基于51单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
基于51单片机脉搏测量仪答辩课件
基于51单片机脉搏测量仪答辩课件一、引言随着现代生活节奏的加快，人们的身体健康问题日益凸显，特别是心血管疾病的发病率逐年上升。
因此，快速、准确地测量脉搏成为保持健康的重要手段。
本课题基于51单片机设计了一款脉搏测量仪，使脉搏的测量变得更加简便、快捷。
本次答辩主要介绍脉搏测量仪的设计原理、硬件实现、软件设计以及实验验证等内容。
二、设计原理脉搏测量仪主要通过红外线反射原理来测量脉搏。
当心脏跳动时，人体的血液流动会导致手指末梢的颜色发生变化。
脉搏测量仪通过红外线发射二极管和接收二极管实现红外光的发射和接收。
当手指按压在传感器上时，发射二极管的红外光被皮肤吸收，通过接收二极管接收到的红外光信号变化来测量脉搏。
三、硬件实现本设计的硬件主要包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。
传感器模块包括红外线发射二极管、接收二极管和运算放大器。
红外线发射二极管和接收二极管通过导线连接到51单片机的I/O口。
信号处理模块包括运算放大器以及带通滤波器，用来放大和滤波信号。
显示模块通过数码管显示测量得到的脉搏数值。
四、软件设计本设计的软件主要由嵌入式C程序编写。
通过定时中断采集传感器模块输出的模拟信号，再经过A/D转换得到数字信号。
通过带通滤波器对数字信号进行滤波处理，消除噪声干扰。
然后利用数字信号的变化来计算心率，并通过串口通信将数据传输到上位机进行显示和存储。
五、实验验证在实验室环境下，通过将脉搏测量仪与医用脉搏测量设备进行对比实验，验证了脉搏测量仪的准确性和实用性。
实验结果表明，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确测量人体脉搏，并且与医用设备测量结果具有较高的一致性。
六、创新点及应用前景与传统的脉搏测量仪相比，基于51单片机脉搏测量仪具有体积小、使用方便等优点。
它可以广泛应用于医院、家庭等场景，为人们提供及时、准确的脉搏测量服务。
同时，该设计提供了一个切实可行的思路，可以借鉴和推广到其他医疗设备的设计中。
七、总结本次课题基于51单片机设计了一款脉搏测量仪，通过红外线反射原理实现了脉搏的快速、准确测量。
基于51单片机的脉搏测量仪器心率计设计方案
请各位老师批评与指正
THANKS
பைடு நூலகம்
3 硬件设计
HARDWARE DESIGN
开始
液晶初始化
Y 按下按键？ N 键盘扫描
菜单
N 15s到？
Y
计算脉搏值
N 按键1按下？
Y
按键2按下？ Y
上限设定
对应值增加
按键3按下？
按键4按下？
对应值减小
开中断，测脉搏
显示脉搏值
下限设定
返回
返回
4 软件设计
SOFTWARE DESIGN
5 调 试 总 结 DEBUGGING SUMMARY
基于单片机的脉搏计系统是多功能的数字型设计，，所以对于它的程序也 较为复杂,所以在编写程序和调试时出现了相对较多的问题。最后经过多次的模 块子程序的修改，一步一步的完成，最终解决了软件。在软件的调试过程中主 要遇到的问题如下： 问题1：烧入程序后，数码管显示闪动,而且亮度不均匀。 解决：首先对调用的延时进行逐渐修改，可以解决显示闪动问题。其次，由于 本作品使作动态扫描方式显示的数字，动态扫描很快，人的肉眼是无法看出,但 是调用的显示程序时，如果不在反回时屏蔽掉最后的附值，则会出现很亮的现 象，所以在显示的后面加了屏蔽子令，最后解决了此问题。 问题2：当用户按下按键的时候，单片机读取的数值跟设定的数值不对。 解决：重新检查矩阵键盘电路的连接，重新建立一个新的对应关系。
2 总体方案
GENERAL PLANNING
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,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。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STC89C52单片机为核心，以光电传感器利用单片机系 统内部定时器来计算时间，由光电传感器感应产生信号，单片机通过对信号累加得到脉搏跳动次数，
(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单片机的心率脉搏计的设计楼俊君
基于51单片机的心率脉搏计的设计楼俊君发布时间：2021-10-18T06:54:22.642Z 来源：《学习与科普》2021年11期作者：楼俊君[导读] 人体的心率脉搏信号中蕴含丰富的信息，通过对它进行测量分析，可对人体的健康情况尤其是心脑血管方面进行初步的判断。
上海电力大学自动化工程学院摘要：基于51单片机的心率脉搏计由单片机、光电传感器、显示屏、报警装置、供电模块组成。
心脏搏动产生的血液流动会导致人体组织透光度发生变化，使用光电传感器将之采集转换为模拟信号，该信号经过硬件电路滤波、放大、整形，将心脏搏动一次转换为一个下跳沿，送至单片机计算后即可得到心率，并送往显示屏显示。
本设计有一定的实用性。
关键词：单片机；测量；心率前言人体的心率脉搏信号中蕴含丰富的信息，通过对它进行测量分析，可对人体的健康情况尤其是心脑血管方面进行初步的判断。
心脑血管疾病是我国乃至世界的常见病、多发病，在全球死亡原因排名前十，常发于老年群体中，为防止悲剧的发生，设计一个能够及时对心率进行测量并发出异常警报的仪器非常必要；除了应用于医疗领域，在生活中常见的一些智能设备上也配有心率监测功能，在运动时对心率进行实时测量，提醒运动者调整训练量，使身体处在最佳状态，提高运动效率。
一、总体设计方案心率脉搏计的功能有测量并显示心率脉搏，设置正常心率上下限范围，当测得心率超过设置范围后报警。
为实现以上功能，首先进行整体方案设计，如图1所示。
图1 心率脉搏计的系统组成心率脉搏信号的采集模块，经过选择对比，选用ST188集发射器与接收器一体的反射式光电传感器；采集到的心率信号是非常微弱的低频信号，需要滤波、放大、整形再送至单片机；主控制器选择AT89C51，负责控制整个系统的工作；显示模块选择LCD1602；当测得的心率不在设置的正常范围内，通过蜂鸣器报警。
二、硬件设计2.1 单片机AT89C51AT89C51是一种可以对它编程以及擦除的低电压、低功耗、高性能的八位微处理器，使用特点如下：4k字节Flash存储器，128字节片内数据存储器，数据可以保存十年；外设丰富，两个16位定时/计数器，5个中断；有丰富的通信端口，32个I/O 口，1个全双工串行通信口。
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题1. 介绍与背景在现代医疗领域中，脉搏测量仪是一种非常重要的设备。
它能够通过检测人体的脉搏波形来帮助医生判断患者的健康状况。
而基于51单片机的脉搏测量仪作为一种便携式的设备，在实际应用中越来越受到广大医疗工作者的关注。
2. 脉搏测量原理脉搏测量的原理是利用光电传感器将人体的脉搏波形转化为电信号。
通过对这些信号进行采样、滤波和处理，可以得到一条准确的脉搏波形曲线。
基于51单片机的脉搏测量仪需要通过程序控制，实现对传感器的数据采集以及波形分析。
3. 硬件设计与实现由于基于51单片机的脉搏测量仪需要具备便携性，因此硬件设计需要考虑到尺寸小、功耗低以及易于携带等因素。
一般情况下，硬件系统包括51单片机、光电传感器、滤波电路、数据转换电路和显示屏等组件。
通过合理的布局和连接，确保信号的稳定性和质量。
4. 软件设计与实现在软件层面上，基于51单片机的脉搏测量仪需要编写相应的程序代码。
这些代码主要包括传感器数据采集、滤波处理、特征提取和波形显示等功能。
控制程序的设计需要考虑到采样频率、滤波算法的选择以及数据存储与传输等方面。
5.实验与结果分析通过实验验证，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地测量出人体脉搏波形，并能够显示出波形曲线。
通过对采集到的数据进行分析，可以判断出患者的心血管健康状况。
根据采样频率的不同，还能够获取到更多的生理信息。
6. 应用与前景展望基于51单片机的脉搏测量仪在临床医疗中具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于日常健康监测，还可以用于特殊疾病的筛查和诊断。
随着技术的不断发展和创新，基于51单片机的脉搏测量仪将会变得更加智能化和便捷化。
7. 个人观点与总结作为一位专业的医疗设备写手，我对基于51单片机的脉搏测量仪充满了信心和期待。
这种小巧而功能强大的设备在改善医疗领域的工作效率和病患体验方面具有重要的作用。
通过综合应用硬件和软件设计，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地获取人体脉搏波形和生理信息，为医生的临床判断提供重要的依据。
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
-
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。
基于单片机的人体脉搏检测系统设计
基于单片机的人体脉搏检测系统设计摘要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。
本课题是人体脉搏测量仪的设计。
由于脉搏信号的特殊性，在设计时必须要注意实现测量的准确。
该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。
系统测量出人体一分钟的脉搏，并且保证误差在2次以内。
本系统以89S51单片机作为中心，通过使用单片机来实现系统最核心的计算脉搏功能。
在信号的前端处理上，使用压电陶瓷片采集人体脉搏信号，然后经过AD620放大，施密特触发器整形，低通滤波器滤波等一系列操作，将脉搏信号转换为同频率的脉冲信号输入到单片机内，并利用单片机对其进行计数。
计数的方法是利用单片机的计时器，然后由该周期计算出频率，继而就可以求出一分钟的脉搏数。
计数结果将最终送至液晶屏1602来进行显示。
虽然压电陶瓷片的性能并非很好，在信号的采集上不能实现非常精确的采集，但是它的价格低廉，并且在经过系统的信号调理电路后，也能比较满意的实现我们所要实现的目标。
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。
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。
关键字：脉搏测量；压电陶瓷片；液晶显示屏；单片机THE DESIGN OF HUMAN PLUSE DETECTION SYSTEMBASED ON MCUABSTRACTThe shape, intensity, speed, and rhythm of pulse signals mostly reflect the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. This topic is a design of body pulse measuring instrument. Because of the specificity of the pulse signal, the design must pay attention to achieve an accurate measurement.The point of this design is the simple and precise of the measurement.We need to measure the pulse of the human body in one minute,and to ensure that the error in less than 2 times..The whole system is center on single-chip microcomputer 89s51,using the signle-chip to achieve the system core function of counting pulse.In the front-end of the signal, we use piezoelectric ceramics to collect the signal of the human body pulse.And then,after after amplification of the AD620, shaping of the 555, filtering of the low-pass filter and other operations,the signal will be converted to the pulse signal with the same frequency,and this signal will be input to the single-ship.The single-ship will count to this.The method of counting is using the timer of the single-ship,and then use the cycle,get the frequency,by the frequency,we can get the number of the one-minute pulse. The final result of the count will display in the 1602 LCD screen.Although the performance of the piezoelectric ceramics is not very good,in the signal collection.it can’t do it very precise.But its price is very low,and after the signal conditioning circuit of the system,the signal can be quite satisfactory to achieve our objectives. At the beginning of the paper, the integral notion of the device design is brought out. Afterwards, the detail information of each part is narrated. At last part, some suggestions for improving the device are provided.Key words:Pulse measurement; piezoelectric ceramics; LCD; single-ship目录1 绪论 (1)1.1课题背景及目的 (1)1.2国内外研究状况及发展趋势 (2)1.3课题研究难点 (3)1.3.1 抗干扰 (3)1.3.2 低噪声、低漂移 (3)1.4课题主要研究内容 (4)2 系统总体设计 (5)2.1系统硬件电路设计方案 (6)2.1.1传感器的选择 (6)2.1.2 单片机的选择 (8)2.1.3 信号调理电路的选择 (9)2.2系统软件设计方案 (10)2.2.1 脉搏波动频率测量方案的选择 (10)2.2.2 单片机工作方式的选择 (10)2.2.3 显示电路方案的选择 (11)3 系统硬件设计 (11)3.1一级放大电路的设计 (12)3.2二阶滤波器电路的设计 (14)3.3第二级放大电路的设计 (17)3.4整形电路 (18)3.5定时计数电路的设计 (21)3.6显示电路的设计 (22)4 系统软件设计 (25)4.1主程序流程的设计 (25)4.2定时器/计数器中断程序流程的设计 (26)4.3显示程序流程的设计 (27)5 总结与展望 (28)参考文献 (29)致谢 (31)附录 (32)附录A原理图 (32)附录B主程序 (33)附录C显示程序 (37)附件附件A开题报告附件B译文及原文影印件1 绪论1.1课题背景及目的脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象[1]，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。
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。
[9]［日］.西山一郎,兆十编著.耿連发,潘维林译.自律型机器人制作[J].科学出版社OHM社2002.3.8-102.
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[3]姜元恩，邢武；基于脉搏波速度测量的动脉硬化检测系统的设计与实现[J].自动化与仪器仪表，2007.8.12(5).
[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。
基于单片机的人体脉搏测量系统设计
基于单片机的人体脉搏测量系统设计随着科技的不断进步，越来越多的人开始关注自己的健康状况，其中对于心脏健康的关注尤为重要。
传统的心率测量需要使用手触碰心跳位置计算心率，而随着技术的发展，基于单片机的人体脉搏测量系统逐渐走进人们的视野，能够更加精确地测量心率，具有更高的准确性。
本文将介绍一种基于单片机的人体脉搏测量系统的设计原理和实现方式。
一、设计原理本文所述的基于单片机的人体脉搏测量系统采用Pulse Sensor传感器，该传感器具有LO(三极管发光二极管加敏感电阻触发)和DO（数字输出）两个引脚。
当心跳发生时，脉搏信号会引起手指皮肤上的毛细血管变形，从而引起皮肤亮度的变化，Pulse Sensor通过检测这种亮度变化来识别脉搏信号。
二、实现方式1.硬件设计系统的硬件主要包括Pulse Sensor传感器、按键、LCD 显示屏、电源电路和单片机。
其中，Pulse Sensor的引脚需要分别连接到Vcc、GND、以及单片机上的AD0口。
并通过加一个削峰平均电路（RC滤波电路）来检测脉搏的特征在信号中的存在，同时提高抗干扰能力和减小毛刺干扰。
2.软件设计a.初始化系统开机后，初始化中断、ADC模块和LCD模块，并开始一次ADC转换和推力器中断的使能。
b.中断处理当传感器检测到信号时，会产生一个中断，同时启动ADC转换，并在数据转换完成后通过DMA传输数据。
c.数据处理通过对脉搏信号进行滤波、均值化和去噪，得到脉搏波形图，并将其实时显示在LCD屏幕上。
同时，通过对脉搏信号进行FFT（快速傅里叶变换）处理，得到脉搏信号的频域波形，从而得到人体的心率数据。
d.功能实现利用相关算法计算出实时的心率数据，并将其实时显示在LCD屏幕上，同时将心率数据保存在系统内存中，并可以通过按键遥控查看历史心率数据和图形。
三、总结基于单片机的人体脉搏测量系统的设计可以实现更加准确的心率测量，使人们更加了解自己的健康状况。
其设计原理和实现方式比较简单，可以方便地应用于普通家用电器和医疗设备中。
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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。
采用光电传感技术，实现光电法提取指尖脉搏信息，送入控制芯片进行计数并在显示设备上显示脉搏技术，制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，在脉诊方面具有一定的应用和推广实效。
1.2 脉搏测量仪的研究现状在日新月异的医疗学中，检测脉搏跳动，来获得患者的身体健康状态的电子科技医疗器件是越来越多了。
脉搏信号是显示出身体健康状况的渠道，检测脉搏信号的仪器在传统检测中有它的优势所在。
在研究脉搏系统期间，对许多已经出现在网络、市场上的脉搏仪器进行了调查，发现网络、市场上有许多较高的效率，而且比较精确的测量产品，在仔细调查后，发现其中的许多仪器都存在部分不足，所以就没有把其设计的路线和解决其中问题的设计方案应用到大范围的电子产品生产方面去，也就没有大规模的应用到医学领域中去。
比如有些脉搏测量仪器还是比较高效且精确的，但是在物价高涨现代社会，产品的价格是非常高的，在普通消费者比较多的情况下，是不能承受的。
有的医疗测量仪器需要比较严格的检测环境，才能检测出人体的脉搏信号，如此要求严格的测量环境，根本不能在平常的消费者当中所处的条件里准确测量。
此外有的仪器是在操作的过程当中，因为操作过程比较繁琐，所以就无法推广并当作产品进行广泛销售。
根据走访调查，了解到现如今还有许多经济比较落后的地方都是采取听诊来进行测量的，没有相对比较便宜且准确的仪器所代替。
1998年01月朱国富等做的袖珍式动脉脉搏波监测仪是基于单片微机8098作为控制器，利用光电式传感器采集信号[1]。
2005年09月刘文等设计了利用51系列单片机开发指脉采集系统，实现对人体的脉搏数据采集、存储、报警等功能[2]。
该系统成本低，实用性强。
2011年10月将为等设计了基于32位CMOS单片机的人体脉搏波形测量仪，实现了在LCD上直接显示出脉搏波形，该体系基本达到了仪器的测量精度，而且系统的响应速度方面得到了提升了[3]，系统有良好准确度，使用便捷，耗材低。
2015年2月李宏恩等设计了以AT89C51单片机为核心,将光电传感器采集到信号经过电路处理后输入到AT89C51内,利用单片机内部的定时器来计算时间,然后将脉冲的次数进行累加,就可以计算出脉搏每分钟的跳动次数[4]。
1.3 研究的主要内容用STC89C52单片机作为系统设计的核心控制和处理单元，并且用红外传感器ST188对人体的脉搏信号进行采集，接下来把脉搏信号经相关电路放大、滤波、整形，进行A/D转换，输入给单片机系统进行处理，运用软件和硬件的处理技术实现对脉搏信号比较准确的测量，设计出指尖放在ST188的表面上，系统能够在2到5秒钟内测出脉搏在1分钟的跳动数据，并显示在1608液晶屏上，可以设置脉搏测量仪测量脉搏信号的的上下限，报警模块会根据设置进行蜂鸣报警。
2 脉搏测量仪的设计方案在脉搏测量仪的设计中，信号的采集和获取是关键。
在设计的过程中，脉搏信号可以无误、有效、真实地采集，那么设计就可以顺利的进行。
动脉信号极弱，振幅非常有限，难于进行采集和获取。
生物的各部分的生理信号都是相互干扰、相互影响，在这种情况下，脉搏信号就会受到噪声的干扰。
脉搏信号的频率是很低的，正常人每分钟的脉搏跳动次数在60到100之间，频率在1Hz到1.67Hz，平均在70次左右。
能够选择合理的传感器来对脉搏信号进行测量，才能够获得无误、有效、真实地采集，才能完整而又准确的反映一个人的身体活动的生理信息，设计的脉搏仪才能正常且高效地工作。
采用红外传感器进行对脉搏信号的采集，光电系统通常是指能够敏感到紫外光至红外光的光能量，并将这个光能量变换成电信号的器件。
光电式传感器测量比较微小的位移变化有非常明显的作用，而且红外传感器对材料、电路模块控制以及光电管的特性要求是相对要高的。
光电式检测信号是使用红外传感器测试出血脉中流动时对光的透过率、反射率不同，就将收到的信号进行光电转换。
选择ST188传感器对信号进行采集是最合适的。
选择STC89C52单片机系统，该设计的的可靠性可以得到提升，而且简化电路的设计，从而使系统耗材减少。
显示模块选择LCD液晶显示屏，因为液晶显示屏的信息量大，使用的寿命相关的长，而且能够在低压的情况下驱动。
LCD具有的独特的优点特性，对信息的显示效果也是非常好的，而且控制方面也比较简便使用等等。
蜂鸣器模块采用蜂鸣器在超过上限低于下限时报警，并添加一个蜂鸣器开关。
按键功能由4个按键开关组成，用于对单片机的复位，设置上下限，数值加，数值减。
电源模块是采用的DC电源插座，还有自锁开关实现对系统的断电续电，并保护系统。
硬件电路设计框图如图2-1所示。
图2-1 硬件电路设计框图3 硬件电路设计与实现硬件电路的设计也是实现系统功能的重要部分，由主控制模块进行系统控制，LCD模块进行数据的显示，传感器进行脉搏的采集，运放电路进行数据的处理，按键电路进行数据的调节以及系统的复位，蜂鸣电路进行异常报警，电源电路是为系统提供工作电压。
硬件电路如图3-1所示。
图3-1 硬件电路原理图3.1 主控制模块STC89C52单片机可以让开发者通过计算机的并行端口或者串行端口直接将可执行文件烧写到单片机中，这样就可以在开发板上进行仿真，在电路设计中，单片机的每个引脚的功能都要充分实现，图3-2为STC89C52的引脚图。
图3-2 STC89C52RC引脚图电源引脚：40引脚为VCC引脚，连接5V的电源，20引脚为GND引脚，必须接地。
那么第40引脚就直接接到电源的正极[5]。
输入/输出端口：如图3-2，40引脚的下一个是第39引脚，是P0的起始引脚，直到第32脚这8个脚是P0；1引脚到8引脚为P1；21到28引脚为P2；10引脚到17引脚为P3；39引脚、1引脚、21引脚、10引脚就是4个Port的开始引脚，因此把这四个引脚称为输入/输出端口。
能连接各个辅助电路实现硬件的连接，如显示电路，按键电路，蜂鸣器电路等。
P3口：①可以作为输入/输出口，外接输入/输出设备；②作为第二功能使用。
P0作为I/O口输出时，输出低电平为0输出高电平为高组态，就是说P0不能真正的输出高电平，如果要为所接的负载提供电流，就一定要用到上拉电阻。
复位引脚：所有的微处理都需要复位的动作，复位引脚是9引脚，接高电平超过2个机器周期，即可产生复位动作。
频率引脚：18引脚、19引脚是时钟脉冲引脚，连接震荡电路。
存储器引脚：31引脚是存取外部存储器使能引脚，设计中只使用内部存储器，因此就把使能引脚直接接到电源正极[5]。
外部存储器引脚：因为用到的是内部存储器，所以29引脚、30引脚就使用悬空。
3.2 信号采集与处理模块设计3.2.1 ST188红外光电传感器信号采集用的是反射式红外光电传感器，由红外发光二极管和红外光敏三极管构成。
A_K为发射管；C_E为接收管。
电路图如图3-3所示。
图3-3 ST188传感器电路图3.2.2 双运算放大器LM358PLM358P内部有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，1引脚、2引脚、3引脚为第一极运算放大通道，运放的1引脚是OUT端，运放的2引脚是反相INT端，运放的3引脚是同相INT端；5、6、7引脚为另一运放通道，7引脚是输出端，6引脚是反相输入端，5引脚是同相输入端；8引脚接VCC；4引脚是接地或负电源[6]。
LM358P的引脚结构如图3-4所示。
图3-4 LM358的引脚结构3.2.3 信号采集电路打开电源后，发光二极管发射红外光照射到血管上，其中的部分光信号经过血管反射被光敏三极管所接收且转换成电信号送至测量处理电路，测出血管中血液流动状态[7]。
血管中的血液流动平滑时，发射出去的光经过反射，接收管收到的发射光没有幅度上的大变化，采集电路就没有信号输出；当血管受压血液不流动时，传感器也无输出信号；只有当血管受到了压力的作用时，血管里面的血液就会根据压力的作用产生断续，反射光也跟着之产生改变，就会让接收管电流发生变化，因此传感器就会输出脉搏信号。
激励电阻R4选择470欧姆是基于红外接收管所考虑的，传感器输出的脉冲信号是非常微弱的低频信号，脉搏数是50次/分为0.78Hz，200次/分为3.33Hz。
脉搏采集电路如图3-5所示。
图3-5 脉搏采集电路3.2.4 信号处理电路经过传感器的输出信号是低频信号而且还伴有干扰信号，信号经R5和C4滤除高频干扰，再由耦合电容C5、C6加到放大输入端，电容的作用传递电流信号，进入运算放大器电路处理后变为电压信号既脉冲信号，信号要经过两级放大，即滤波放大和整形放大，经过滤波放大后的信号还是不规则的脉冲信号，而且还有低频信号的干扰，就必须利用整形电路进行处理[9]。
R9为反馈电阻，运放电路中选第二级作为滞回电压比较器，处于开环状态，电压增益很大，目的是进一步提高电路的抗干扰能力，而且还在LM358P的输出端XL连接一个作为系统工作状态的发光二极管。