基于单片机的脉搏心率测量仪论文

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。

郑大自考毕业设计（论文）题目：脉搏测量仪设计指导教师：职称：学生姓名：魏娟学号：专业：电子信息工程技术摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

单片机最小系统是在以STC89C52RC单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中。

本设计主要在单片机上扩展I/O口，复位电路，晶振电路，LED显示电路并写好底层程序，做出能应用于循环彩灯的最小系统。

关键词：最小系统，STC89C52RC, 循环彩灯灯Abstract:With the infiltration in the social field of the computer in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of target’s characteristic to combine concretly, in order to do perfectly.The smallest system one chip computer is in expands at the base of STC89C52RC one chip computer，make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED display circuitand writes the first floor procedure.Make for scrolling minimum system.Keyword：minimum system, STC89C52RC, scrolling目录1．绪论 (4)2.电路设计方案及功能分析 (5)2.1 设计目的 (5)2.2 设计要求 (5)2.3 系统基本方案选择和论证 (5)2.3.1、STC89C52RC介绍 (6)2.3.2、时间周期 (11)2.3.3、LED灯管 (12)2.3.4、发光二级管 (12)2.3.5、蜂鸣器 (12)2.3.6、锁存器 (13)2.4 系统框图 (13)3.系统的硬件设计与实现 (14)3.1 电源供电模块的实现 (14)3.2 复位电路 (15)3.3 晶振电路 (16)4. 系统的软件设计 (19)4.1 软件介绍 (19)4.1.1 Keil C51 (19)4.1.2 Protel99SE (20)4.1.3 Proteus (21)4.2程序流程图 (22)4.3 延时的计算 (23)5.系统调试及结果分析 (24)6.总结和体会 (24)7. 遇到问题 (24)8.参考文献 (25)9.附录 (25)9.1电路原理图： (25)9.2 元件清单 (26)9.3程序 (27)1．绪论由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-52系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。

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52单片机的脉搏心率测量仪。

系统以STC89C52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；STC89C52单片机；红外反射式传感器AbstractPulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements.Keywords：The pulse measuring instrument;STC89C52 single-chip microcomputer;The infrared reflection type sensor目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章概述 (1)1.1 选题的背景和意义 (1)1.2 脉搏心率测量仪的发展与应用 (2)第2章脉搏心率测量仪系统结构 (4)2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 (4)2.2工作原理 (5)2.3光电脉搏心率测量仪的特点 (5)第3章硬件系统 (7)3.1 控制器 (7)3.1.1 STC89C52 简介 (7)3.1.2 STC89C52 的特点 (7)3.1.3 STC89C52 的结构 (8)3.2脉搏心率信号采集 (10)3.2.1光电传感器的原理 (11)3.2.2光电传感器的结构 (11)3.2.3 光电传感器检测原理 (12)3.2.4信号采集电路 (12)3.3信号放大 (13)3.3.1放大器的介绍 (13)3.3.2 放大电路 (14)3.4 波形整形电路 (15)3.5单片机处理电路 (17)3.6 显示电路 (17)3.6.1 LCD1602 的综述 (19)3.6.2 LCD1602 的结构 (19)3.6.3 LCD1602指令集 (19)3.6.4 脉搏心率测量仪电路原理图 (21)第4章软件系统 (24)4.1 主程序流程： (24)4.2 定时器中断程序流程： (24)4.3 INT中断程序流程： (25)4.4 显示程序流程： (26)4.5 软件说明 (27)第五章抗干扰措施及使用方法 (27)5.1抗干扰措施 (27)5.1.1环境光对脉搏心率传感器测量的影响 (27)5.1.2电磁干扰对脉搏心率传感器的影响 (28)5.1.3 测量过程中运动噪声的影响 (28)5.2测量仪使用方法 (28)第6章系统调试 (30)6.1 系统调试 (30)6.2 系统检验 (31)6.3 误差分析 (32)第七章总结与展望 (34)参考文献 (36)附录 (38)致谢 (44)第1章概述1.1 选题的背景和意义脉搏心率携带有丰富的人体健康状况的信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断的发展和提高。

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。

*************学院**********学年第二学期毕业论文课题名称：基于单片机设计的脉搏测量仪设计时间：************************系部：电子信息工程系班级：*****电气技术姓名：***********指导教师：******************目录第一章引言 (3)第二章硬件电路设计 (4)2.1 AT89C2051主要性能 (4)2.2AT89C2051的结构框图 (5)2.3AT89C2051的引脚说明 (6)2.4 复位电路 (8)2.5 振荡电路 (8)第三章基本结构模块 (9)3.1 脉搏波检测电路 (9)3.2 脉搏信号拾取电路 (10)3.3 信号放大 (11)3.4 波形整形部分 (13)第四章整体电路分析 (14)4.1 光发射电路 (14)4.2 光电转换电路 (15)4.3 信号采集及处理系统 (16)4.4 过采样技术的应用 (16)4.5 整体硬件电路设计 (17)第五章软件设计 (18)5.1 程序设计 (19)结束语 (29)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (33)基于单片机设计的脉搏测量仪[摘要] 医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。

为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。

本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。

[关键词]：AT89C2051 单片机脉搏测量仪Single-chip design based on the pulse measuring instrumentZhou Jing0601 Electrical TechnologyAbstract: Nurse hospital wants to give in hospital every day the patient takes the pulse to record the patient each minute pulse number, the method is with the hand according to on the patient wrist's department artery, carries on the counting according to pulse's beat. For the saving of time, will not make 1 minute survey generally, usually will be surveys in 10 seconds time palpitation's number, will be multiplied by again the result 6 namely obtains each minute palpitation number, even if will do this is quite time-consuming, moreover the precision will not be high. This article introduced that one kind the pulse measuring instrument which manufactures with the monolithic integrated circuit, so long as the human places the finger in the sensor 2 seconds to be possible the precision measuring each minute pulse number, the measurement result showed with three digit. Key words: AT89C2051 monolithic integrated circuit pulse measuring instrument第一章引言脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。

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。

毕业设计(论文) 题目：基于单片机的脉搏测量仪的研究与设计摘要在传统的医疗检测中，脉象检测一直都起着非常重要的作用，人体的脉象包含着大量的人体的生理和病理方面的信息。

脉诊一直是医生诊断疾病的重要手段之一，但受人为因素的影响很大。

经医学观察研究表明，人体手指末端含有丰富的毛细血管和小动脉，这些动脉和人体其他地方的动脉一样，含有丰富的生理信息。

由于光电脉搏检测技术具有很高的绝缘性，且抗电磁等干扰能力强，可以对人体进行无损伤检测。

本文设计通过光电法对人体指尖的脉搏进行测量，并将测量信息送入单片机进行处理，最后通过数码管将测量结果显示出来。

将对脉搏信号的检测模块，脉搏信息的处理模块，单片机，数码管显示模块等电路集成在一块电路板上，形成一个简易的脉搏测量仪。

这种测量仪具有精确度高，体积小，价格便宜，易于操作等特点，特别适合于个人使用和家庭使用，给我们的生活带来极大方便，让我们第一时间对自己的身体状况有进一步的了解。

矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

关键词：脉搏；光电传感器；单片机；数码管AbstractIn the traditional medical testing，the pulse condition detection has been playing a very important role．The pulse condition of the human body contains a large number of physiology information and pathology information，the pulse examination has been being one of the important means for the doctor to diagnosis the illness．But the man-made factors influence it very much，the medical observation research shows．The end of the finger contains rich capillaries and small arteries．These arteries and the other arteries of the body hold rich physiologic information．The Photoelectric pulse detecting technology can test the body without damage owing to its high insulation and strong ability to resist the electromagnetic interference．This design in the text can survey the pulse of the finger tip through photoelectric method and transport the information to the microcontroller to do with it．At last，the result is showed by the digital tube．When the electric circuit such as the detection module of the pulse signal，the processing module of the pulse information，SCM，digital tube are integrated in the board of electric circuit，it formed an simple pulse measuring instrument，this instrument has high accuracy，small, cheap，and easy to operate．It is especially suitable for personal use and family use．It brings great convenience to our life，so we can have a further understanding of our body condition．聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

分类号 TP216 单位代码 11395 密级学号 0905270128学生毕业设计（论文）题目基于单片机的脉搏测量仪设计作者院 (系)专业测控技术与仪器指导教师答辩日期2013 年 6 月 1 日毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。

论文作者签名:年月日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，能反映出人体心血系统中许多生理疾病的血流特征。

根据人体脉搏信号特征，本论文设计了一种基于单片机的脉搏测量系统。

系统采用红外发射与接收二极管充当脉搏传感器来采集脉搏信号。

首先将采集到的信号通过低通滤波与放大电路对脉搏信号进行处理，然后，将放大的脉搏信号通过整形电路进行电压基准变化，在经过一次放大电路对整形后的脉搏信号进行放大，将信号转换为AT89S52单片机易于处理的脉冲信号。

通过单片机编程对脉冲信号进行处理，测量出一分钟内的脉搏次数，最终在数码管中直观的显示出来。

为了节省时间，一般不会作一分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内的脉搏数，再把结果乘以6即得到每分钟的脉搏数。

发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。

关键词：脉搏测量仪；AT89S52；LED；信号处理The Design of Pulse Measurement Instrument Based onSingle Chip MicrocomputerABSTRACTComprehensive information form, strength, speed and rhythm of the pulse wave show, can reflect the human cardiovascular system flow characteristic in many physiological diseases. According to the characteristics of the human pulse signals, this paper designed a pulse measurement system based on mcu.System uses infrared emitting and receiving diode acts as a pulse sensor to collect the pulse signal. Firstly, the collected signal through low-pass filtering and amplifying circuit for pulse signal processing, then, the pulse signal amplification of the voltage reference change through the shaping circuit, after an amplifying circuit amplifies the pulse signal after shaping, the signal is converted into AT89S52 microcontroller manageable pulse signal. Processing through the MCU programming on the pulse signal, measured the pulse of one minute, times, finally in the digital tube display.In order to save time, generally not as a measure of a minute, often is the number of pulse measurement 10 seconds, then the result is multiplied by 6 to obtain the pulse number per minute. Light emitting diode can be displayed by light pulse.Key words: Pulse measuring instrument; AT89S52; LED; Signal processing目录摘要 (III)ABSTRACT .................................................................................................................. I VI 1 绪论 . (1)1.1 脉搏测量仪介绍 (1)1.2 脉搏测量仪的应用 (1)1.3 本设计所要实现的目标 (2)1.4 本文的设计方案：采用以单片机为核心的控制方案 (2)2 主要器件介绍 (3)2.1 单片机的选择 (3)2.1.1 AT89S52简介 (3)2.1.2 AT89S52的特点 (3)2.1.3 AT89S52引脚功能说明 (4)2.2 传感器的选择 (6)2.2.1 红外发光二极管简介 (7)2.2.2 光敏三极管简介 (7)2.3 驱动芯片的选择 (8)2.3.1 74LS245简介 (8)2.3.2 74LS04简介 (8)2.4 显示器的选择 (9)2.4.1 三位共阳八段数码管简介 (9)2.4.2 八段数码管字形表 (10)3 系统硬件设计 (11)3.1 设计原理 (11)3.2 外围电路 (11)3.2.1 电源电路 (11)3.2.2 复位电路 (12)3.2.3 晶振电路 (13)3.2.4 脉搏信号采集放大电路 (13)3.2.5 LED显示电路 (14)4 系统软件设计 (17)5 软件调试及仿真 (19)5.1 软件编译 (19)5.1.1 工程的创建 (19)5.1.2 单片机的选择 (19)5.1.3 程序的编译 (20)5.2 系统仿真测试 (21)6 结论 (23)参考文献 (25)致谢 (27)附录A (29)附录B (31)1绪论1.1脉搏测量仪介绍脉搏测量仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，因此，在现代医学上具有非常重要的作用。