基于51单片机的心率体温测试系统

摘要

本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电路、电源供电电路等。通过按键开始测试，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在LCD1602上显示相关体温及心率信息。

本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。

关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换

I

Abstract

This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer . At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate.

Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit.

II

目录

第一章引言 (1)

1.1 心率体温测试计研究的意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.3 设计内容 (4)

第二章51系列单片机功能简介 (5)

2.1 51系列单片机的内部结构 (5)

2.2 51单片机所使用的编程语言 (6)

2.2.1 汇编语言 (6)

2.2.2 C51语言 (7)

第三章电路常用芯片介绍 (9)

3.1 温度传感器PT100介绍 (9)

3.2 红外反射式传感器TCRT5000介绍 (9)

3.3 AD转换芯片ADC0804介绍 (11)

3.4 LCD1602液晶显示屏介绍 (12)

3.5 比较器LM393介绍 (14)

第四章硬件设计 (16)

4.1 硬件总框图设计 (16)

4.2 体温采集电路设计 (16)

4.2.1 PT100传感器电路 (16)

4.2.2 信号放大电路 (17)

4.2.3 AD转换电路 (17)

4.3 心率信号采集电路设计 (18)

4.3.1 红外发射电路 (18)

4.3.2 红外接收电路 (18)

4.3.3 二级信号放大电路 (19)

4.3.4 滤波电路 (19)

4.3.5 波形变换电路 (20)

4.4 按键电路设计 (20)

4.5 LCD1602显示电路设计 (21)

4.6 报警电路设计 (21)

第五章软件设计 (23)

5.1 总程序设计和流程图 (23)

5.2 体温采集部分程序设计 (26)

5.3 心率信号采集部分程序设计 (26)

5.4 按键中断程序设计 (27)

5.5 LCD1602显示程序设计 (27)

5.6 STC89C52的EEPROM数据保存程序设计 (28)

5.7 时钟功能模块的设计 (28)

III

目录

第六章实物验证及结论 (29)

6.1 实物验证 (29)

6.2 结论 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

附录 (34)

IV