心率计毕业设计论文
【大学论文】基于单片机的心率计设计答辩
结束
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主要测量原理
本设计将红外发光二极管产生的红外线照射 到人体手指部位，经过手指组织的反射和衰减由 装在该部位旁边的光敏三管来接收其透射光并转 换成电信号。由于手指动脉血在血液循环过程中 呈周期性的脉动变化，所以它对光的反射和衰减 也是周期性脉动, 于是红外接收三极管输出信号 的变化也就反映了动脉血的脉动变化。只要把此 电信号转换成脉冲并进行整形、计数和显示，即 可实时的测出心脏跳动的次数。
表6.1 测量结果
标准 68 72 76 82 85
第一次测量 64 70 76 80 83
第二次测量 67 71 75 80 83
第三次测量 66 69 75 79 85
第四次测量 67 69 74 81 82
第五次测量 63 70 73 80 84
我们看到测量结果与实际结果在误差允许范围内，故设计比较成功
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致谢
四年大学生活即将结束，这四年中，我收获 了知识，收获了友谊，更收获了为人处事的道理 。感谢学校为我提供这个自我发挥的舞台，让我 在这里尽情展现了自己的才能。在这个大家庭里 ，我和同学们共同生活，共同学习。
感谢学院各级领导，为我们创造的良好的学 习氛围，感谢各位老师和我的朋友，以及09电工 3班的各位同学们，你们的关心与帮助使我能够 更好地成长。同时也感谢毕业设计指导老师张秀 丽老师，您的指导和教诲将我领进了单片机这一 扇大门。您耐心的教学态度、乐观的生活态度深 深地影响着我，是您细心认真地指导我的毕业设 计，指出我的不足之处，以使我及时修改更正。
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系统总体硬件结构
电子信息工程专业毕业论文--基于51单片机的数字心率计的设计
数字心率计的设计摘要：本文是基于51单片机数字心率计的设计，采用了红外对管传感器和光电转换原理进一步实现对心率的检测。
心率计通过感知手指内的微弱波动来接收信号，可以避免人工听诊器所带来不必要的麻烦。
心率传感器采样脉搏信号，采用AT89S51单片机作为控制器，心率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。
心率次数超限时用蜂鸣器报警。
三极管加大功率，驱动器件工作。
这样就实现了心率计数的功能，进一步达到了检测疾病的目的。
关键词：AT89S51单片机、心率计数器、LM358PDESING OF DIGITAL HEARAT RATE METERAbstract:This paper is the design of 51 single-chip digital rate meter based on the infrared tube, sensor and photoelectric conversion principle to detect heart rate. Heart rate meter to receive signals through the weak fluctuation in the finger of perception, so as to avoid unnecessary trouble caused by the artificial stethoscope. A heart rate sensor sampling pulse signal, uses AT89S51 as the MCU, a heart rate sensor output Fang Bo incoming MCU, MCU each receives a pulse waveform, digital tube counting time. The number of beats overrun with buzzer alarm. Increase power triode, drive to work. So as to realize the heart rate counting functions, further can detect diseases purpose.Key words:Heart counter、AT89S51、LM358P目录1、引言 (1)2、系统方案选择与论证 (1)2.1、任务 (1)2.2、心率计的选用 (1)2.3、各个电路的选择 (2)2.3.1、脉搏传感器部分 (2)2.3.2、单片机选择 (2)2.3.3、显示部分 (3)2.3.4、系统各模块的最终方案 (3)3、系统简述 (3)4、本系统核心器件简介 (4)4.1、 AT89S51单片机 (4)4.1.1、电源引脚 (5)4.1.2、外接晶体引脚 (5)4.1.3、控制信号或与其它电源复用引脚 (6)4.2、复位电路 (7)4.2.1、单片机复位电路 (7)4.2.2、按键电路 (7)4.2.3、振荡电路 (7)4.2.4、液晶电路 (8)4.3、 LM358P放大器 (10)5、程序设计 (12)6、软件的调试 (14)7、结束语 (15)参考文献 (16)谢辞 (17)附录1 程序清单 (18)附录2 系统原理图 (26)附录3 PCB图 (28)1引言随着社会的发展，人们的生活节奏越来越快了，面对越来越繁忙的工作，人们并不能像以前那样去做定期的体检啦。
心率计 毕业设计论文
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AbstractToday in the rapid development of society, people's material and culturallife 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 reducethe 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。
心率计设计
胎摘要胎心监护是通过监测胎心率的变化来评价胎儿宫内安危的一种常用的胎儿监护方法。
胎儿心脏受到血液运行动态变化和激素的影响, 受脑中枢神经的支配, 因此, 对胎儿心率的检测可以作为诊断胎儿健康状况的方法。
而具有数字显示功能的超声多普勒胎心监护仪，价格昂贵，仅为少数大医院使用，在中、小型医院及广大的农村地区无法普及。
此外，超声振动波作用于胎儿，会对胎儿产生很大的不利作用。
本论文设计一套胎儿心率信号处理系统。
首先将心电信号通过前置放大器进行信号放大与处理，滤除干扰信号；然后使用心电信号中的R波来触发一个电压比较器或施密特触发器使之产生一个高电平，n个R波就会触发n个高电平，也就是说有了一系列的方波信号，并在一个心电周期内将R波触发且经过整形后的脉冲进行倍频设计，根据倍频数来确定记数时间，然后通过接在74160上的数码管将心电信号转变成数字的形式显示出来心率。
关键词：胎儿心率，心电信号，前置放大，滤波电路FETAL HEART RATE SIGNAL PROCESSINGSYSTEM DESIGNABSTRACTThrough the fetal heart rate monitoring changes in fetal heart rate monitoring to assess fetal well-being of a commonly used method of fetal monitoring. Fetal heart by running the dynamic changes of blood and hormonal effects of central nervous system dominated by the brain, therefore, the detection of fetal heart rate can be as a diagnostic method of fetal health status. And has a digital display of ultrasonic Doppler fetal heart monitor, which is very expensive, only a few large hospitals in small and medium-sized hospitals and the majority of the rural areas can not be universal. In addition, the ultrasonic wave vibration to the fetus, the fetus will have a significant adverse effect.In this paper, the design of a fetal heart rate signal processing system. ECG signal through the first pre-amplifier for signal amplification and processing, filter out interference signal; then use the ECG R wave to trigger a voltage comparator or Schmitt trigger to produce a high, n R will trigger a wave of high n, that is to say with a series of square-wave signal, and ECG in a cycle and after R-wave trigger pulse shaping design for frequency-doubling, according to the number of frequency counting to determine the time, and then take in the 74160 on the adoption of digital ECG controls are to be transformed into the form of digital heart rate display.KEY WORDS：Fetal Heart Rate, ECG, Preamp, Filter circuit摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................... I I 目录 (III)前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 研究背景及国内外现状 (2)1.2 研究目的及意义 (2)1.3 总体方案 (3)第二章电路设计 (4)2.1 心电信号检测电路的设计 (4)2.1.1 前置放大电路的设计 (4)2.1.2滤波电路 (9)2.13 50Hz陷波器 (10)2.1.4脉冲整形电路 (10)2.2心率计算电路 (11)2.2.1脉冲计数电路 (11)2.2.2除法电路 (12)2.3显示电路 (14)第三章电路的仿真与调试 (15)结论 (22)参考文献 (24)致谢 (26)附录 (28)胎心监护是通过监测胎心率的变化来评价胎儿宫内安危的一种常用的胎儿监护方法。
便携式心率计论文报告
2012年陕西省“Ti杯”电子设计大赛论文报告项目名称：便携式心率计的设计参赛学校：长安大学所属院系：信息工程学院参赛队员：李万民周奇张洁指导老师：徐志刚引言率在健身器系统中是一个重要的反馈信号，它反映了人们在锻炼时的身体状况，对人的生命系统起着重要的监护作用。
心率测量的准确与否，直接影响着人们在锻炼时的心理状态，过去人们测量脉搏时常用的方法是使用测量脉搏的听诊器，或者使用吸附在人体上的电极等老式测量方法，这些方法无疑都不便于室外场所使用。
本心率计在设计时就充分考虑到了这一点。
它采用基于光电对射管的健身器心率测量的硬件及软件系统设计。
通过获取位于光电对射管中间的人手指耳垂部分的血液浓度的变化信号，经过滤波放大等信号调理，使心率信号转化为单片机可直接计量的方波信号。
本文介绍的心率测量系统已在作者研制的健身器系统中得到了大量的应用，应用效果理想。
摘要方案原理：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。
设计分为三个模块，心率信号的采集模块，心率信号的滤波处理模块，单片机控制模块。
本报告中里，第三部分详细介绍了系统的硬件设计，第四部分详细介绍了系统的软件设计，第五部分对系统功能和指标进行了测试分析，第六部分对本次设计进行了改进总结。
目录一、引言 (1)二、摘要 (1)三、硬件设计 (3)3.1 总体构想 (3)3.2 信号获取 (3)3.3 信号处理 (5)四、软件设计 (8)4.1 (3)4.2 (3)4.3 (3)五、测试分析 (5)4.1 (3)4.2 (3)4.3 (3)六、设计总结…….....……...…...………………………...…硬件设计1、总体构想心率检测的SoC 系统框图用混合信号SoC 设计心率信号的处理系统，就需要低功耗和低电压的供给，所以电源电压为3.3V。
心率计毕业设计
心率计毕业设计心率计毕业设计随着现代社会的快节奏和高压力生活方式，人们对健康的关注度越来越高。
心率作为一个重要的生理指标，对于人体的健康状况有着重要的影响。
因此，设计一款心率计成为了一个备受关注的毕业设计课题。
一、设计目标在设计心率计之前，首先需要明确设计的目标。
心率计的主要目标是测量用户的心率，并将数据以可视化的方式展示出来。
除此之外，心率计还需要具备以下功能：1. 高精度测量：心率计需要能够准确地测量用户的心率，以保证数据的可靠性。
2. 数据存储与分析：心率计需要能够存储用户的心率数据，并能够对数据进行分析，以便用户了解自己的心率变化趋势。
3. 实时监测：心率计需要能够实时监测用户的心率，并能够及时提醒用户心率异常。
4. 舒适便捷：心率计需要设计成舒适便捷的佩戴方式，以便用户能够长时间佩戴并进行心率监测。
二、硬件设计心率计的硬件设计主要包括传感器、处理器、存储器和显示器等组件。
传感器是心率计的核心部件，用于测量用户的心率。
常见的心率传感器有光电式传感器和压力式传感器。
光电式传感器利用光电效应测量心率，而压力式传感器则通过测量血液流动的压力变化来测量心率。
根据实际需求和成本考虑，选择适合的传感器。
处理器负责对传感器采集的数据进行处理和分析，并将结果存储到存储器中。
处理器的选择应考虑功耗低、运算速度快的特点，以保证心率计的性能。
存储器用于存储用户的心率数据，可以选择内置存储器或外置存储器，根据实际需求选择合适的存储器容量。
显示器用于展示用户的心率数据，可以选择LED显示屏或OLED显示屏等。
LED显示屏具有低功耗、高亮度等特点，而OLED显示屏则具有高对比度、高刷新率等特点。
根据实际需求选择合适的显示器。
三、软件设计心率计的软件设计主要包括数据处理和用户界面设计两个方面。
数据处理模块负责对传感器采集的心率数据进行处理和分析，以得到用户的心率数值。
该模块需要具备高精度的算法和数据处理能力，以保证心率计的准确性。
心率计 毕业设计论文
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AbstractToday in the rapid development of society, people's material and culturallife 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 reducethe 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。
最新便携式心率测试仪--毕业论文
便携式心率测试仪--2012毕业论文一、题目的要求和意义及所做工作随着科技的不断发展，人们在生活中利用科技给自己带来了许多的好处，于是我们便想着能否设计一个心率测频仪，使大家即便在家中就能方便的测量自己的心率，看自己的身体是否健康，并且省去了在医院排队所浪费的时间，这可是一举多得呀！本人的专业是电子信息工程，对于设计这心率测频仪有一点的信心，并且我相信自己在设计过程中能够更全面地应用单片机、信号的采集与处理、Proteus软件和Protel99SE软件，提高自己的动手能力。
研究出这种心率计也能够推动中国科学技术的发展，推动医疗设备的发展。
所以，我选择了这个课题。
本人所做的工作: 负责单片机的程序设计和PCB图的排版.二、方案的设计及具体电路的设计和参数的计算(1)、概述本设计包5大模块：稳压电源模块、传感器模块、信号放大整型模块、单片机控制处理模块、显示模块、串口通讯模块。
本设计以51单片机为核心，把各个模块有机结合成一个整体，以实现无创性人体心率检测功能。
以下为各个模块的功能的概述：1、稳压电源模块：提供+5V直流电压，为各个模块提供稳定纯正的电压。
2、传感器模块：根据容积法原理制作光电传感器，以作为人体信号与电信号转换。
3、信号放大整型模块：放大传感器接收回的微弱信号，并对其滤波整型以方便处理。
4、单片机控制处理模块：利用51单片机的高性能对各个模块进行控制并对信号进行处理5、显示模块：使用数码管显示数值(2)、稳压电源模块电源模块有两个方案:1、双电源供电信号放大部分使用运算放大器，利用双电源供电可以方便地使用运算放大器的典型电路。
但是需要外置双输出变压器，双稳压电路并为作品增加成本，大大提高了设计制作的难度。
同时，由于需要背负重量较大的变压器，降低作品的轻便型。
而且负电压并不适合数字电路处理。
2、单电源供电单电源供电可以节省负电压稳压电路，而且可以直接利用干电池供电，降低电路设计制作复杂性，但是信号放大处理部分则需要较为复杂的设计。
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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 (32)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OPT1013.2.1OPT101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：120mA(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型传感器部电路结构3.2.2OPT101的典型应用应用片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。