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。
(完整版)基于C51单片机的脉搏测量仪毕业设计论文
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。
基于单片机的脉搏测量仪毕业论文
毕业论文基于单片机的脉搏测量仪目录摘要IAbstract II引言1第一章概述21.1选题的背景和意义21.2脉搏测量仪的发展与应用3第二章脉搏测量仪系统结构62.1光电脉搏测量仪的结构62.2工作原理72.3光电脉搏测量仪的特点8第三章硬件系统83.1控制器83.1.1 AT89S52 简介83.1.2 AT89S52 的特点83.1.3 AT89S52 的结构93.1.3电源电路123.1.4时钟电路123.1.5 复位电路133.2脉搏信号采集143.2.1光电传感器的原理143.2.2光电传感器的结构153.2.3 光电传感器检测原理153.2.4信号采集电路163.3信号放大173.3.1 放大电路193.4波形整形电路203.5单片机处理电路213.6显示电路22第四章软件系统244.1主程序流程244.2INT中断程序流程254.3显示程序流程264.4软件说明27第五章抗干扰措施与使用方法285.1抗干扰措施285.1.1环境光对脉搏传感器测量的影响285.1.2电磁干扰对脉搏传感器的影响285.1.3 测量过程中运动噪声的影响295.2测量仪使用方法29第六章系统调试316.1系统调试316.2系统检验326.3误差分析33参考文献37致38附录A39附录B46附录C47基于单片机的脉搏测量仪设计摘要：脉搏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单片机的脉搏测量仪。
系统以AT89S52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。
经测试，系统工作正常，达到设计要求。
关键词：脉搏测量仪；AT89S52单片机；光电传感器Design of Pulse Measuring System Based On MCS-51 MCU Abstract: Pulse measuring instrument has been widely used in our daily life. In order to increase its simplicity and accuracy, this subject designs one system based on single-chip microcomputer and infrared light emitting diode and photo transistor as sensors, and calculates time with the inner timer. The sensor produces pulse and the single-chip microcomputer gets the frequency by accumulating the pulses, and the timer obtains the time. The system could display the frequency and time of the pulse during operation. It can also shows the total number when it stops. After testing, the system works well and meets the design requirements. Keywords: Pulse Measurement; MSC; Photoelectric Sensor引言随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，而其中关键是对脉搏传感器的研究。
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。
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现随着健康意识的普及和人们对身体健康的关注度的提高，人体脉搏测量仪成为了一款非常受欢迎的健康监测设备。
本文将基于单片机设计与实现一款人体脉搏测量仪。
首先，我们需要了解什么是脉搏。
脉搏是人体心脏搏动时，由于动脉中的血液被心脏排出而引起的动脉的周期性扩张和收缩的现象。
测量脉搏可以了解人体的心脏系统是否正常工作，并作为一种辅助诊断工具。
我们的设计将使用单片机作为测量仪的主要控制器。
单片机的选择可以根据实际需求来确定，一般使用中小型的单片机即可满足要求。
其次，我们需要选择合适的传感器来测量脉搏。
脉搏传感器一般通过与人体的皮肤接触来测量脉搏。
一种常用的传感器是光电传感器，可以通过测量人体皮肤上血液流动时的光变化来获得脉搏数据。
此外，还可以使用压力传感器或者加速度传感器等其他传感器来测量脉搏。
接下来，我们需要设计电路来连接传感器和单片机。
首先，将传感器与适当的电路连接，以便能够将传感器的输出信号转换为电压或者数字信号。
然后，将电路与单片机连接，以便能够将传感器输出的数据输入到单片机中进行处理。
在单片机端的软件设计中，我们首先需要初始化单片机的相关设置，例如时钟频率、IO口模式等。
然后，在主循环中，我们可以获取传感器输出的数据，并将其转换为合适的脉搏数值。
最后，可以通过显示设备（如LCD）显示脉搏数值，并可以将数据存储到存储器中，以便日后分析和查看。
此外，为了增加可操作性和用户体验，我们还可以在设计中添加一些功能和特性。
例如，可以添加一个按钮来启动脉搏测量，或者使用无线通信模块将脉搏数据发送到手机或电脑上进行分析。
总结起来，基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现具有以下步骤：选择合适的单片机；选择合适的传感器；设计连接传感器和单片机的电路；进行单片机端的软件设计；添加额外的功能和特性。
需要强调的是，这只是一个基本的设计框架，实际的设计与实现过程中还需要根据具体要求进行调整和完善。
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。
基于51单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
目录1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2脉搏测量仪的研究现状 (3)1.3研究的主要内容 (4)2 脉搏测量仪的设计方案 (5)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1主控制模块 (7)3.2信号采集与处理模块设计 (8)3.2.1 ST188红外光电传感器 (8)3.2.2 双运算放大器LM358P (8)3.2.3 信号采集电路 (9)3.2.4 信号处理电路 (10)3.3显示模块 (10)3.4键盘电路模块 (11)3.5时钟电路 (11)3.6复位电路 (12)3.7报警电路 (12)3.8电源模块 (13)4 系统软件部分设计 (14)4.1主程序设计 (14)4.2中断程序 (15)4.3显示模块 (17)5 脉搏仪测试与结果分析 (20)5.1程序调试 (20)5.2脉搏测量仪原理图调试 (20)5.3脉搏测量仪在P ROTEUS的仿真 (20)5.4PCB排版布线及硬件焊接 (21)5.5测试数据与结果分析 (23)6 总结与分析 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 研究背景及意义脉象诊断已经在我国存在有几千多年历史了，就是我国传统中医必须研究的对象，由于传统医学采用的相关手段，对病人进行的病情诊断，病情的诊断会因为病人或者医者的影响，就会导致测量的准确度问题。
现代科技发展的步步提高，生命学和信息学的联系是越来越紧密了，出现了许多样式各异的脉搏测量仪器，尤其是电子式的脉搏测量仪现世，让平时在测量脉搏时很便捷了。
使诊断更加精确、治疗能够更加完善。
现如今已经有很多人慢慢认识到，在日常中绿色健康的生活方式，以及对相关疾病防治的重要性。
在检测人体脉搏信号的领域里，当今世界上已有许多的先进的知识体系，在当今医学技术里面，人体心血管健康能进行无创检测的方法和仪器不断涌现。
研究一种无害的而且实用的测量仪器，使愈来愈多的人关心自己的心血管健康状态，能够在心血管疾病的还处于轻度状态时，进行快一步的发现，而且还能够平时的生活中进行预防。
基于单片机心率脉搏检测仪设计
目录一、设计的背景和意义 (1)二、设计方案的论证和确定 (1)（一）设计要求分析 (1)（二）设计方案确定 (1)三、 设计过程 (3)（一） 设计原理 (3)（二）主要器件选型 (5)（三）硬件结构设计 (7)（四）软件控制设计 (11)四、调试过程 (20)1．仿真调试. (20)2．实物演示 (22)五、设计创意说明和总结 (25)六、参考文献 (26)七、致谢 (27)一、设计的背景和意义背景：目前脉搏测量仪在多个领域被广泛应用，除了应用于医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等，商业应用也不断拓展，如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏测量仪。
但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
脉象探头式样很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组成,脉象探头的主要原件有应变片、压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF压电薄膜等，其中以单部单点应变片式为最广泛，不过近年来正在向三部多点式方向设计[2]。
意义：近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器，这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，能够自动消除仪表自身系统的误差，测量精度高，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。
二、设计方案的论证和确定（一）设计要求分析总体由设计由STC89C52、按键、LCD1602、光电传感器、等构成，见图3.1所示，系统设有四个按键，设置上下限脉搏数，当超过范围的时候单片机会驱动蜂鸣器发响，脉搏测量的时候需要人把手轻轻的按在光电传感器上面，由于人脉搏跳动的时候，血液的透光性不一样会导致接收器那边接收的信号强弱不一样，间接的把人脉搏信号传回，通过运放对其进行放大、整形后连接到单片机的IO 口，单片机利用外部中断对其进行计数，最终换算成人一分钟脉搏的跳动次数，最终在液晶屏上显示。
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。
基于AT89C51单片机的脉搏测量仪
论文以单片机数字脉搏检测仪研究对象，对脉搏频率进行实时检测同时也进行显示，当检测到的脉搏频率不在设定的健康范围内的时候，就可以进行实时报警，可以实时为我们健康进行保护，让我们自己时刻掌握自己的监控信息；同时通过本设计的初步设计到最后调试过程，体验了一个任务完成的过程。也学习到了不少新的理论知识和完成设计的耐心和毅力。经过一个学期的毕业设计实习和实践，整理了大学期间所学的基础课程和理论知识。
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[4]姜元恩，邢武：半导体应变片式脉搏传感器在动躲硬纯检测系统中酶应用[Z].安徽省传感器技术与产业化发展论坛，2007.10.
[5]朱彤、李婉媚．脉搏波传导速度测定的新认识[J].医疗保健器具，2006．(8).
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基于51单片机的心率体温检测系统设计
目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 控制系统设计 (2)1.1 主控系统方案设计 (2)1.2 脉搏传感器方案设计 (3)1.3 系统工作原理 (5)2 硬件设计 (6)2.1 主电路 (6)2.1.1 单片机的选择 (6)2.1.2 STC89C51的主要功能及性能参数 (6)2.1.3 STC89C51单片机引脚说明 (6)2.2 驱动电路 (8)2.2.1 比较器的介绍 (8)2.3放大电路 (8)2.4最小系统 (11)3 软件设计 (13)3.1编程语言的选择 (13)3.2 Keil程序开发环境 (13)3.3 STC-ISP程序烧录软件介绍 (14)3.4 CH340串口程序烧写模块介绍 (14)4 系统调试 (16)4.1 系统硬件调试 (16)4.2 系统软件调试 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录1 总体原理图设计 (20)附录2 源程序清单 (21)致谢 (25)摘要随着日新月异科技发展，在心率体温测量方面，我们取得了迅速的发展，就近日而言，脉搏测量仪已经在多个领域大展身手，除了在医学领域有所建树，在人们的日常生活方面的应用也不断拓展，如检疫中心的额温枪都用到了技术先进的脉搏测量仪。
在今年的疫情爆发的同时，我们可以积极应对，利用所学的知识，方便高效地检测出人体有无异常体温，在上学签到时，我们可以利用此来检测温度，预防集体性感染事件。
为了在心率测量仪的精准性和便携性方面做出重大改变，我计划设计一种以51单片机为核心的心率体温测量仪。
我们的心率体温检测系统以STC89C51单片机为核心，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以及时间长短，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。
经过我的个人测试，系统成功运行，符合设计要求。
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。
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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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。
1.2工作原理本设计采用单片机STC89C51为控制核心，实现脉搏心率测量仪的基本测量功能。
脉搏心率测量仪硬件框图如下图2.1 所示：图 2.1 脉搏心率测量仪的工作原理 当手指放在红外线发射二极管和接收二极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。
由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收二极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收二极管输出脉冲信号。
该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到四位一体数码管显示。
二.硬件系统2.1信号采集电路图3.3 信号采集电路图 3.3是脉搏心率信号的采集电路，U2是红外发射和接收装置，由于红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大，所以对R10阻值的选取要求较高。
R10选择470Ω同时也是基于红外接收三极管感应红外光灵敏度考虑的。
R21过大，通过红外发射二极管的电流偏小，红外接收三极管无法区别有脉搏心率和无脉搏心率时的信号。
反之，R21过小，通过的电流偏大，红外接收三极管也不能准确地辨别有脉搏心率和无脉搏心率时的信号。
当手指离开传感器或检测到较强的干扰光线时，输入端的直流电压会出现很大变化，为了使它不致泄露到LM358输入端而造成错误指示，用C4耦合电容把它隔断[10]。
当手指处于测量位置时，会出现二种情况：一是无脉期。
虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，但是由于红外接收三极管中存在暗电流，会造成输出电压略低。
二是有脉期。
当有跳动的脉搏心率时，血脉使手指透光性变差，红外接收三极管中的暗电流减小，输出电压上升。
但该传感器输出信号的频率很低，如当脉搏心率只有为50次/分钟时，只有0.78Hz，200次/分钟时也只有3.33Hz，因此信号首先经耦合电容C4耦合，再由R5、C5滤波以滤除高频干扰后，加到线性放大输入端。
2.2信号放大2.1放大器的介绍LM358 是由两个独立的高增益运算放大器组成。
可以是单电源工作，也可以是双电源工作，电源的电流消耗与电源电压大小无关。
应用围包括变频放大器、DC 增益部件和所有常规运算放大电路。
采用DIP8 或SOP8 封装形式。
每一组运算放大器可用图3.4所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。
LM358 的引脚排列见图3.5。
图3.4 图3.5由于LM358 二运放电路具有电源电压围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
2.3 放大电路按人体脉搏心率在运动后跳动次数达200次/分钟的计算来设计低通放大器，如图3.6所示。
R6、C6组成低通滤波器以进一步滤除残留的干扰，截止频率由R6、C6决定，运放LM358将信号放大，放大倍数由R12和R13的比值决定。
图3.6 低通放大电路根据一阶有源滤波电路的传递函数，可得：00()()()1icV s AA ssV sw==+放大倍数为：200。
截止频率为：3.9HZ。
按人体的脉搏心率跳动为200次/分钟时的频率是3.3 Hz考虑，低频特性是令人满意的。
经过低通放大后输出的信号是叠加有噪声的脉动正弦波。
波形如图 3.7所示。
图3.72.4 波形整形电路波形整形电路如图3.8所示，LM358是一个电压比较器。
当有输入信号时，LM358在比较器输入信号的每个后沿到来时输出低电平，用发光二极管D1作脉搏心率测量状态显示，脉搏心率每跳动一次发光二极管就亮一次。
同时，该脉冲电平送到单片机/INTO脚，进行对心率的计算和显示。
输出波形如图 3.所示。
图3.8 波形整形电路经过比较器LM358的输出波形：图3.92.5单片机处理电路如图3.12所示，本部分运用了STC公司的89C51单片机作为核心元件，在这里运用单片机能更快更准确地对数据进行运算，而且可以根据实际情况进行编程，所用外围元件少，轻巧省电，故障率低。
来自传感和整形输出电路的脉冲电平输入单片机89C51的/INTO脚，单片机设为负跳变中断触发模式，故每次脉冲下降沿到达时触发单片机产生中断并进行计时，来一个脉冲脉搏心率次数就加一；定时器中断主要完成一分钟的定时功能。
单片机对一分钟的脉冲次数进行累加，通过P0、P1口把测量过程和结果送到四位一体数码管显示出来[9]。
图3.12 单片机处理电路2.6 显示电路本设计的显示采用四位一体数码管来显示。
单片机的P0口，P1口控制显示器。
显示电路如图3.13。
脉搏心率测量仪电路原理图图 3.16 电路原理图三. 软件系统3.1 主程序流程：系统主程序控制单片机系统按预定的操作方式运行, 它是单片机系统程序的框架。
系统上电后,对系统进行初始化。
初始化程序主要完成对单片机专用寄存器、定时器工作方式及各端口的工作状态的设定。
系统初始化之后, 进行定时器中断、外部中断、显示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序[12]。
流程如图4.1所示。
3.2 定时器中断程序流程：定时器中断服务程序由一分钟计时、按键检测、有无测试信号判断等部分组成。
当定时器中断开始执行后，对一分钟开始计时，1s计时到之后继续检测下1s，直到60s到了再停止并保存测得的脉搏心率次数。
同时可以对按键进行检测，只要复位测试值就可以重新开始测试。
主要完成一分钟的定时功能和保存测得的脉搏心率次数。
流程如图 4.2所示。
3.3 INT中断程序流程：外部中断服务程序完成对外部信号的测量和计算。
外部中断采用边沿触发的方式，当处于测量状态的时候，来一个脉冲脉搏心率次数就加一，由单片机部定时器控制一分钟，累加得出一分钟的脉搏心率次数。
流程如图4.3所示。
3.4 代码：.测量仪使用方法测量仪通电后，数码管全部显示0。
把手轻轻置于右下角的传感器中，以稍微有压迫感为宜，这时很快就可以看到红色发光二极管会伴随你的脉搏心率而闪烁，让你直观的看到自己脉搏心率跳动的速度，按下复位键后单片机和显示部分开始工作，单片机立刻开始计数，同时数码管显示出你的心率和测试的时间，非常方便。
如果偶尔出现不稳的情况，请按复位键对系统进行复位。
系统调试1.放大倍数的增加传感器的输出端经示波器观察有幅度很小的正弦波，但经整形输出后检测到的脉冲还是很弱，在确定电路没有问题的情况下，加强信号的放大倍数，调整电阻R12和R13的阻值。
2. 时钟的调试根据晶体振荡频率计算出部定时器的基本参数，通过运行一段时间可通过秒表来校正后,看时间误差的量,以这个量为依据改变程序中的部定时器基本参数,就可使时钟调准确。
3. 开机后无显示首先检查交流电源部分，有无交流，若无则可能保险管或变压器烧坏，如有继续查直流有无，如无则电源已烧坏，可更换解决。
4. 显示正常但经适当运动后测量，脉搏心率次数没有增加可能是前置放大级有问题，可采用更换的办法判断并排除。
5. 进人测量状态, 但测量值不稳定主要是光电传感器受到电磁波等干扰，其次是损坏或有虚焊。
6. 开机后显示不正常或按键失灵可查手指摆放的位置或按键电路，若无故障则是硬件损坏。
7. 电源的改变理论上模拟部分有三处电压应为5V，但经过测试，全部使用5V电压也是可行的参考文献[1] 欧阳俊，定等．基于BL-410 的指端脉搏心率波采集系统应用研究[J]．实用预防医学，2004，第11卷第2期，2—4．[2] 文波，维国，精慧．光电式脉搏心率波监测系统[J]．光学精密机械学院学报，1999，第22卷第4期，2．[3] 朱国富，廖明涛，王博亮．袖珍式脉搏心率波测量仪[J]．电子技术应用，1998，第1期，1—3．。