封装形式，即双列直插式和方型式，其中双 列直插式封装式的芯片引脚名称和排列序如下图所示。 1) 电源引脚（2个） VCC(40脚)：接＋5V电源； GND(20脚)：接地。 2) 4个8位输入/输出端口
51单片机有P0～P3四个并行I/O口， 这四个口中只有P0口是真正的双向口， 即同时可以较强的输出高电平（上拉 电流）和低电平（灌电流）驱动能力。 P1～P3口是准双向口，即这些I/O口 的输出高电平驱动能力较弱，只能提 供较强的输出低电平驱动能力。P3口 还具有第2功能，为系统提供一些控 制信号。
原理框图
单片机 控制电路
单片机 驱动电路
1
输入+8-13V 电压
电源 电路
输出+5V电压
直流电源电路
+ J 1N4007 8–13V 1 7805 2 3 +
220uF
工作原理
A + 1k 5V
104 -
K B 78XX稳压条件：输入1脚与输出3脚的电压压差 大于2V以上,但不要超过20V。 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
8–13V K
返回
光电转换电路
工作原理
通过红外光电传感器，把手指血液脉动转变成微 弱的电信号(信号幅度为2mV,频率为0.7～3Hz）,并 将此信号送到放大电路进行放大。
+5V R2 1k + R3 TCRT5000 10k C1 10uF +
c e
放大电路
信号幅度为mV级
光电转换电路
红外发光二极管
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C、E极判别 e
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。
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; 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。
+5V
R2 1k R3 10k
TCRT5000
1V
+
c e
4.5—5V 4—4.5V
+
C1
放大整形 电路
☜
光电转换电路
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） 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。 ⑵ 用数字万用表测量A点电压为0V（正常为1V）。 断电，先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。 ⑶ 把手放在传感器上， +5V 用数字万用表测量A点电 R2 R3 1k 10k TCRT5000 压为1V，B点电压5V不变 A c B + 断电，先检查接收管的E 1V + 4.5—5V C1 极与直流地是否接通，如接 4—4.5V e 通，则接收管损坏。
+ C5 0.47uF
+ C6 0.47uF
放大滤波整形电路
两级放大电路采用单电源供电
放大电路
R4 ui C1 I1 3k R7
+5V
∞
下面根据运算放大器的特点推 导放大电路的放大倍数： +5V R5 200k 由虚短可以得出:
I2 300k 7
2 2.5V 3
+
IC1 + LM741 4
6
uo
+ C
光电传感器
发 射 管
E
组 成
（发射管）
光敏三极管
（接收管）
反射型光电传感器
☜
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。
光敏三极管接收到的光线越强，Ic电流越大
红外发光二极管的正向导通压降U正=1.0V左右
光电转换电路
发射管 挡 红黑 接收管
主要思考及解决的问题
采用什么电路把人体心率脉动变成电信号? 怎样把微弱的模拟电信号转换成幅度足够大 的数字信号？ 心率测量时间怎样进行设置? 怎样测量与心率对应的数字信号,并在数码 管上显示出来？
基于单片机心率计
掌握常用元器件在电路中应用
基本要求
掌握整机电路工作原理
掌握电路布局规范、整机电路安装调试 运用电路原理，分析、解决电路调试过程中 所遇到的问题
单片机控制电路
RST ALE EA PSEN
51单片机结构
地址/数据总线 P0 P1P2P3
总线控制逻辑
ROM
RAM
I/O 特殊功能 寄存器 SFR
CPU 时钟系统
ห้องสมุดไป่ตู้
定时器/ 计数器
中断 系统
串行接口 UART
XTAL2
XTAL1 T0 T1 时钟信号 计数信号
RXD 串行 INT0 INT1 输入
单片机控制电路
51单片机
单片机（Single Chip Microcomputer）—— 将CPU、存储器、定时/计数器、输入/输出接口 电路等计算机的主要功能部件集成在一个半导 体芯片上,形成了芯片级计算机—— 即单芯片 微型计算机，简称单片机
目前市场上的单片机种类较多，但主流产品仍 为Intel公司的MCS（Micro Computer System） 51系列，因此下面主要介绍51系列单片机。
+
C2 104
4 R6 200k
+5V
C4 104
+
4 R10 200k
+ C5 0.47uF
+ C6 0.47uF
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。 ② 根据电路图检查电路是否安装正确。 ③ 如正确，加入8-10V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8-10V电压,把手指放在传感器上，正 常情况下发光管V7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挡位测量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。
(1- R C ) + 9 R C = 2
2 C 2 2 2 2 C 2 2
1 0.3742 c = 2f C = = 2.6724 RC RC 0.3742 fc = ⑷ 2RC R取值范围为一般几k～几十kΩ 如R取10k，C的容量为0.47μF fc≈12.7Hz
放大滤波整形电路
放大滤波整形电路
滤波电路
由于来自光电转换电路的心率信号频率很低（0.7— 3Hz左右）,通过放大电路后,叠加了各种频率的干扰信 号，应设法对不必要的成份衰减到足够小,将需要的信 号提取出来,低通滤波器是解决前述问题的方法之一。
低通滤波器可分为有源、无源等，下面主要介绍无源 二阶低通滤波器（如下图）
返回
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 而放大后的信号有招很多干扰信号，因此需要低 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。
放大滤波整形电路
电路组成
放大滤波整形电路由两级放大电路,二阶RC低通滤波电路 及整形(A/D转换）电路组成，如下图所示。
+5V
第一级放大电路 R7 第二级放大电路 R11 二级低通滤波电路 整形电路 V7 R14 R31 2k 8 1k 3 + ∞ 1 IC3 + 2 LM358 R15 3k 4
+5V
第一级放大电路 第二级放大电路 R11 二阶低通滤波电路 整形电路 V7 R12 10k R13 10k R14 R31 2k 8 1k 3 + ∞ 1 IC3 + 2 LM358 R15 3k 4 R7 C1 10uF R4 200k 7 300k 7 C3 R8 3k 2 10uF 3k + ∞ 6 - ∞ 6 + 2 - IC2 + R5 IC1 + R9 200k 3 LM741 +5V 200k 3 LM741
123
78XX引脚 排列图
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 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），用数字表DC20V测量A、B之间的电压 应为+5V不变。
+ J 1N4007 1 7805 2 3 +
220uF
A + 1k 5V 104 B
单片机控制电路
3) 控制引脚(6个)
51单片机引脚
RST/VPD（9脚）:正常工作时，在该引脚应加低电平，若加两个 机器周期宽度以上的高电平，则单片机复位。 EA/VPP（31脚)：当EA接高电平，CPU执行内部4kROM中的程序； 当EA接低电平，CPU执行外部ROM中的程序； 烧写程序时，此引脚接收合适的烧写电压。 ALE/PROG(30脚):使用外部RAM时,做地址锁存信号; 烧写EPROM时,接收烧录启动信号。 PSEN(29脚):外部ROM选通信号。