基于单片机心率检测仪

简易心率监测仪

单片机原理与应用说明书

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目录

一引言 (2)

二系统设计要求 (4)

2.1 设计要求 (4)

2.2系统组成原理框图 (4)

三系统硬件电路组成 (5)

3.1 硬件设计思路 (5)

3.2 硬件电路组成 (5)

3.2.1 计数开关电路 .................... 错误！未定义书签。

3.2.2 8279（或8255A）芯片电路 (5)

3.2.3 4位LED显示器电路 (5)

四心率检测仪程序设计 (7)

4.1 课题设计思路 (7)

4.2 实验原理图 (7)

4.3 主程序设计 (7)

4.4 中断服务程序设计 (12)

五总结与体会 (14)

六参考文献 (16)

引言

心血管疾病是当今发达国家死亡率占第一位的重要疾病，在我国也是死率最高的一类疾病，世界卫生组织已将其列为2l世纪危害人类健康的头号杀手[1]。随着人们生活水平的提高，工作方式以及膳食结构的变化，源于心脏与循环系统的不

健康而导致的心血管疾病已逐渐成为威胁人类健康的主要疾病。心血管疾病是一种常见病、多发病，而且有极高的死亡率。据统计，1990年全球大约有1400万人死于心血管疾病，预计到2020年，死于心血管疾病的患者将达到2500万人[2]。目前我国城市人口中每5个成年人中就有1个人不同程度的患有心血管面的疾病。中国每年有100万人死于脑卒中，并且有更多的人致残。特别是在近，中国、日本和新西兰研究人员发现高血压是东方人脑卒中的主要原因[3]。近来，心血管疾病的发病率逐年提高，患者的年龄却逐年降低，心血管疾病对人类身体健康产生的威胁也越来越大。人们希望通过早期采取一些积极的防治手段，使自己拥有健康。同时，中国已经进入了老龄化社会，越来越多的老年人受到慢性疾病的困扰，如高血压、冠心病、慢性支气管炎等。老年慢性疾病通常是终身性疾病，疼痛和昂贵的医疗费用不仅严重影响病人的生活质量．而且占用了大量医疗卫生资源，带来不堪重负的社会经济负担。要避免和减少高血压、心脏病这类心血管疾病给人类健康带来的严重危害，有效的早期预防、早期诊断和早期治疗方法和设备，以及快速的发病后的救治手段都是非常重要的，这些也正是目前广大医学界专家正在共同努力研究的重点，改进对心血管疾病的预防及治疗手段已经成为现代医学界个大难题。

目前，现代的医学电子仪器已不仅仅是单纯的医学电子测量仪器硬件系统，而是基于电子技术、计算机技术、数字信号处理技术的生理量检测和分析系统。以往专门测量心率值的仪器较少，能提供心率变异指标的仪器更是寥寥无几。人们为了知道自己的运动或劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。而心电仪的出现，使心电图机进入家庭变成了可能，但基于心电工作站的模式，使个别地区的患者因医院分析诊断系统的不健全，而变得不适用。因此，一种性能优良，带有自动监测、报警等功能，适合在家庭和社区条件下使用，同时适用于有隐性疾患的亚健康人群及各种作业环境下的劳动者，在其心率变异时，能及时发出警示的安全监护器，而又符合我国人均收入水平不高这一国情的心率监测系统的研制显得尤其重要。基于这一目的，我设计的课题就是便携式人体心率监测系统的设计。

2系统设计要求

2.1 设计要求

1）采用单片机为核心器件，构成简易心率检测仪。

2）设病人手指中指端的脉跳经过压力传感器检测后已变换成脉冲信号，该脉冲信号经单片机内的定时器∕计数器计数后，用四位数码管显示病人每分钟脉跳数（最高位恒为0），以实现对病人心率进行连续检测。

3）设置一个开关（开机时接低电平），当该开关接高电平，经过1分钟后，数码管开始现实病人每分钟脉跳数，以后每隔1分钟数据更新一次。当开关再置低电平时，心率检测仪则停止工作（数码管显示全零）。

2.2系统组成原理框图

系统组成如图1所示，本设计以单片机为主控信号，外辅少量硬件电路，完成数

据处理、记忆、显示、通信等功能。

3 系统硬件电路组成

3.1 硬件设计思路

根据设计要求，硬件采用实验室的单片机实验系统，设计思路如下：

1）通过按按钮，模拟产生脉跳信号。为克服按钮的抖动，脉冲经消抖电路输入单片机。

2）脉冲信号计数可采用定时器∕计数器，也可由并行口实现计数。若采用定时器∕计数器计数，则安排由定时器∕计数器0进行定时，由定时器∕计数器1进行计数。

3）选择8279（或8255A）作为LED显示器的译码驱动电路，实现每分钟脉跳显示。

4）设置一个计数开关，接P1.0引脚，开机时置低电平。当开关接高电平时，心率检测仪开始计数和显示，当开关由高电平变低电平时，心率检测仪停止工作。

3.2 硬件电路组成

3.2.1 8279（或8255A）芯片电路（如图3.2.1所示）

3.2.1

3.2.1 本图片为8279引脚图

[1]

8279采用单±5V电源供电，40脚封装。

DB0～DB7:双向数据总线，用来传送8279与CPU之间的数据和命令。

CLK:时钟输入线，用以产生内部定时的时钟脉冲。

RESET:复位输入线，8279复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序

时钟前置分频器被置为31,RESET信号为高电平有效。

3.2.2 4位LED显示器电路（如图3.2.2所示）

LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封在在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED 数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。右图什阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。LED数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下页将介绍常用LED数码管内部引脚图片

图3.2.2这是一个7段两位带小数点10引脚的LED数码管