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。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。
本设计采用以AT89S52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示心率计的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、信号采集子程序、信号放大处理子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现心率测量的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。该心率计的原理是用红外光电传感器OPT101接收到人体信号，因人体信号很微弱，所以在电路中设置了双重放大电路（主要芯片：OP07、LM324N）。该信号经放大整形处理后传给A/D转换器实现模拟信号转为数字信号，经过以上处理后，再传给单片机AT89S52计算，计算完后由四位数码管显示出来。
该心率计可以简单的测量出人的心跳和人体体温，基本实现了预定的目标，这将大大减少病人测量心跳和体温的时间。
关键字：心率；测量；单片机AT89S52；转换器
Abstract
Today in the rapid development of society, people's material and cultural
life has been greatly improved, but also a variety of diseases threatening people's lives; and heart attack is it difficult to prevent sudden fatal disease, so health is also valued by more and more people. The design problem to be solved is that you can measure heart rate, cardiac disease, heart disease and other digital heart rate meter.
This design uses to A T89S52 microcontroller core, low-cost, high accuracy, digital display of heart rate meter miniaturization of hardware and software design. The probe by the single chip integrated analysis of signal processing functions to achieve heart rate measurement. On this basis, the overall design of the system program, and finally achieved through various hardware and software modules. With the relevant parts of the hardware circuit, the program flow chart. The principle of the heart rate meter is used to receive infrared photoelectric sensor OPT101 to human signals, the signal is very weak because of the human body, so the circuit is set in the dual amplifier (main chip: OP07, LM324N). The signal passed through enlarged plastic treated A / D converter for analog signals into digital signals, with the above treatment, and then passed to microcontroller AT89S52 calculated, finished up by four digital displayds heart rate,
The heart rate meter can easily measure the person's heart rate and body temperature, essentially achieving its stated goals, which will greatly reduce
the patients of heart rate and body temperature of the time.
Keywords: heart rate；measurement；microcontroller AT89S52；converter
目录
摘要.......................................................... I Abstract ..................................................... I I 1 绪论 (1)
1.1 课题的来源 (1)
1.2 课题设计的目的及功能实现的方法 (1)
1.3 论文结构 (2)
2 总体方案设计 (4)
2.1 心率计原理 (4)
2.2 总体电路框图设计 (4)
3 元器件选择及其功能介绍 (6)
3.1 单片机AT89S52 (6)
3.2 传感器OPT101 (7)
3.2.1 OPT101的技术性能 (7)
3.2.2 OPT101的典型应用 (8)
3.3 集成运算放大器OP07 (10)
3.4 低功率运算放大器LM324N (11)
3.5 A/D转换器ADC0809 (12)
4 系统硬件结构设计与仿真 (14)
4.1 单片机最小系统 (14)
4.2 信号采集电路 (15)
4.3 信号放大电路与仿真 (16)
4.3.1 信号放大电路与仿真 (16)
4.3.2 电源模块设计 (17)
4.4 信号比较电路 (18)
4.5 A/D转换电路 (19)
4.6 显示电路 (19)
4.7 系统总体设计原理图 (20)
5 系统软件设计 (22)
5.1 测量计算原理 (22)
5.2 主程序流程图 (22)
5.3 中断程序流程图 (23)
5.4 定时器T0和T1的中断服务程序 (24)
6 系统硬件调试 (25)
6.1 系统各部分电路模块测试与仿真 (25)
6.1.1 一级放大电路 (25)
6.1.2 比较电路 (27)
6.2 试验与焊接阶段 (28)
6.2.1 试验阶段 (28)
6.2.2 焊接与完成阶段 (29)
6.3 整机调试 (31)
6.3.1 心跳的测量过程 (31)
6.3.2 几种主要系统干扰与影响 (31)
6.4 试验结果分析 (32)
7 总结和展望 (33)
致谢 (35)
参考文献 (36)
附录一： (38)
1绪论
心率不仅是反映心脏功能强弱的重要标志，也是反映人体运动强度的
生理指标，很多情况下我们需要及时知道自己的心率．本文介绍一种基于单片机技术的心率计，单片机的可编程性使其具有较大的适应性和灵活
性．
1.1课题的来源
在医学上，通过测量人的心率，便可初步判断人的健康状况。随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，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。因此，心率计很快产生，并得到发展。随着单片机技术的发展、人们的生活节奏加快，设计一种以使用方便为前提，能够快速测出人心率的心率计，不仅是临床者的欲求，也是体育训练者和外出旅游者的需求，因此，单片机快速心率计有着广阔的市场前景。
根据设计任务要求：①心率计要在5秒钟内显示被测人的心率参数②要求设计异常声光报警③心率传感器要求套在手指测量。该设计，从符合操作简便、外表美观、实用、安全的要求出发，完成设计和调试的
全过程，该产品经过数十人的测试，符合毕业设计题目的要求。
1.2课题设计的目的及功能实现的方法
现在经常可以看到在许多小型医院里，对心率的测定仍采用人工听诊器的方式，为了方便心率的采集，决定用AT89S52单片机为主芯片制作一个简单易用易携的心率计，能自动测量心跳次数并数字化形象直观的表现出来。为此，其中心率计特色功能的实现主要靠有效稳定的信号采集模式，可以通过查阅资料发现主要的心率采集有两种方法：通过一对红色发光二极管实现和通过压电陶瓷芯片实现。
方案一：检测的基本原理：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变，当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小；当血液流回心脏，
组织的半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最
为明显。因此，本心率计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述位置，并用装在该部位另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转化为电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形、计数和显示，就能实现实时检测脉搏次数的目的。
方案二：检测的基本原理：随着心脏的搏动，人体手腕的脉搏及颈部的搏动较为明显，我们采用压电传感器放在上述位置，把压电传感器测到的信号转换成脉冲并进行整形、计数和显示，就能实现实时检测脉搏次数
的目的。
1.3论文结构
本文阐述了基于单片机设计的心率计的设计原理与实现方法。以AT89S52单片机为基础，实现了心率计的各种功能。文中详细地描述了心率计的设计过程，包括：取样电路、放大电路、比较电路、A/D转换电路和单片机处理电路和显示电路，同时还提出了基于单片机的编码、译码程序设计流程图。从整体上实现了心率计的功能。
第1章：对本论文的选题的目的和意义以及论文的结构进行了阐述，并说明了心率计的设计思路及课题的设计和要求。
第2章：介绍了系统整体方案的设计与原理总图，简要的介绍了设计的原理和框图介绍。
第3章：详细介绍了系统所需的主要元器件单片机AT89S52、运算放大器LM324N、比较器OP07DP、 A/D转换器及部分元器件使用说明。
第4章：详细介绍了单片机最小系统，对取样电路、放大电路、比较电路、A/D转换电路和单片机处理电路和显示电路进行了设计。并附了部分电路的仿真图。
第5章：在硬件设计的基础上，阐述了对软件的设计并介绍了程序计算
方法，给出了程序主程序和子程序。
第6章：在本章介绍了软硬件调试、焊接及仿真和结果分析
第7章：总结本文的研究工作，对心率计未来的发展方向及需要改进的地方进行了展望。
2总体方案设计
2.1心率计原理
随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小;当血液流回心脏，组织的半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。因此，本心率计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形、计数和显示，就能实现实时检测脉搏次数的目的。本电路把心跳脉冲输入给计数器之前，作了100倍频处理，组成方框图。假设心跳每分钟为n次，相当频率n/60Hz，则100倍频后为5/3nHz，这时，只要计数闸门设置为0.6秒，则能准确显示出心率来。如n=76，100倍频
后频率为127Hz，通过脉冲为127×0.6=76，正好与实际心率相符。
2.2总体电路框图设计
心率计的总体设计电路框图如图2-1所示，主要包括取样电路、放大电路、比较电路、A/D转换电路和单片机处理电路和显示电路．先用红外光电传感器采集与心跳同频率的信息，当人体组织半透明度的数值较大时，红外光电二极管Dl发射出的透过人体组织的光强度很弱，光敏三极管无法导通，所以输出端为高电平；当人体组织半透明度的数值较小时，红外光电二极管Dl发射出的透过人体组织的光强度较强，光敏三极管导通，输出端为低电平，这样就形成了频率与脉搏次数成正比的低频信号，它近似于正弦波形．脉搏为50次，分时，频率是0．78Hz，199次，分时是3．33Hz，从传感器过来的是低频信号．该低频信号首先经RC振荡器滤波以消除高频干扰，经无极性隔直流电容C3、C5加到线性放大器的输入端．放大器将信号放大200倍，并与R7、c6组成截止频率为10I-Iz左右的低通滤波器以进一步滤除残留的干扰．正弦信号经CIO、R14微分形成尖脉冲信号，单稳态
振荡电路将尖脉冲信号转化为同频率的长脉冲信号，该脉冲信号通过R17送到单片机后，软件对信号进行处理，最后在数码管上显示数值。
图 2-1 系统设计原理框图
3元器件选择及其功能介绍
3.1单片机AT89S52
主要性能：
（1）与MCS-51单片机产品兼容
（2） 8K字节在系统可编程Flash存储器
（3） 1000次擦写周期
（4）全静态操作：0Hz～33Hz
（5）三级加密程序存储器
（6） 32个可编程I/O口线
（7）三个16位定时器/计数器
（8）八个中断源
（9）全双工UART串行通道
（10）低功耗空闲和掉电模式
（11）掉电后中断可唤醒
（12）看门狗定时器
（13）双数据指针
（14）掉电标识符
功能特性描述：
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，
一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止.AT89S52的引脚结构如图3-1所示。
图 3-1 AT89S52的引脚结构
3.2传感器OPT101
3.2.1OPT101的技术性能
OPT101型传感器是美国B-B公司研制的集光敏器件（光敏二极管）与信号放大于一体的器件.采用单电源供电，压电输出。输出电压随照射到光敏器件的光强度呈线性变化。可用于医疗仪器、实验室仪表、位置与接近探测、图像分析、条线码扫描器、温室的光照度控制等。OPT101型传感
器内部电路结构如图3-2所示。
OPT101型传感器的性能、特点：
（1）单电源供电 +2.7V~~+36V
（2）光敏二极管的尺寸：0.09*0.09in
（3）片内放大器反馈电阻：Rf=1MΩ
（4）光敏二极管响应：0.45A/W(650nm时)
（5）响应带宽：14K Hz（Rf=1MΩ）
（6）静态电流：120 mA
(7) 采用8引脚DIP，5引脚SIP，与8引脚表面贴装封装
（8）工作温度：0~70℃
图 3-2 OPT101型传感器内部电路结构
3.2.2OPT101的典型应用
应用片内1MΩ与3pF组成的反馈网络，即将引脚4、5连接即构成基本应用电路；这是电路的输出幅度与照射光线波长的关系如图3-3，照射光线的入射角与输出幅度的关系如图3-4所示。
图 3-3 电路的输出幅度与照射光线波长的关系
图 3-4 照射光线的入射角与输出幅度的关系
当不用片内反馈网络，使用外部反馈网络时（在2脚与5脚间），其输出特性与频率特性如图3-5和3-6所示。
图 3-5 采用外部反馈网络时的输出特性
图 3-6 采用外部反馈网络时的频率特性
3.3集成运算放大器OP07
这些低成本JFET输入运算放大器整合在一个单片集成电路上，是目前国家最先进的线性技术。每个内部补偿运算放大器具有良好的匹配低输入
高电压JFET 输入设备的偏移电压。该技术提供广泛的BIFET 带宽和快速的低输入偏置电流的转换速率，输入失调电流和电源电流。这些器件在单、双和四引脚与业界标准运算放大器MC1741兼容。集成运放TL184CN 的最大额定值如表3-1所示。
OP07的性能特点：
（1）输入失调6.0 mV 和15 mV 的最大电压选项
（2）低输入偏置电流：30pA
（3）低输入失调电流：5.0pA
（4）增益带宽：40 MHz
（5）高压摆率：13V/us
（6）低电源电流：每个放大器1.4mA
（7）高输入阻抗：1012
表3-1 TL184CN 的最大额定值
3.4 低功率运算放大器LM324N
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。其最大额定值如表3-2所示，与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有显著的有点：该四放大器可以工作在低到3.0伏或高到32伏的电压下，
类别
符号 大小 单位 电源电压 VCC
VEE 18 -18 V 差分输入电压 Vid ±30
V 输入电压范围 Vidr ±15
V 输出短路持续时间 Tsc 连续，没中断
操作环境温度范围 TA 0~~+70
℃ 储藏温度范围 Tstg -65~~150 ℃
静态电流大致为MC1741的五分之一（对每个放大器而言），共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性，输出电压范围也包括负电源电压。其特点为：
（1）短路保护输出（2）真差动输入级
（3）单电源工作，3.0V~~32V （4）低输入偏置电流，最大100nA[LM324A] （5）每一个封装四个放大器（6）内部补偿
（7）共模范围扩展到负电源（8）行业标准引脚输出
（9）在输入端的静电放电位增加可靠性而不影响器件的工作
表3-2 LM324的最大额定值
额定值符号LM324,
LM324A LM2902
LM2902V
单位
电源电压单电压分离电压VCC
VCC,VEE
32
±16
26
±13
Vdc
输入差动电压范围Vidr ±32±26Vdc 输入共模电压范围Vicr -0.3至32 -0.3至26 Vdc 输出短路持续时间 Tsc 连续
结温 Tj 150 ℃保存温度范围Tstg -65~+150 ℃
工作环境温度范围TA -25~+85
0~70 -40~+105
-40~+125
℃
3.5A/D转换器ADC0809
ADC0809是4位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便.ADC0809具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关,每个
转换周期均有:自校准(调零),正向积分(被测模拟电压积分),反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲).ADC0809为DIP28封装,芯片引脚排列如图3-7所示，主要参数如表3-3所示：
图3-7 芯片ADC0809引脚图
表3-3 ADC0809的主要参数
电源电压V+ +6V 温度范围0~70℃V- -9V 热电阻PDIP封装qJA 55
模拟输入电
V+ to V- 最大结温150℃
压
参考输入电
V+ to V- 最高储存温度范围-65~~150 压
时钟输入电
GND to V+ --
压
4系统硬件结构设计与仿真
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、信号采集、信号放
大、比较电路及信号转换电路五部分。单片机采用AT89S52或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测由传感器OPT101信号采集电路输出的信号。显示电路采用简单实用的四位LED数码管，信号用OP07放大，比较电流用LM324N。仿真主
要包括放大电路与-5V电源电路与比较电路。
4.1单片机最小系统
AT89S52是片内有EPROM的单片机。因此，用这种芯片构成的最小系统简单、可靠。用AT89S52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路以及扩展的简单I/O口即可，如图4-1所示。由于受集成度、片内功能的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点为：
有可供用户使用的较多的I/O口线。由于不需要扩展外部存储器，EA 应接高电平，P0、P1、P2、P3均作为用户I/O口使用。
内部存储器容量有限。
应用系统开发具有特殊性。如AT89S52的应用软件须依靠半导体厂家用半导体掩膜技术置入，故AT89S52应用系统一般用作大批量生产的应用系统。另外，P0、P2口的应用与开发环境差别较大。
图4-1 单片机最小系统原理图
4.2信号采集电路
信号采集电路如图4-2所示。D1与Vb组成光电传感器。因光电传感器输出的点脉冲信号时非常微弱的信号，而且频率很低（如脉搏50次/分钟为0.78Hz，200次/分钟为3.33Hz），并且还伴有各种噪声干扰，故该信号要经过R3、C1低通滤波，去除高频干扰。当传感器检测到较强的干扰光线时，其输出端的直流电压信号会有很大变化。
图4-2 信号采集电路
4.3信号放大电路与仿真
4.3.1信号放大电路与仿真
如图4-3所示，R5与R1、R2、R3的电阻和之比为放大器的放大倍数，经过计算所得改放大器的理论值为200倍，但由于11号接口上-5V供压不足再加上材料限制和人为的因素，该放大倍数只有20倍左右。
图中C2为耦合电容，作用为隔直流通交流，之所以使用10u的电容，是为了让所有的信号通过。C3同C2一样。信号放大电路仿真图如图4-4所示。
图 4-3 信号放大电路
包头铁道职业技术学院 毕业论文 学生姓名：孙文磊 年级：2011 专业：工程测量技术 指导教师：高润喜 完成日期：2014年5月1日 第一章绪论 第二章工程测量的测量仪器 第三章隧洞地面和地下高程控制网略图 第四章隧洞地面和地下平面控制测量设计说明 4.1 确定遂洞地面和地下平面控制网的等级进行遂洞横向贯通误差的预计4.2 地面和地下平面控制测量等级的各种技术要求 4.2.1 地面控制测量的等级标志形状和尺寸的设计 4.2.2 平面控制测量所用的仪器
第五章隧洞地面和地下高程控制测量设计说明 5.1 地上高程控制测量误差引起的竖向贯通误差≤15mm 5.1.1 竖向贯通误差的预算 5.2 地面和地下高程控制测量的等级的各种技术要求 5.2.1 高程控制点的标志设计 5.2.2 确定所使用的仪器和工具 5.2.3 高程控制测量的外业观测方法、各项限差及内业计算的计算要求5.2.4 外业成果的整理与平差计算 第六章隧洞施工放样方法、精度的设计说明 6.1 洞外中心线的测设方法及要求的设计 6.2 隧洞中心控制桩外的设计 6.3 洞内施工导线、基本导线、主要导线的精度、测量方法设计6.4 隧洞内高程控制点测量方法、精度要求 6.5 隧洞进出口点的设计高程、个100 整数桩的设计高程 6.6 隧洞施工面的放样方法
6.7 纵、横和竖向贯通误差的测定方法 第七章总结 第一章 东山隧洞施工测量工程位于维州市东山镇西南方向，其东南方向是东山小学，离东山镇约2km ，离东山小学约1.5km ，距其不远有一条穿过东山镇的南北公路。公路对隧洞的施工提供了比较方便的交通路线。 隧洞全长为3156m ，穿过东山山头，东山山头的高程H=198.236m 。隧洞进口的设计高程HA=78.000m ，隧洞的设计坡降为0.3% 。 第二章本工程测量单位所拥有的测量仪器为 （1）全站仪，测程3km ，测距精度：±（2mm +2ppm · D ） 测角精度：± 2 ″ （2）DS3 水准仪 （3）30m 钢尺 根据所拥有的仪器及遂洞的地形图采用光电测距导线网作为平面控制网。由东山地形图可知道该地形比较陡，通视条件差，不宜布设多边形的平面控制网，测角网测量的角数比较多降低测量的速度，随着全站仪测距精度的提高，采用边角网的平面控制网可以提高测量的速度同时也可以保证测量的精度。由表 2.1.1 可知道平面控制网的等级可能为三等或四等，而且三、四、五等平面控制网，可以用相应等级的导线网来代替。所以本工程的控制网采用了光电测距导线网。平面控制网见东山地形图。 表 2.1.1 洞外控制网等级选择
存档号：学号： 石家庄铁路职业技术学院 毕业设计 分析水准测量的误差的来源及控制方法---以山西省某高速公路一期工程TJ4-4标段为例 系部: 测绘工程系 专业名称: 工程测量 指导教师Ⅰ: 姓名:
二0一二年十二月 诚信承诺 本人慎重承诺和声明： 我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理。 承诺人： 2012年 12 月 5
毕业设计（论文）评定表
毕业设计（论文）任务书
摘要 本次作业以山西省某高速公路一期工程TJ4-4标段控制点SB43至SB48的三等水准测量为实例，阐述了水准测量的基本原理及其水准测量的方法与水准路线。总结了在水准测量过程当中遇到的问题，并对山西省测量误差进行了详细的分析，指出了在测量过程中容易忽略的细节从而导致测量成果不符合要求的问题，进一步改进了在水准测量过程中发现的这些问题，最终得到满足要求的测量结果。 关键词：水准测量水准仪高程误差
目录 第1章绪论 (1) 1.1论文的背景和意义 (1) 1.2论文的主要内容 (1) 第2章水准测量的基本原理和方法 (2) 2.1 水准测量的基本原理 (2) 2.2 水准测量方法与水准路线 (3) 第3章勘察设计过程中水准测量的问题及控制方法 (5) 3.1 水准测量的现状 (5) 3.2水准测量中出现的问题 (5) 3.3仪器误差（系统误差）及控制方法 (8) 3.3.1 视准轴不平行水准管轴产生的误差及控制方法 (8) 3.3.2水准尺误差及控制方法 (9) 3.4观测误差(偶然误差)和控制方法 (9) 3.4.1符合水准管气泡居中误差及控制方法 (9) 3.4.2调焦误差和视差的影响及控制方法 (10) 3.4.3水准尺的倾斜误差及控制方法 (10) 3.5 外界条件（偶然误差）影响和控制方法 (11) 3.5.1 地球球气差和日照风力引起的误差及控制方法 (11) 3.5.2 仪器升降和水准尺下沉的影响 (12) 3.6水准测量时应注意的事项 (14) 第4章结论 (15) 参考文献 (16)
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
数字人体心率检测仪的设计 1.设计思路 本课题研究的是数字人体心率监测仪的设计，我所设计的检测仪，它使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出你的每分钟脉搏次数，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。采用红外光学检测法，摒弃了不便于运动状态下测量脉搏的听诊器和吸附在人体上的电极等老式测量方法。检测的基本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变：当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小：当血液流回心脏，组织则半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖，耳垂等部位最为明显。因此，本心率检测仪将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位的另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形，计数和显示，即可实时的测出脉搏的次数。 心率与脉搏的联系：心率与脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量有更容易实现的特点，在实际应用中得到更广泛的运用。 本检测仪的有效测量范围为50次—199次/分钟。 2 方案设计 2.1 心率采集处理电路 心率采集处理电路如图1-1所示。该部分电路主要由脉搏次数红外检测采集电路模块、信号抗干扰电路模块、信号整形电路模块等三个主要的电路模块组成。其中，红外线发射管D1和红外线接收管Q1组成了红外检测采集电路：R2与C1、C2与C3、R4与C4和ICA共同工程了信号抗干扰电路组，他们分别承担了对信号的低通滤波、干扰光
线的光电隔离、参与高频干扰的滤除等任务。另外，I CB、C5与R10、ICC则共同组成了信号整形电路模块。 图1 光电式脉搏波传感器的原理 其原理是利用光电信号来测量脉搏容量的变化。当血管内容量变化时，组织对光的吸收程度相对发生变化，利用光电传感器可测出这种变化，该变化反映出血液动脉的基本参数情况。根据朗伯特—比尔（lambert—beer）定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 光源和光敏元件分别处于被测部位的两侧，光源发出的光线可以经指尖部组织投射到光敏元件所在的窗口，从而有光敏元件检测出脉搏的波动信号，这样纪录的波也有将其作为指尖容积波处理，通常称这种传感器为透射型光电式脉搏波传感器。 本次设计原用的透射型光电式脉搏波传感器，其电路如图2 所示。
人体脉搏计 （1） 设计内容及要求 设计题目：设计一个人体脉搏计。 内容简要：人体脉搏计的设计是基于传感器，放大电路，显示电路等基础电路的基础上，实现对人体脉搏的精确测量。其设计初衷是适用于各年龄阶段的人群，方便快捷的测量脉搏次数，并用十进制数显示出来。具体的各部分电路接下来将介绍。 传感器信号：传感器采用了红外光电转换器，作用是通过红外光照射人的手指 的血脉流动情况，把脉搏跳动转换为电信号。 放大电路：由于人体脉搏跳动经过传感器后的初始信号电压值很小，所以利用反相放大器将采集的电压信号放大约50倍。又因为该信号不规则，将接入有源滤波电路，对电路进行低通滤波的同时，再次将电压信号放大1.6倍左右。该电路使信号得到80倍的放大，充分的放大方便了后面的工作电路。 整形电路：本电路旨在采用滞回电压比较器对前面放大以后的信号进行整形，使信号更规则，最终输出矩形信号。 倍频电路 ：倍频电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频处理，以便在15s 内测出1min 内的人体脉搏跳动次数，从而缩短测量时间，以提高诊断效率。 基准时间产生电路：基准时间产生电路的功能是产生一个周期为30s （即脉冲宽度为15s ）的脉冲信号，以控制在15s 内完成一分钟的测量任务。具体各部分是由555定时器产生一个周期为0.5秒的脉冲信号，然后用一个D 触发器进行二分频得到周期为1s 的脉冲信号。再经过由74LS161构成的十五进制计数器，进行十五分频，再经D 触发器二分频，产生一个周期为30s 的方波，即一个脉宽为15s 的脉冲信号。 计数、译码、显示电路：计数器采用3个二进制计数器74LS161分别作个、十、百位，并将其设计成十进制计数器（逢十进位），再由7448译码器译码后接到七段数码管LTS547R （共阴极）上完成三位数十进制数的显示。 控制电路：控制电路的作用主要是控制脉搏信号经放大、整形、倍频后进行计数的时间，另外还具有启动电路及为各部分电路清零等功能 设计要求：最终仪器要能够实现在15s 内测量1min 的脉搏数，并且显示其十进制数字。参考值：正常人的脉搏数为60~80次/min ，婴儿为90~100次/min ，老人为100~150次/min 。所以需要三个显示数码管才能完成显示功能。 （2） 系统框图介绍及方案选择 结合以上各部分电路内容及设计要求分析，以控制电路为枢纽，将经传感器、放大整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制，使其能够准确的显示脉搏数。脉搏计的原理结构图如下： 根据此框图，各部分电路有如下几种设计方案：放大电路可以在同相放大器和反相放大器之间选择，二者几乎没有区别，在此选择使用反相比较器；整形电路可以用555构成的施密特触发器或者由运放组成的迟滞电压比较器，考虑到运放的使用较555简单方便，图1 脉搏计结构框图 控 制 电 路 基准时间产生电路 计数 译 码 显示 传感器 放大与整形 倍频器
工程测量毕业论文范文2篇 工程测量毕业论文范文一：建筑工程测量错误与对策 目前，我国建筑工程建设中存在一些问题，严重影响了工程建设和企业效益。其中建筑工程测量工作是工程建设中的重要基础工作，对工程建设具有重要意义。 1建筑工程测量工作中常见的错误 1.1轴线定位错误 轴线定位出现错误将会产生严重的后果，整体建筑物的定位会随之出现偏差，相应的规划布局和前期的设计工作都失去意义，会给建设单位造成巨大的经济损失。 1.2单根桩定位错误 由于桩基础测量定位的过程繁琐，实践当中有很多因素都能够对单根桩定位造成影响，进而产生错误。在施工中经常发生这种错误，对于基础开挖前的单根桩位定位错误通常可以采取补救措施，对于基础开挖后发生的单根桩位定位措施很难补救和处理。 1.3测量放样错误 有很多原因都能够造成测量放样错误，主要包括: (1)没有复核或正确理解红线交点和设计图纸尺寸。没有依据图纸上的建筑尺寸复核所交的红线点，因需根据设计图纸的相关坐标定位红线放样，所以在这个过程中经常出现此类错误。 (2)没有正确理解图纸。连体大型基础工程和建筑物相连接的
工程经常出现图纸理解错误问题。一般建筑设计通常分成几张图纸出图，局部和整体的关系错误经常出现在测量放样的过程中。 (3)标错施工桩位表编号图中的尺寸。设计基础平民图桩位的出图通常有桩基础施工单位编号进行，在当前的cad绘图中经常出现编号图尺寸标错，如果改正不及时施工测量也会发生错误。 (4)现场放样的过程中计算出现错误及尺寸拉错。天气、场地、其他因素都会对桩基基础施工造成影响，因此经常在施工前才开始实时测量定位所定位的桩位，计算错误、尺寸拉错、计算书写错误经常出现。 (5)因计算器、仪器等测量设备造成的错误。实践中一些单位使用的仪器经常存在有误差或者不准的情况，进而造成测量错误。还有一些测量错误是由于计算器没有进行校核、功能设置不当等原因造成的。 2基础工程测量的有效措施 2.1建筑物定位测量 根据设计所给定的条件，在地面上测设建筑物四周外廓主轴线交点，建筑物桩位轴线的据此进行测量，是建筑物定位测量的主要过程。 2.2编制桩位测量放线图和说明书 为了促进桩基础施工测量的顺利进行，工程人员应当根据工程资料在作业前对桩位测量放线图和说明书进行编制。 (1)对定位轴线进行确定。通常将外形整齐、平面呈矩形的建筑物的外廓墙体中心线作为建筑物定位主轴线，这样便于工程人员进行实测操作;外形不规则、平面呈弧形的复杂建筑物的定位主
数字心率计设计说明书 1、程设计任务书
2.说明书正文 2.1：任务分析与方案设计 心率计是用来测量一个人心脏在单位时间跳动次数的电子仪器。心脏的收缩和舒张引起血压的变化，不同年龄段和不同健康状况的人正常血压范围有较大差异，但是收缩压和舒张压的差值却大致都在40mmHg~50mmHg 范围内。基于此，可以利用压力传感器将人体血压的变化转化成电压的变化，再通过滤波、放大、整形后得到方波，由模拟转化成数字后再进行后续处理。现提出两种计数方案： 1）定时计数 在一定时间内对脉冲信号进行计数。由于任务要求在短时间内测出1分钟心脏跳动的次数，则需要对整形后的方波信号进行倍频；又由于测量误差要求≤±4次/分钟，则最多可以4倍频，此时，测量时间为15s 。 电路模块方框图： 2）定数计时 在定数的脉冲信号持续时间内，对标准时钟信号进行计数，再通过转换得到心率值。如 设置标准时钟信号周期为0.1s ，在 6个脉冲信号持续时间内（即5个心脏跳动周期）对标准时钟信号进行计数，设计数值为 N ，则心率为3000/N 。计算过程如下： 每个脉冲周期To=0.1N/5 s ，则心率S=60/To=3000/N(次/ 分钟）。 电路模块方框图： 方案一的测量时间长，测量误差也较大，且测量误差与测量时间成反比关系；但是计数
值即为心率值，电路实现较为简单。方案二测量时间短，测量误差也小；但是计数后的值还需要进行除法转换后才是心率值，电路实现较为复杂，成本也较高，故采用方案一。 2.2:电路设计，元器件参数计算及选择 2.2.1:传感器的选择 传感器的选择需要综合考虑各项性能参数，这些性能参数要能满足测量要求，现对传感器的各项性能参数以及任务要求分析如下： 1）线性度指传感器输出与输入之间成线性的程度。任务要求是测量心脏跳动的次数，而并未要求测量出血压值，故只需要得到一个个脉冲输出即可，对其量值没有太大要求，故系统对传感器线性度要求不高。 2）灵敏度灵敏度是传感器在稳态下输出变化量对输入变化量的比值。由于人的血压压力较小，属于微压，也是微压差，故要求传感器有较大的灵敏度，才有一个比较大的输出量，对噪声的抑制也会更高。当然，灵敏度也要和后级放大器的放大倍数相匹配，并不是越大越好。3）迟滞也叫回程差，是指在相同测量条件下，对应于同一大小的输入量，传感器正反行程的输出信号大小不相等的现象。由于系统仅要求测出脉冲输出即可，故对迟滞性能要求不高。4）重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得输入-输出特性曲线一致程度。重复性好，对于噪声抑制有利，故要求传感器有较好的重复性。 5）漂移指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的程度。要求传感器有较小的漂移。 6）频率响应由于脉搏频率较低，所以对传感器频率响应要求不高。 综合以上性能参数以及任务要求，可以选出既能满足测量要求，又最便宜的传感器。通过搜集大量压力传感器信息进行综合比对，飞思卡尔的MPX2050D压阻式硅压力传感器能够满足要求。其主要特点如下： 压力范围0到50kPa 温度补偿范围0 到 +85℃ 独有的硅切应力应变片 提供编带式或卷轴式出货封装选项 对供电电压比率输出 外壳采用聚砜（Mindel S–1000）材料（医用5级许可） 图2.1 传感器外形图图2.2 传感器示意图 其主要性能参数如下： 表2.1
1.消抖电路： 2.分频器： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity fpq is port (clk: in std_logic; f50k:buffer std_logic:='0'; f1k:buffer std_logic; f5k:buffer std_logic; f2k:buffer std_logic; f100hz:buffer std_logic; f2hz:buffer std_logic; f1s:buffer std_logic; f6s:buffer std_logic:='1'); end fpq; architecture one of fpq is signal count_6s,count_100: std_logic_vector(3 downto 0); signal count_1m,count_1s,count_05s,count_1k,cou nt_2k, count_5k: std_logic_vector(8 downto 0); signal count_hec:std_logic_vector(9 downto 0); signal fpq_hec:std_logic_vector(9 downto 0); Begin --50khz process(clk) begin if(clk'event and clk='1')then if(count_1m="011111001")then--500分频(系统时钟25MHz) count_1m<="000000000"; f50k<=not f50k; else count_1m<=count_1m+1; end if; end if; end process; --5Khz process(f50k) begin if(f50k'event and f50k='1')then if(count_5k="00000100")then--10分频count_5k<="000000000"; f5k<=not f5k; else count_5k<=count_5k+1; end if;
电子课程设计目录 第一部分电子课程设计题目及要求 1．题目 (1) 2．设计目的 (1) 3．设计内容及要求 (1) 4．脉搏计的基本原理 (1) 第二部分设计方案 1. 提出方案 (2) 2. 方案比较 (3) 第三部分电路设计与分析 (4) 1. 信号发生与采集 (4) 2. 放大电路 (4) 3.有源滤波电路 (5) 4.整形电路 (7) 5.倍频器 (9) 6.基准时间产生电路 (10) 6.1 NE555定时器 (10) 6.2 用555定时器构造施密特触发器 (11) 6.3 用施密特触发器构造多谐振荡器 (12) 7.计数译码器 (13) 7.1 计数电路 (13) 7.2 译码显示 (14) 8.控制电路 (17) 第四部分所用元件及实验心得 (18) 1.元件列表 (18) 2.实验心得 (18) 3.参考文献 (18) 附：总原理图 (19)
第一部分电子课程设计题目及要求 1. 题目人体脉搏计 2．设计目的 2.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。 2.2掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。 2.3熟悉集成电路74LS00、74LS161、CC4518、CC4511、晶闸管、有源滤波电路的特点、用途及主要参数的选择方法。 3．设计内容及要求 3.1设计题目：设计一个脉搏计。 3.2要求：实现在15s内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。正常人的脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。 3.3放大与整形电路 放大电路：电压放大倍数u A 约为11倍，选R 4 =100 KΩ，C 1 =100μF。试选择其它元 件参数。有源滤波电路：电压放大倍数选用1.6倍左右。运放可均采用LM324，也可选其它型号运放。 整形电路：选用滞回电压比较器，集成运放采用LM339，其电路参数如下：R 10 =5.1KΩ， R 11=100 KΩ，R 12 =5.1 KΩ。 倍频电路：异或门选用可采用CC系列、也可采用TTL系列。基准时间产生电路：试选择电路其它未知参数。 计数、译码、显示电路：试选择电路其它未知参数。 控制电路：试选择电路其它未知参数。 4．脉搏计的基本原理 分析设计题目要求脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。由给出的设计技术指标可知，脉搏计是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几个毫安），它的基本功能应该是 ①用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。 ②在短时间内（15s内）测出每分钟的脉搏数。 简单脉搏计的框图如图1所示。 图1.1 脉搏计原理框图
江西工业贸易职业技术学院毕业设计 摘要 随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。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。本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。 脉搏；单片机；光电传感器；脉冲信号；便携式关键词： I 江西工业贸易职业技术学院毕业设计 目录 摘要I........................................................................................................................................ .第1章引言....................................................................................................................... 11.1概述. (1)
1.2基于单片机的心率测试仪的发展与应用 (2) 1.3本设计的主要内容 (3) 第2章整体方案分析.................................................................................................... 4. 2.1任务 (4) 2.2要求 (4) 2.3系统的整体方案 (4) 2.4 方案的对比和论证 (4) 2.4.1脉搏检测传感器的选择 (4) 2.4.2单片机的选择 (6) 2.4.3显示部分的选择 (6) 2.5设计时要考虑的问题 (7) 2.5.1环境光对脉搏传感器测量的影响 (7) 2.5.2电磁干扰对脉搏传感器的影响 (7) 2.5.3测量过程中运动噪声的影响 (8) 2.6本章小结 (8) 第3章硬件电路设计分析........................................................................................... 93.1控制 器 (9) 3.1.1AT89S52 (9) 3.1.2AT89S52的特点 (9) 3.1.3AT89S52的结构 (9) 3.2脉搏信号采集....................................................................................................... 12 3.2.1光电传感器的结构及原理 (12) 3.2.2信号采集电路 (13) 3.3信号放大电路....................................................................................................... 13
陕西能源职业技术学院毕业设计论文 施工测量 学生姓名： 专业班级： 指导教师：
摘要 在工作项目中，工程测量是一项极其重要的基础性工作。测量施工的任何一次失误，都可能导致工程施工出现较大偏差，从而引起工程局部返工甚至报废，并延误工期，给工程带来巨大损失。因此，在施工过程中，如何控制好工程测量的施工质量，是一项非常值得研究的管理课题。
目录 摘要 (2) 1．工程概况 (4) 1.1总体简介 (4) 1.2建筑设计概况 (4) 1.3结构设计概况 (6) 2．测量工作的总体原则 (6) 2．1测量放线工作的基本准则 (7) 2．2编制测量记录的基本准则 (7) 2．3测量计算工作的基本准则 (7) 2．4施工测量验线工作的基本准则 (7) 3．测量准备 (8) 4．场区控制网的测设 (9) 4．1场区平面控制网的测设 (9) 4．2场区高程控制网的测设 (9) 5．建筑物的定位放线 (10) 6．±0.000m以下的施工测量 (10) 7．±0.000m以上的施工测量 (12) 8、复核、验线 (14) 9．测量人员现场安全管理措施 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17)
1．工程概况 1.1总体简介 表1 1.2建筑设计概况 表2
1.3结构设计概况 表3 2．测量工作的总体原则 坚持遵守先整体后局部、高精度控制低精度的原则（即先测设场地整体的平面和标高控制网，再以控制网为依据进行局部建筑物的定位、放线和抄平），实地测设工作要坚持科学、简捷，精度要合理、相称的工作原则。坚持计算工作和测量作业步步有校核的工作方法，随时消除误差，避免误差积累。所有结构控制线必须清楚明确，并从有利
烟台南山学院 数字电子技术课程设计题目脉搏计数电路设计 姓名：___ XXXXXX ___ 所在学院：_工学院电气与电子工程系 所学专业：_ 自动化 班级：___电气工程XXXX 学号：___XXXXXXXXXXXXXX 指导教师：_____ XXXXXXXX ___ 完成时间：____ XXXXXXXXXXXXX
数电课程设计任务书 一、基本情况 学时：40学时学分：1学分适应班级：12电气工程 二、进度安排 本设计共安排1周，合计40学时，具体分配如下： 实习动员及准备工作：2学时 总体方案设计：4学时 查阅资料，讨论设计：24学时 撰写设计报告：8学时 总结：2学时 教师辅导：随时 三、基本要求 1、课程设计的基本要求 数字电子技术课程设计是在学习完数字电子课程之后，按照课程教学要求，对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。初步掌握数字电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装调试方法。其中理论设计包括总体方案选择，具体电路设计，选择元器件及计算参数等，课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。 2、课程设计的教学要求 数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每3名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人
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。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。 本设计采用以AT89S52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示心率计的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、信号采集子程序、信号放大处理子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现心率测量的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。该心率计的原理是用红外光电传感器OPT101接收到人体信号，因人体信号很微弱，所以在电路中设置了双重放大电路（主要芯片：OP07、LM324N）。该信号经放大整形处理后传给A/D转换器实现模拟信号转为数字信号，经过以上处理后，再传给单片机AT89S52计算，计算完后由四位数码管显示出来。 该心率计可以简单的测量出人的心跳和人体体温，基本实现了预定的目标，这将大大减少病人测量心跳和体温的时间。 关键字：心率；测量；单片机AT89S52；转换器
Abstract Today in the rapid development of society, people's material and cultural life has been greatly improved, but also a variety of diseases threatening people's lives; and heart attack is it difficult to prevent sudden fatal disease, so health is also valued by more and more people. The design problem to be solved is that you can measure heart rate, cardiac disease, heart disease and other digital heart rate meter. This design uses to A T89S52 microcontroller core, low-cost, high accuracy, digital display of heart rate meter miniaturization of hardware and software design. The probe by the single chip integrated analysis of signal processing functions to achieve heart rate measurement. On this basis, the overall design of the system program, and finally achieved through various hardware and software modules. With the relevant parts of the hardware circuit, the program flow chart. The principle of the heart rate meter is used to receive infrared photoelectric sensor OPT101 to human signals, the signal is very weak because of the human body, so the circuit is set in the dual amplifier (main chip: OP07, LM324N). The signal passed through enlarged plastic treated A / D converter for analog signals into digital signals, with the above treatment, and then passed to microcontroller AT89S52 calculated, finished up by four digital displayds heart rate, The heart rate meter can easily measure the person's heart rate and body temperature, essentially achieving its stated goals, which will greatly reduce the patients of heart rate and body temperature of the time. Keywords: heart rate；measurement；microcontroller AT89S52；converter
电子脉搏计 课 程 设 计 报 告 组长：蔡新源 组员：史志华、张重彬、李海磊、杨威力、刘世洋、孙景伟、冀鹏辉、杨冠军、李峰 朝
目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 第二章各种元器件及其应用 (5) 1、集成同步计数器及其应用张重彬 (5) 2、BCD-七段共阴数码管史志华 (7) 3、74LS161 计数器的应用杨威力 (10) 4、五进制的自循环冀鹏辉 (12) 5、集成同步计数器及其应用刘世洋 (13) 6、用 74LS161构成一个十进制计数器李海磊 (14) 7、四进制的自循环杨冠军 (15) 8、用 74LS290设置七进制计数器李峰朝 (17) 9、七进制的自循环孙景伟 .. 19 第三章数字脉搏计时器的方案比较 (21) 3.1方案论证 (21) 3.2提出方案 (21) 3.3方案比较 (23) 第四章单元电路的设计 (23) 4.1电路总体框图 (23) 4.2采集、放大与整形电路 (23) 4.2.1传感器 (24) 4.2.2放大电路 (24) 4.2.3整形电路 (25) 4.3倍频电路 (26) 4.4基准时间产生电路 (28) 4.5 计数、译码、显示电路 (28) 4.6 控制电路 (31)
总结 (32) 摘要 人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。 本文主要介绍了数字式脉搏计的具体实现方法，利用压电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。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。 关键词脉搏计；脉冲信号；压电传感器
工程测量毕业论文The final revision was on November 23, 2020
一、绪论 随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。 地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。 地形测量包括控制测量和碎部测量。①控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础，用三角测量或导线测量方法在整个测区内测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下，用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。②碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。按所用仪器不同，有平板仪测图法、经纬仪和小平板仪联合测图法、经纬仪（配合轻便展点工具）测图法等。它们的作业过程基本相同。测图前将绘图纸或聚酯薄膜固定在测图板上，在图纸上绘出坐标格网，展绘出图廓点和所有控制点，经检核确认点位正确后进行测图。测图时，用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作为测站，在测站上安置整平平板仪 并定向，然后用望远镜照准碎部点，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向线，再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，按测图比例尺沿直尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，并在点旁注记高程。这样逐站边测边绘，即可测绘出地形图。传统的平板仪测图和经纬仪（或测距经纬仪）测图通称白纸测图，它
课程设计说明书正文 1：任务分析与方案设计 心率计是用来测量一个人心脏单位时间内跳动次数的电子仪器，由于人体各部位心率一致，所以通常测量人手臂处的脉搏即可测出人体心率。任务要求测出的心率为一分钟内心跳的次数，并显示，测量结果要与标准范围作比较，不在标准范围内则报警。 设计方案为:采用传感器，量脉搏的跳动，出微弱的信号，入放大器中放大；后通过滤波器滤除干扰信号后，将形整形为方波或脉冲信号；将其作为计数控制信号，用基准时间一定的方波作为计数脉冲在一个心跳周期内计数，计数值N 与基准时间T 的乘积就是一次心跳的时间。再对“60/基准时间T ”个脉冲进行N 分频，对分频后的信号计数，其计数值则为本次心率数值。之后计数器计数值输入到显示器中显示，同时，将其输入的频率进行F/V 转换后与标准电压值作比较，若，测量值不在标准值范围内则报警，即LED 灯亮。流程图如下。 2：电路设计，元器件参数计算及选择 2.1：传感器的选择 :
红外线检测原理： 随着心脏的博动，人体组织半透度随之改变，当血液流回心脏，组织半透度增大，这种现象在人体组织较薄的指尖、耳垂等部位最明显。用红外发光二极管产生红外线照射到人体上述部位，并用装在一旁的红外光电管来检测机体组织的透明度并转换成电信号，其信号频率与脉搏频率相对应并且其为低频近似的正弦信号。 TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上，利用红外光谱反射对象
电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为，电压放大器的输入阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输出阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证]1[。 仿真图： 黄色信号（下）为输入信号。 蓝色信号（上）为输出信号。 由图中可以看出，输入输出信号基本相等。 2.3:放大电路的设计 传感器输出为微弱信号，需进行放大后才便于后续电路的处理。考虑到后续电路中滤波器电路也具有信号放大的功能，所以放大器的放大倍数不宜过大，初 步选择为660倍。设计电路的原理如下：
一、绪论 随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。 地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。 地形测量包括控制测量和碎部测量。①控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础，用三角测量或导线测量方法在整个测区测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下，用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。②碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。按所用仪器不同，有平板仪测图法、经纬仪和小平板仪联合测图法、经纬仪（配合轻便展点工具）测图法等。它们的作业过程基本相同。测图前将绘图纸或聚酯薄膜固定在测图板上，在图纸上绘出坐标格网，展绘出图廓点和所有控制点，经检核确认点位正确后进行测图。测图时，用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作为测站，在测站上安置整平平板仪并定向，然后用望远镜照准碎部点，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向线，再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，按测图比例尺沿直尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，并在点旁注记高程。这
样逐站边测边绘，即可测绘出地形图。传统的平板仪测图和经纬仪（或测距经纬仪）测图通称白纸测图，它主要采用解析法和极坐标法，其成果为模拟式的图解图。由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。而全数字地形测图顺应现代测绘技术新潮流，利用先进的测量仪器（如GPS接收机、电子全站仪等）和自动化成图软件，采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作，它的成果为模型式的数字图。具体讲就是，以传统的白纸测图原理为基础，采用数据库技术和图形及数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。与传统白纸测图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，而是技术本质的飞跃。它主要有以下几个特点： 1、打破了外业的界线，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且大大减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。 2、打破了分级布网、逐级控制的原则。一个测区可一次性整体布网、整体平差，控制网可以是任意混合，所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，图根控制的加密可与碎部测量同时进行。 3、碎部点的记录要求具有特定的格式，这种格式能被数字测图软件所识别，能和数据库的建立统一起来；碎部点测量时可较多地应用自由设站的方法建立测站点，确定碎部点坐标的方法除极坐标方法外，还可灵活采用方向交会法、距离交会法、直角偏距法、导线法、对称点法等诸多方法，根据测区情况，可采用无码作业和编码作业。 4、碎部量测时不受图幅边界的限制，外业可不分幅作业，由业成图时自动进行分幅与接边处理。