基于单片机的脉搏测量仪的设计
基于IAP15W4K58S4单片机的脉搏测量仪设计
［ ４ ］ 邹涛 ． 分层技 术在计 算机软件开发 中的应用探讨 ［ Ｊ 】 ． 电子
技 术 与 软 件 工程 ，２ ０ １ ４ （ １ ３ ） ．
［ ５ ］邱志超 ． 计 算机软件开发技术的现状及应用探究 ［ Ｊ 】 ．电脑
知 识 与技 术 ， ２ ０ １ ４ （ １ Ｏ ） ．
信息 记 录材 料２ ｏ １ ７ 年８ 第 ８ 卷
匾
基于 Ｉ Ａ Ｐ ｔ ５ Ｗ ４ Ｋ ５ ８ Ｓ ４单 片机 的脉搏测 量仪设计
鞠 英 ， 张 良 ，季 明珠 ， 李 萍 （ １四川 九 洲 电器 集 团有 限 责 任 公 司 四川 绵阳 ６ ２ １ ０ ０ Ｏ） （ ２绵 阳 师 范 学 院 机 电工 程 学 院 四 川 绵阳 ６ ２ １ ０ ０ ０）
【 摘要 】脉搏是人体重要的生理参数之 一，快速检测 出脉搏可 以及 时 了解人体心血管系统 的健康情况，起到及时预 防疾病的作用。该脉搏测量仪采用反射 式红外光电传感器 Ｓ Ｔ １ ８ ８ 测量手指末端 的脉搏信号 ，然后将其滤波、放 大，整形 为方波送往 Ｉ Ａ Ｐ １ ５ Ｗ ４ Ｋ ５ ８ Ｓ ４ 单 片机 进行数据处理 ，最后计算 出脉搏值通过 Ｌ Ｃ Ｄ １ ６ ０ ２ 显示。经过测试 ，设计的脉搏测量仪 可以准确测量 出人体的脉搏 ，具有较 高实用价值 。 【 关键词 】脉搏 测量 ；Ｓ Ｔ １ ８ ８ ；方波信号 ；Ｉ Ａ Ｐ １ ５ Ｗ ４ Ｋ ５ ８ Ｓ ４
作者 简介 ：资和周 （ １ ９ ７ ８ 一），男，汉族 ，云南陆 良人 ，云南经
济管 理学 院，教育硕 士，讲 师，从 事计算机与信息管理研 究，
教育管理研 究。
９ ７
【 焦墨 ： 塑 Ｊ 堡 恩记
毕业设计基于STC89C52单片机的心率测试仪的设计
毕业设计--基于STC89C52单片机的心率测试仪的设计毕业设计（论文）题目：基于单片机的心率测试仪的设计学院：电气与信息工程专业：自动化姓名：学号：指导老师：完成时间：2013年05月28日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。
本设计以单片机为核心，由脉搏检测传感器采集脉搏信号。
经过前置放大电路、滤波电路、整形电路后得到与脉搏相关的脉冲信号。
该脉冲信号作为中断信号交由单片机进行脉长周期的计算。
然后得到每分钟的脉搏搏动次数（即心率），并在数码管上显示心率，同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。
关键词：脉搏信号，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式心率测试仪AbstractWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and computer nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words: Pulse，MCU，Photoelectric Sensor，Pulse Signal，Portable目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1 课题设计背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 设计的主要内容 (3)2系统的总体设计方案 (5)2.1 系统的总体设计 (5)2.2方案的对比和论证 (5)5772.3 系统各部分的最终方案 (8)3系统的硬件部分设计分析 (8)3.1单片机控制器 (9)9121313143.2 脉搏信号采集 (15)15163.3 信号放大电路 (17)3.4波形整形电路 (19)3.5单片机处理电路 (19)3.6系统设计要考虑的问题 (21)212122224系统的软件设计 (23)4.1 设计思想 (23)244.2定时器中断程序流程 (25)4.3 INT中断程序流程 (26)4.4显示程序流程 (26)4.5蜂鸣器报警流程 (26)5系统仿真与调试 (28)5.1程序设计 (28)5.2程序调试 (28)6总结与展望 (31)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (36)附录A 整体硬件电路图 (37)附录B 程序 (35)1绪论1.1 课题设计背景多年来，心率测试仪在心脑血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
(完整版)基于C51单片机的脉搏测量仪毕业设计论文
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。
基于单片机的人体脉搏检测系统设计
基于单⽚机的⼈体脉搏检测系统设计基于单⽚机的⼈体脉搏检测系统设计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，能反映出⼈体⼼⾎管系统中许多⽣理疾病的⾎流特征。
本课题是⼈体脉搏测量仪的设计。
由于脉搏信号的特殊性，在设计时必须要注意实现测量的准确。
该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。
系统测量出⼈体⼀分钟的脉搏，并且保证误差在2次以内。
本系统以89S51单⽚机作为中⼼，通过使⽤单⽚机来实现系统最核⼼的计算脉搏功能。
在信号的前端处理上，使⽤压电陶瓷⽚采集⼈体脉搏信号，然后经过AD620放⼤，施密特触发器整形，低通滤波器滤波等⼀系列操作，将脉搏信号转换为同频率的脉冲信号输⼊到单⽚机内，并利⽤单⽚机对其进⾏计数。
计数的⽅法是利⽤单⽚机的计时器，然后由该周期计算出频率，继⽽就可以求出⼀分钟的脉搏数。
计数结果将最终送⾄液晶屏1602来进⾏显⽰。
虽然压电陶瓷⽚的性能并⾮很好，在信号的采集上不能实现⾮常精确的采集，但是它的价格低廉，并且在经过系统的信号调理电路后，也能⽐较满意的实现我们所要实现的⽬标。
系统运⾏中能显⽰脉搏次数和时间，系统停⽌运⾏时，能够显⽰总的脉搏次数和时间。
本⽂⾸先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题，最后提出⼀些完善本设计的改进意见。
关键字：脉搏测量；压电陶瓷⽚；液晶显⽰屏；单⽚机THE DESIGN OF HUMAN PLUSE DETECTION SYSTEMBASED ON MCUABSTRACTThe shape, intensity, speed, and rhythm of pulse signals mostly reflect the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. This topic is a design of body pulse measuring instrument. Because of the specificity of the pulse signal, the design must pay attention to achieve an accurate measurement.The point of this design is the simple and precise of the measurement.We need to measure the pulse of the human body in one minute,and to ensure that the error in less than 2 times..The whole system is center on single-chip microcomputer 89s51,using the signle-chip to achieve the system core function of counting pulse.In the front-end of the signal, we use piezoelectric ceramics to collect the signal of the human body pulse.And then,after after amplification of the AD620, shaping of the 555, filtering of the low-pass filter and other operations,the signal will be converted to the pulse signal with the same frequency,and this signal will be input to the single-ship.The single-ship will count to this.The method of counting is using the timer of the single-ship,and then use the cycle,get the frequency,by the frequency,we can get the number of the one-minute pulse. The final result of the count will display in the 1602 LCD screen.Although the performance of the piezoelectric ceramics is not very good,in the signal collection.it can’t do it very precise.But its price is very low,and after the signal conditioning circuit of the system,the signal can be quite satisfactory to achieve our objectives. At the beginning of the paper, the integral notion of the device design is brought out. Afterwards, the detail information of each part is narrated. At last part, some suggestions for improving the device are provided.Key words:Pulse measurement; piezoelectric ceramics; LCD; single-ship⽬录1 绪论 (1)1.1课题背景及⽬的 (1)1.2国内外研究状况及发展趋势 (2)1.3课题研究难点 (3)1.3.1 抗⼲扰 (3)1.3.2 低噪声、低漂移 (3)1.4课题主要研究内容 (4)2 系统总体设计 (5)2.1系统硬件电路设计⽅案 (6)2.1.1传感器的选择 (6)2.1.2 单⽚机的选择 (8)2.1.3 信号调理电路的选择 (9)2.2系统软件设计⽅案 (10)2.2.1 脉搏波动频率测量⽅案的选择 (10)2.2.2 单⽚机⼯作⽅式的选择 (10)2.2.3 显⽰电路⽅案的选择 (11)3 系统硬件设计 (11)3.1⼀级放⼤电路的设计 (12)3.2⼆阶滤波器电路的设计 (14)3.3第⼆级放⼤电路的设计 (17)3.4整形电路 (18)3.5定时计数电路的设计 (21)3.6显⽰电路的设计 (22)4 系统软件设计 (25)4.1主程序流程的设计 (25)4.2定时器/计数器中断程序流程的设计 (26)4.3显⽰程序流程的设计 (27)5 总结与展望 (28)参考⽂献 (29)致谢 (31)附录 (32)附录A原理图 (32)附录B主程序 (33)附录C显⽰程序 (37)附件附件A开题报告附件B译⽂及原⽂影印件1 绪论1.1课题背景及⽬的脉搏是临床检查和⽣理研究中常见的⽣理现象[1]，包含了反映⼼脏和⾎管状态的重要⽣理信息。
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
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设计(论文)
分类号 TP216 单位代码 11395 密级学号 **********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xx大学本科毕业设计（论文）The Design of Pulse Measurement Instrument Based on Single 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 ..................................................................................................... ABSTRACT .. (I)1 绪论 01.1 脉搏测量仪介绍 01.2 脉搏测量仪的应用 01.3 本设计所要实现的目标 (1)1.4 本文的设计方案：采用以单片机为核心的控制方案 (1)2 主要器件介绍 (2)2.1 单片机的选择 (2)2.1.1 AT89S52简介 (2)2.1.2 AT89S52的特点 (2)2.1.3 AT89S52引脚功能说明 (3)2.2 传感器的选择 (5)2.2.1 红外发光二极管简介 (6)2.2.2 光敏三极管简介 (6)2.3 驱动芯片的选择 (7)2.3.1 74LS245简介 (7)2.3.2 74LS04简介 (8)2.4 显示器的选择 (8)2.4.1 三位共阳八段数码管简介 (8)2.4.2 八段数码管字形表 (9)3 系统硬件设计 (10)3.1 设计原理 (10)3.2 外围电路 (10)3.2.1 电源电路 (10)3.2.2 复位电路 (11)3.2.3 晶振电路 (12)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 (16)5 软件调试及仿真 (18)5.1 软件编译 (18)5.1.1 工程的创建 (18)5.1.2 单片机的选择 (19)5.1.3 程序的编译 (19)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。
基于单片机的脉搏测量仪设计
摘要本文介绍的是一种基于单片机的脉搏测量仪设计，作为该系统中重要的电路模块，如心率采集电路、显示电路和STC89C52单片机之间通过串口实现连接。
本次设计运用单片机STC89C52作为中心控制处理单元，通过ST188作为红外光电传感器来采集脉搏信号，经过LM358进行运放；再通过前后级滤波、放大、整形，从而得到稳定信号；实现了快速检测心率的功能。
还可以通过按键来设置脉搏值的上下限范围；蜂鸣器驱动模块可以在超出所设置的范围时进行报警提示，测量结果在液晶上显示。
实验表明，该设计的测试结果与实际的要求基本一致，STC89C52单片机超强的抗干扰能力和LCD1602显示屏控制比较方便的优点使这些功能能够顺利地完成。
该系统的制作成本在百元以内，具有价格低廉、便于操纵、功耗小、可靠性高等优点，十分适用于家庭和个人使用。
关键词：心率；红外光电传感器；STC89C52；LM358；软件AbstractPresented in this paper is a design of pulse measuring instrument based on MCU, as the circuit module plays an important role in the system, such as heart rate acquisition circuit, display circuit and STC89C52 microcontroller through the serial port to realize the connection. This design with STC89C52 microcontroller as the central control unit, through ST188 as infrared photoelectric sensor to collect the pulse signal, after the lm358 for op amp; again through before and after filtering, magnifying, shaping, and get stable signal; functions to achieve the rapid detection of heart. You can also through the button to set the pulse value scope; buzzer driver module In the range beyond the scope of the alarm prompt, the measurement results in the liquid crystal display.Experimental results show that the test results of the design and practical requirements are basically the same, STC89C52 MCU strong anti-interference ability and LCD1602 display control the advantages of more convenient so that these features can be successfully completed. The production cost less than 100 yuan, with low price, easy manipulation, low power consumption, high reliability, very applicable to families and individuals.Key words: heart rate; infrared photoelectric sensor; STC89C52; LM358; software目录第1章引言 01.1 选题背景及意义 01.2 国内外发展现状 01.3 课题研究内容 (1)第2章整体方案设计 (2)2.1 核心器件的选型 (2)2.1.1 单片机的选型 (2)2.1.2传感器的选型 (3)2.1.3 显示模块的选型 (4)2.2 系统方案设计 (4)第3章硬件系统设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.1.1 电源电路 (7)3.1.2 复位电路 (8)3.1.3 时钟电路 (9)3.2 信号变送系统 (9)3.2.1 信号采集电路 (9)3.2.2 滤波电路 (11)3.2.3 信号放大电路 (12)3.3 显示电路 (13)3.4 按键电路 (16)3.5 报警电路 (17)3.6 系统硬件电路 (18)第4章软件系统设计 (19)4.1 软件编译环境 (19)4.2 STC-ISP程序下载 (20)4.3 程序流程图 (20)4.2.1 主程序流程图 (20)4.2.2 定时器中断流程图 (22)4.2.3 显示模块流程图 (23)4.2.4 心率测量流程图 (24)第5章系统调试 (26)5.1 硬件调试 (26)5.2 软件调试 (26)5.3 设计结果 (27)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录一：系统原理图 (37)附录二：源程序 (38)第1章引言1.1 选题背景及意义心率(Heart Rate)用专业术语来说就是用来描述人体心率跳动的周期。
基于单片机的脉搏测量仪的设计与实现
设计原理
PART 2
设计原理
脉搏测量主要依赖于光电容积法(PPG)进行测量。这种方法是通过将一束 光束照射到人体组织上，当心脏泵血时，由于血液的透光性不同，光束的 反射或传输会发生变化。通过检测这种变化，我们可以测量出脉搏
在具体的设计中，我们使用51单片机作为主控制器，配合LED光源和光电 传感器来执行PPG测量。当血液流经手指时，LED光源会照射到手指，并 由光电传感器接收反射回来的光线。这个反射光信号经过51单片机的处理 后，就可以转换为脉搏信号
20XX
基于51单片机的脉搏 测量仪的设计与实现
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目录
1 引言 2 设计原理 3 硬件设计 4 软件设计 5 实验结果与讨论
引言
PART 1
引言
在日常生活和医疗领域，脉搏 测量仪是一种非常常见且有用
的设备
它能有效地监测人体的健康状 况，特别是在心脏和血液循环
方面
基于51单片机的脉搏测量仪设 计，不仅实现了基本的脉搏测 量功能，还具有低成本、便携
硬件设计
PART 3
硬件设计
51单片机
51单片机是最常用的微控制器之一，具有高 可靠性和低功耗的优点。它内置了丰富的外 设和存储器，非常适合用于脉搏测量仪的设 计
硬件设计
LED光源和光电传感器
LED光源和光电传感 器是实现PPG测量的 关键部件。我们选择 具有稳定光输出和抗 干扰能力的LED，同 时配套的光电传感器 也需要具备高灵敏度 和低噪声的特点
信号
最后：程序将脉搏值通过 串口发送到连接的电脑上，
或者直接在51单片机的液 晶显示屏上显示
软件设计
需要注意的是，由于环境的 干扰可能会对PPG测量产生 影响，因此在软件设计中， 我们需要加入滤波算法来处 理这些干扰，以提高测量的
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意义：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。
而该系统以AT89C51单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏跳动次数，时间由定时器定时而得。
系统运行中能显示脉搏次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数和时间。
目的：实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机( PC 机) 的实时通讯,作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。
2.1 光电脉搏测量仪的结构光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。
本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。
1．光电传感器即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。
2．信号处理即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。
3. 单片机电路即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括AT89C51、外部晶振、外部中断等）。
4．数码显示即把单片机计算得出的结果用8位LED数码管静态扫描来显示，便于直接准确无误的读出数据。
5. 电源即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，可以是5V-9V的交流或直流的稳压电源。
2.2工作原理本设计采用单片机AT89C51为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。
脉搏测量仪硬件框图如下图1.1所示：图1.1 脉搏测量仪的工作原理当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。
由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。
该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。
硬件：第三章基本元器件介绍3.1 AT89C51简介AT89C5l是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能的CMOS 8位单片机，片内含4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89CSl单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
3.1.1 AT89C51 的主要性能AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)的8位单片机,它具有如下主要特性，如图1.2所示：（1）和MCS-51产品的兼容（2）2K字节可重编程闪速存储器（3）耐久性：1,000写／擦除周期（4）2.7V～6V的操作X围（5）全静态图1.2 AT89C2051的结构框图操作：0Hz～24MHz·两级加密程序存储器·128×8位内部RAM·15根可编程I/O引线·两个16位定时器/计数器·六个中断源·可编程串行UART通道·直接LED驱动输出·片内模拟比较器·低功耗空载和掉电方式·和MCS-51产品的兼容·2K字节可重编程闪速存储器·耐久性：1,000写／擦除周期·2.7V～6V的操作X围·全静态操作：0Hz～24MHz ·两级加密程序存储器·128×8位内部RAM·15根可编程I/O引线·两个16位定时器/计数器·六个中断源·可编程串行UART通道·直接LED驱动输出·片内模拟比较器·低功耗空载和掉电方式·和MCS-51产品的兼容·2K字节可重编程闪速存储器·耐久性：1,000写／擦除周期·2.7V～6V的操作X围·全静态操作：0Hz～24MHz ·两级加密程序存储器·128×8位内部RAM·15根可编程I/O引线·两个16位定时器/计数器·六个中断源·可编程串行UART通道·直接LED驱动输出·片内模拟比较器·低功耗空载和掉电方式。
3.1.2 AT89C2051的结构框图AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储体(EEPROM)的低电压,高性能8位CMOS微型计算机。
如图1.3所示。
它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS—51指令集和引脚结构兼容。
通过在单块芯片上组合通用的CPL1和闪速存储器,ATMEL AT89C2051是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。
此图1.3 AT89C2051内部结构图外,从AT89C2051内部结构图也可看出,其内部结构与8051内部结构基本一致（除模拟比较器外）,引脚RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部连接电路也完全与51系列单片机相应引脚一致,但P1口、P3口有其独特之处。
3.1.3 AT89C2051的引脚说明AT89C2051是一个有20个引脚的芯片,与8051内部结构进行对比可发现,AT89C2051减少了两个对外端口（即P0、P2口）,使它最大可能地减少了对外引脚,因而芯片尺寸有所减少。
如表1.1所示：AT89C2051芯片的主要引脚功能为：1. Vcc：电源电压。
2. GND：地。
3. P1口：P1口是一8位双向I/O口。
口引脚P1.2～P1.7提供内部上拉电阻。
P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。
P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(AIN0)和反相输入（AIN1)。
P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。
当P1口引脚写入“1”时,其可用作输入端。
当引脚P1.2～P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流(IIL)。
P1口还在闪速编程和程序校验期间接收代码数据。
4. P3口：P3口的P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/0引脚。
P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。
P3口缓冲器可吸收20mA电流。
当P3口引脚写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。
用作输入时,被外部拉低的P3口引脚将用上拉电阻而流出电流(IIL)。
P3口还用于实现AT89C2051的各种功能,如下表10-1所示。
P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
5. RST：复位输入。
RST一旦变成高电平,所有的I/O引脚就复位到“1”。
当振荡器正在运行时,持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。
每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。
6. XTAL1：作为振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入。
7. XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。
表1.1P3口的功能从上述引脚说明可看出，AT89C2051没有提供外部扩展存储器与I/O设备所需的地址、数据、控制信号,因此利用AT89C2051构成的单片机应用系统不能在AT89C2051之外扩展存储器或I/O设备，也即AT89C2051本身即构成了最小单片机系统。
3.1.4 复位电路图1.4复位电路图时钟电路工作后，在REST管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初始复位，如图1.4所示。
3.1.5 振荡电路本设计晶振选择频率为12MHz，电容选择30pF如图1.5所示。
经计算得单片机工作胡机器周期为：12×（1÷12M）=1us。
3.2 光电传感器简介光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
在此次设计中我们采用的是光电传感器中最常见普遍的光敏二极管做红外接收二极管和光面三极管做红外发送三极管。
3.2.1光敏二极管光敏二极管是最常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（<µA），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
3.2.2光敏三极管光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。
光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。
为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。
工作时集电结反偏，发射结正偏。
在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。