人体健康监测器的设计

目录

第1章课题分析 (1)

1.1 课题来源 (1)

1.2 功能分析 (1)

1.3 方案分析 (2)

第2章方案论证 (3)

2.1 人体健康监测器的设计基本方案 (3)

2.2 各部分电路模块基本设计原理 (3)

2.2.1 单片机主控模块 (3)

2.2.2 体温测量模块 (4)

2.2.3 心率测量模块 (4)

2.2.4 显示模块 (5)

2.2.5 超限报警模块 (6)

第3章硬件设计 (7)

3.1 主控芯片、传感器简介及其工作原理 (7)

3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (7)

3.1.2 DS18B20简介及其工作原理 (9)

3.1.3 MPX2100压阻式传感器简介及其工作原理 (12)

3.2 硬件电路设计 (12)

3.2.1时钟电路的设计 (13)

3.2.2 复位电路的设计 (13)

3.2.3 体温测量电路设计以及误差分析 (14)

3.2.2 心率测量电路设计以及误差分析 (15)

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3.2.4 显示电路设计 (16)

3.2.5报警电路设计 (17)

第4章软件设计 (18)

4.1 主程序流程图 (18)

4.2 子程序流程图 (20)

4.2.1 体温测量程序流程图 (20)

4.2.2 心率测量子程序流程图 (21)

4.2.3 报警程序流程图 (21)

4.2.4 显示子程序流程图 (22)

第5章系统调试过程与分析 (24)

5.1 软件调试 (24)

5.2 Proteus仿真 (25)

5.3 系统仿真调试 (25)

5.4 功能实现 (25)

5.5 硬件调试 (28)

5.5.1 静态调试 (28)

5.5.2 动态调试 (29)

5.5 遇到的问题及解决方案 (29)

第6章社会经济效益分析 (31)

第7章总结 (32)

致谢 (34)

参考资料 (35)

附录Ⅰ电路原理图 (37)

附录Ⅱ程序清单 (38)

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第1章课题分析

本课题的题目是人体健康监测器的设计，传统的测量方法比较麻烦，而且需要一定的专业知识以及相关的专业人士来测量，本设计利用AT89C51单片机，通过编程对其加以控制，实现对人体基本体征的监测，方便实用，普通人群就可以使用，并且价格相对低廉。此设计监测人体的心率以及体温，此两项人体健康参数一旦超出正常人体健康范围就会报警，时刻保证人体的健康。

1.1课题来源

随着社会的发展，人类的健康不断受到威胁，环境的污染带来了食物的污染，人们的身体健康状况也随之受到威胁，此时人们开始注重如何实时的监测人们的健康，一旦发现异常状况，可以及时进行控制，甚至是必要的治疗，为人们的健康提供可靠的保障。

电子技术不断更新，飞速发展，人体健康监测系统的组件丰富起来，由最传统的人工测量到模拟产品再到数字化、综合化转化，并且不断的走向人性化。本设计充分发挥人性化性质，利用单片机AT89C51速度快、功耗成本低、调试便宜等特点，配合温度以及压力传感器，实现对人体基本体征的监控，并且有显示功能以及超限报警功能，及时提醒人们的健康状况，达到监测预警作用。

1.2功能分析

本设计是人体健康监测器系统，它可对人体体温和心率进行监测，通过四位数字显示，其中第一位作为功能识别，其余三位显示数据，体温设置一位小数，同时要设置心跳指示灯，能同步显示心跳情况。最终要达到既能正确显示测量结果，又能超常报警的目的。本设计是以AT89C51单片机为核心，辅以一些外围电路。对于体温监测，采用温度传感器采集体温信号并把数据放大再经AD转换后送入单片机进行处理；对于心率监测，采用压电传感器采集心率信号并把数据放大滤波后送入单片机进行处理。可以通过按键进行测量转换，操作方便快捷。该系统的研究，在很多方面都

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有着积极的意义。

该系统主要是针对国内外该领域的研究现状，立足我国实际情况，应用计算机控制技术实现了对人体体温和心率等重要体征参数的智能化测量。在对病人的治疗和监护管理工作中，医护人员需要对病人的体温做定时的测量，以便能够使医生及时了解病人的身体状况，对病情做出相应的判断，为制定治疗方案提供参考。本系统以“患者为中心”，医护人员可以通过该系统实时提取患者相关信息，从而充分发挥个性化护理特点减轻医院护理人员的劳动强度，提高工作效率，医疗临床操作过程也更加规范化，从而使医院护理工作迈上一个新台阶。

综上所述，人体健康监测器系统系统的研究是市场激烈竞争的必然产物，它基于满足人们日益增长的健康性的需求，适应我国工业发展的要求。

1.3方案分析

该设计要完成对人体体温、心率的监测、心跳指示灯以及超常报警系统的设计。首先，要实现对人体体温以及心率的监测，需要利用传感器采集体温以及心率信号，然后将采集到的信号转换为单片机可以处理的信号，再由显示电路显示出来，来实现监测功能。体温测量通过传感器DS18B20采集人体温度信号，信号经过传感器后成为能够直接被单片机处理的数字信号。心率测量通过传感器MPX2100采集人体心率信号，信号经过传感器后输出电压与所受压力成精确的正比关系，再通过电压比较器将采集到的信号转换为脉冲信号，进行脉冲计数得出心率大小。超常报警系统需要正确的人体健康参数来完成。人体健康参数是有一定标准的，正常人体心率大约在60-100次/分，老年人可能会偏慢一些，人体正常体温平均在36～37.5℃之间（腋窝），超出这个范围就是发热，本系统设置当监测出人体心率超出60-100次/分、体温超出36～37.5℃时，进行报警，提醒人们注意自己的身体状况。

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