基于MSP430G2452单片机的便携式脉搏测试仪设计

毕业设计任务书扬州工业职业技术学院电子信息工程系09 届毕业设计（论文）开题报告书第三部分毕业设计报告目录第一章引言 (7)第二章硬件电路设计 (8)2.1 AT89C2051主要性能 (8)2.2AT89C2051的结构框图 (10)2.3AT89C2051的引脚说明 (11)2.4 复位电路 (12)2.5 振荡电路 (13)第三章基本结构模块 (13)3.1 脉搏波检测电路 (14)3.2 脉搏信号拾取电路 (14)3.3 信号放大 (16)3.4 波形整形部分 (18)第四章整体电路分析 (19)4.1 光发射电路 (19)4.2 光电转换电路 (19)4.3 信号采集及处理系统 (20)4.4 过采样技术的应用 (20)4.5 整体硬件电路设计 (21)第五章软件设计 (23)5.1 程序设计 (23)5.2 程序源代码 (24)结束语 (29)致谢 (29)参考文献 (30)基于单片机设计的脉搏测量仪周静0601电气技术[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。

基于430单片机的智能脉搏测试仪设计摘要本作品以TI公司MSP430F2619控制器为核心，设计并制作了红外脉搏测试仪。

采用红外对管，利用指端血液浓度随脉搏变化的原理，将脉搏信号转化为电信号，采用便宜实用的LM324运算放大器，进行信号的放大整形、滤波，处理过的信号经比较器LM311得到脉冲信号，送入单片机进行处理。

MSP430F2619的捕获/比较功能来测量一个脉冲的周期，大大缩短了计数的时间和测试实时性。

在软件处理上，对采入的数据进行算法处理屏蔽掉错误数值，对测试数据的稳定性有所提高。

利用MSP430F2619的内部AD功能，将脉搏信号转化成数字量，在液晶上进行画图，可以直观的看到脉搏的跳动情况。

对于测试数据，可以智能的将其存入单片机内部的FLASH，掉电也不会丢失，便于使用者对自己一段时间内的身体情况进行比较、评估。

整个系统采用两种供电方式：适配器供电和4节1.5V的电池供电。

两种供电方式切换简单，当插上适配器时系统采用适配器供电，当拔掉适配器时就是电池供电。

可以大大降低使用成本。

设计上解决了电源完整性、信号完整性等系列问题。

设计方案达到了预定的设计指标。

关键词: 脉搏仪,、MSP430、液晶、红外线、FLASH存储The Intelligent Pulse Meter designAbstract：This works by TI company MSP430F2619 controller as the core, the infrared pulse tester is designed and produced. Using infrared tube, using the principle of finger tip blood concentration change with pulse, the pulse signal into electrical signal, adopt the cheap and practical LM324 , signal amplification plastic, filtering, level after practical common comparator LM311 get pulse signal, into a single chip for processing. Use of MSP4430F2619 capture/compare function, measuring a pulse cycle, greatly reducing the real-time counting time and testing. On software processing for data mining into the algorithm processing block error values, to improve the stability of the test data. Using MSP430F2619 internal ADC function, the pulse signal is converted into digital quantity, drawing on the 240128 LCD, can see the pulse beat intuitive. For the test data, intelligently will be deposited in the single chip microcomputer internal FLASH, using also will not be lost, to facilitate users to a period of time the physical condition of comparison and evaluation.The whole system consists of two power supply modes: 1.5 V power supply and adapter section 4 of the batteries. Simple to switch between two kinds ofpower-supply modes, when system adopts adapter, power supply, plug in the adapter is the battery power when unplug the adapter. Can greatly reduce the cost. Design to solve the power integrity, signal integrity, etc. Design has reached the design index.Key words：pulse meter,MSP430、LCD、Infrared、FLASH storage第1章前言 (1)1.1 脉搏测试仪的应用与发展 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本文研究的主要内容 (2)第2章总体方案设计 (3)2.1 总体方案框图 (3)2.2 红外脉搏传感器原理 (3)2.3 一阶有源低通滤波器原理 (4)2.4 FLASH存储 (4)第3章硬件系统设计 (5)3.1 硬件系统的总体设计 (5)3.2 方案选择 (5)3.2.1 电源系统 (5)3.2.2 放大电路 (6)3.2.3 滤波电路 (6)3.2.4 比较电路 (7)3.2.5 A/D转换电路的方案选择 (8)3.2.6微处理器的选择 (8)3.3 硬件电路的设计 (9)3.3.1 电源部分 (9)3.3.2 MSP430F2619最小系统 (10)3.3.3 传感器部分 (11)3.3.4 放大电路部分 (12)3.3.5一阶有源低通滤波部分 (12)3.3.6 比较电路 (13)3.3.7 LCD显示模块 (14)3.3.8 键盘控制模块 (14)3.4 模块硬件实物图 (15)第4章软件系统设计 (17)4.1 键盘控制模块 (17)4.2 LCD显示模块 (18)4.3 脉冲周期的测量 (19)4.4 数据的ADC转换 (21)4.5 FLASH存储 (21)第5章软硬件调试与测试总结 (22)5.1 系统工作流程 (22)5.2 硬件测试及问题分析 (22)5.3 软件调试及问题分析 (23)第6章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章前言脉搏，临床科学的说法为心率，是病理研究中非常重要的参数之一。

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MSP430单片机的便携式手指脉搏测试仪邱治金，蓝慧雪（桂林电子科技大学，广西桂林541004）摘要：心血管疾病一直是人类健康的重大威胁，早发现早治疗是控制死亡率的关键，普及家用心血管疾病的检测仪器显得尤为重要。

该文介绍一种便携式手指脉搏测试仪的设计与实现。

系统采用MSP430F149单片机作为控制器，采用光电脉搏传感器检测脉搏信号，利用单片机内置12位A/D 转换器跟踪脉搏信号，由程序算法计算脉搏及脉动强弱。

脉搏数据存储在AT24C02存储器中，在LCD 液晶上显示。

经过反复测试验证，系统工作稳定，反应速度快，能在误差范围正确测量手指脉搏、超限报警、查看历史数据、显示实时时间等。

关键词：脉搏；便携式；单片机；光电传感器中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1009-3044(2020)34-0236-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：心血管疾病已经成为世界上发病率和死亡率第一的疾病，对人类的身体健康构成强大的威胁。

在我国，每年近300万人死于心脑血管病，平均每10秒钟就有一人死亡。

即使应用最先进的治疗手段，仍有50％以上的患者生活不能自理。

心血管疾病是可预防可控的，除了合理的饮食调节，日常监测更为重要，提早发现异常，能让患者得到及时有效的治疗。

人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，是血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波成为脉搏波。

脉搏波的形态、强度、速率和节律等，能反映出人体心血管的健康状况。

因此，本文介绍一种便携式手指脉搏测试仪得设计与实现，该测试仪成本低，使用方便，可有效监测使用者的脉搏数据信息，并能进行脉搏异常情况报警。

1系统整体设计系统由脉搏传感器对脉搏进行检测，输出脉搏电压模拟信号，由MSP430F149单片机内置的12位A/D 转换器对脉搏信号进行采样、转换。

然后由处理器对ADC 采回的数据进行处理、计算心率、存储数据，送液晶显示器显示。

摘要本作品根据题目要求指示，以精准脉搏测量电路为核心，以TI公司提供的LaunchPad MSP430（G2553）单片机开发板为核心控制。

应用单片机内部集成的10位8通道多路ADC做模数转换，与外部电路构成测试系统。

本作品根据题目要求使用+电源供电，测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。

同时具有脉搏上下门限警报、监护状态和回放状态，并可在128×64点阵屏幕上动态显示光电脉搏信号波形等功能。

本题目来自“2012年全国大学生电子设计大赛TI杯重庆赛区”关键词：自动测量；上下限报警；回放；监测；光电探头目录1 选题意义 (1)2 系统方案方案比较 (2)系统描述 (2)2.2.1芯片基本工作原理 (3)2.2.2整体描述 (3)3 脉搏测量原理 (4)4 电路分析CPU控制电路 (5)信号采集和信号处理电路 (6)键盘电路 (7)显示电路 (8)报警电路 (8)5 程序分析程序总体流程图 (9)核心程序流程图 (10)开发环境介绍 (10)脉搏计数算法 (11)程序节选 (12)6 系统测试测试结果及分析 (14)作品展示 (15)结论 (16)参考文献 (17)1选题意义从近代医学的角度来看人体循环系统承担着协调全身各组织的能量代谢输送氧气、营养物质运走代谢废物等重要的工作还承担运送抗体、激素等物质以协调整体的动态平衡。

从整体的角度对疾病进行综合分析显然循环系统的信息将占很重要的比重因此脉诊的临床意义很大它的机理是急待于我们进行研究的。

本设计中所介绍的脉搏测量仪运用了单片机技术它使用方便只需将手指端轻轻放在传感器上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的电极等老式测量方法利用光电信号来测量脉搏容量的变化有鉴于此,根据目前的微电子、单片机和计算机技术,我们通过对现有脉搏仪器的应用状况进行了调查,利用单片机研制成功一种便携式脉搏仪。

基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制的开题报告一、选题背景及意义随着人民生活水平不断提高，人们对健康的关注度也越来越高，特别是针对心脏健康问题。

心电监护仪作为一种医疗设备，具有判断心脏疾病、提供诊断依据等重要作用。

市面上的心电监护仪大多为专业医用设备，价格昂贵、使用复杂，不能满足一些特殊人群或家庭自我监护的需要。

因此，开发一种小巧、精准、简单易用的便携式动态心电监护仪成为了当前的研究热点。

基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制的意义在于，能够将高精度心电监测设备集成于一个小型设备内，既能够满足用户的随时用心电图仪的需求，也能够用于初级医疗单位或家庭自我监护。

该监护仪设计简单、价格低廉，用户易于操作、便于维护，具有很高的实用价值。

二、目标和研究内容本项目旨在研制一种基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪。

该监护仪具备以下主要目标：1.小巧便携：监护仪的体积小、重量轻，用户可随身携带，随时进行心电监测。

2.高精度：监护仪能够精确地测量心电信号，提供可靠的诊断依据。

3.易于操作：监护仪设计简单，用户易于操作。

4.实用价值高：监护仪价格低廉、维护方便，具有很高的实用价值。

为实现以上目标，本项目主要研究内容如下：1.硬件设计：设计合适的电路板，集成所需的传感器和其他设备，构建完整的监护仪硬件系统。

2.软件设计：基于MSP430单片机，编写相应的程序，实现心电信号的采集、传输和显示等功能。

3.实验测试：进行实验测试，测试监护仪的可靠性、精准度和稳定性，优化软硬件系统。

三、技术路线和研究方法本项目的技术路线主要包括监护仪的硬件设计、软件设计和实验测试三个方面，具体如下：1.硬件设计：(1)根据监护仪的需求，设计合适的电路板。

(2)采集心电信号所需的传感器及其他设备的选择和集成。

(3)监护仪整体的设计与组装。

2.软件设计：(1)采用MSP430单片机设计数据采集和处理程序。

(2)使用Matlab程序进行数据分析。

基于MSP430单片机的便携式指端脉搏测量仪设计人体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。

为了提高脉搏测量仪的简便性和精确度，文章设计一种基于MSP430单片机的指端脉搏波采集测量仪。

系统以MSP430单片机为核心，以红光二级管和光敏三极管作为脉搏传感器，检测的脉冲信号，经过处理和放大后，送至单片机处理，通过128*64液晶显示屏显示出脉搏跳动波形及心率动态显示，并设有脉搏次数上下门限报警功能，可将测量仪设置为监护状态或回放状态。

为保障续航能力，系统尽量降低功耗。

经测试，系统工作正常，达到设计要求。

标签：脉搏测量仪；MSP430单片机；液晶显示屏1 引言脉搏测量仪是用来测量人体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，在现代医学上具有重要的作用。

脉搏波所呈现出的形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。

2 设计思路随着心脏的搏动，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。

利用波长600-1000nm的红光或红外发光二极管产生的光线照射到人体的手指尖、耳垂等部位，用装在该部位另一侧或同侧旁边的光电接收管来检测机体组织的透明程度，即可将搏动信息转换成电信号。

但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。

当检测到的信号通过跟随、放大滤波、整形等信号处理得到较好的波形，再送至单片机进行A/D转换，将模拟信号转换成数字信号，进行数据理合、运算、存储，最后通过单片机端口串行输出到液晶显示屏实现脉搏跳动次数及动态波形的显示以及驱动蜂鸣器报警提示。

其中，为提高系统的集成度，减少电路成本与提高电路的可靠性，利用了Launch PadMSP430单片机系统的A/D转换器、FLASH存储器、比较器等内部资源。

240 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】单片机控制 MSP430 血氧仪1 引言随着医学的不断进步与发展，以及人们对健康要求逐渐增高，血氧饱和度这一名词逐渐走入我们的视野中，成为人们对健康衡量的一项重要指标。

顾名思义，血氧饱和度就是血液在运输过程中能够携带氧气的能力，人体在进行新陈代谢时，是生物进行氧化的一个重要过程，也就是把有用的氧气带入体内，因此携带氧气多少的能力就会对人们的身体健康造成一个重要的影响。

在临床实验中，一些疾病会使得体内缺少氧气的供给，这就会使得人体内无法进行正常的新陈代谢，影响人体机能，造成严重的后果，因此能够准确的检测出血氧的饱和度对于人体的生命健康有着至关重要的作用，同时对于医学救护也有着里程碑似的重要意义，由此，对测量血氧的仪器也是有一定的要求，这就需要人们去研究，下面针对这一问题展开了分析与讨论，最终得到一个既精确，又经济的测量仪器。

2 血氧测量的相关原理在血氧饱和度的测量过程中，脉搏血氧测量仪的工作原理主要分为两种，其主要根据光电传感器接受到的光的类型，即透射光和反射光，即光线射到介质上，然后分别进行反射和透射，传播信号，通过光电原理采集信号，又对采集到的信号进行相应的处理，最终反馈出结果。

图1两种电路原理图，反映了这两种方式的采集原理。

透射式和反射式两种信号采集方式在结果的准确度和抗干扰性等方面各有优缺点，表 1 对两种方式的优缺点做了简单的对比。

基于MSP430单片机的脉搏血氧测量仪的研究文/陈茁脉搏血氧仪主要是通过光电晶体管进行接收和发出信号，图2、图3是这两种血氧仪的结构组成图。

透射式与反射式的不同在于在于采集光线的方向不同，透射式是从光线射入的另一侧采集射入的信号，而反射式是从光线射入的同侧采集反射出来的信号；因此，基于这两种不同的采集信号的方式，为方便测量，保障测量结果的准确性，透射式的测量部位应选择在较薄的部位，通常指尖是人们选择的比较多的一个部位，测量的结果也相对而言较稳定；而反射式根据其测量方式的反射，可选择的身体部位较多，在测量位置上有绝对性的优势，基于这个优势，可以在电路设计上提高集成化程度，在健康监护领域受到了广泛关注。