单片机的脉搏测量仪的设计与制作
【摘要】脉搏跳动次数是人身体的一个重要指标，从中医的把脉到现在的脉搏测量仪精准测量，科技的进步让生活变得简单快捷。脉搏测量仪将检测到的人体脉搏信号进行解析，一定范围的检查人体是否健康。本篇论文将52单片机应用于脉搏测量仪，提高测量仪的简便性，准确度，然后使用定时器来计算时间加上光电传感器感应到的信号，将以上两个结合累加脉搏信号，通过计算得到脉搏跳动次数,由设计好的程序后台运作自动得出结果，并将其显示到液晶显示屏上。
目录
一、引言 1
二、系统方案设计 2
（一）主控模块的选型 2
（二）显示模块的选型 2
（三）传感器的选型 2
（四）系统整体设计概述 2
三、系统硬件电路设计 3
（一）主要控制模块设计 3
（二）显示电路设计 3
（三）信号采集电路设计 4
四、系统软件设计 7
（一）系统软件总流程图 7
（二）软件任务分析 9
五、系统调试 10
（一）软件调试 10
（二）硬件调试 11
（三）调试结果 11
结束语 14
参考文献 15
答谢辞 16
附录一 元件表 17
附录二 系统总电路图 18
附录三 系统PCB图 19
ABSTRACT
The number of pulse is an important index of human body, from the pulse of traditional Chinese medicine to the accurate measurement of the pulse measuring instrument, the progress of science and technology makes life simple and fast. The pulse measuring instrument will analyze the human pulse signal, and check whether the human body
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
is healthy. In this paper, 52 singlechip microcomputer is used in pulse measuring instrument to improve the simplicity, accuracy, and then use the timer to calculate the signal of the time and photoelectric sensor to add the pulse signal, and calculate the pulse frequency by calculation.
【KEY WORD】: STC89C52； Pulse measuring instrument; LCD display; Photoelectric sensor
一、引言
公元三世纪我国出现首部脉学专著《脉经》，以此为基础发展脉学，由此可以看出切脉是判断人体健康的重要手段，在经过几千年脉学理论不断的被填充进新的知识。虽然脉诊简单方便，让患者无痛无伤心里毫无负担，但脉诊对于医生来说需要大量的经验并且对于脉搏的细微变化有高度灵敏的感知，每个医生感知不同得出的结论也有可能大不一样，这些都会影响到对脉象变化判断的规范化。更别说脉诊所需要的技巧不是普通人所能够掌握的。脉诊的主观性影响了其精确度以及可行性，这也成为了脉诊在现代医学中应用和交流的制约因素。将脉诊与现代科技相结合，更加符合如今以科技为主的社会。将脉诊成为被全球人认可的科学并且准确的诊断。人们研制脉搏仪的进展很快，脉象探头式样很多。其中以单部单点式应用最为广泛。
我所制作的脉搏测量仪是用STC89C52单片机为基础的仪器。它利用光电传感器产生信号。计算脉搏次数所需要的时间由单片机内部定时器计算得出，定时器是必要的。然后通过定时器计算得出的时间和累加的信号进行再次运算，得到脉搏跳动次数。单片机中有指示灯，它的作用在于观察测量值是否准确，一般只要指示灯的闪烁次数间隔时间差不多，就能够说明测量值准侧。单片机的显示屏用来显示脉搏次数和时间。
二、总体方案的设计
（一）主控模块的选型
一开始选用了两种单片机，一种是MSP430系列单片机，还有一种就是52系列的单片机。之所以选这两种是因为它们两种单片机最符合本设计的需求，这里做一个比对。MSP430系列单片机内部有较多的电路还有较为先进的微处理器，强大的功能不言而喻。52系列的单片机与MSP430系列单片机的功能不相上下，新式52单片机无法解密它在具有高可靠性的同时还拥有高新能。最终采用52单片机作为主控模块。因为MSP430系列单片机过于昂贵，对于一个还是学生的我来讲不格算，而且52系列的单片机不仅可以在线编程，调试，更方便设计和制作。
（二）显示模块的选型
显示模块毫无疑问选用了现在最为火热的LCD液晶显示屏，这种显示屏功能相对其他显示屏来说还是比较强大的，可以显示大量文字，图形等，而且价格也是能接受的，在调试方面，其需要的借口线较多，调试方面不会有太多障碍，所以选用LCD液晶显示屏作为显示模块。
（三）传感器的选型
在各个传感器比较之下，我选择两种传感器，一种是压电传感器还有一种就是光电传感器。传感器利用压电效应制成压电传感器，这里说一下压电效应的官方定义是指是电介质材料中一种机械能与电能互换的现象，就是说将脉搏跳动的机械能转化为电能。将这种现象运用到提取人的脉搏信号。而光电传感器则是将透过手指光的强度的转变成电信号的变化，也就是将光能转换成电能，利用这种原理间接的测量人体的脉搏信号。在压电传感器和光电传感器的对比之下我选择了光电传感器，因为卖家只有光电传感器卖。
（四）系统整体设计概述
这个系统总体由52系列的单片机、液晶显示屏和光电传感器等构成。系统中设有按键，而按键是被用来设置上限和下限的，人体的脉搏跳动是有一定频率范围的，将这个最大范围设成上下限脉搏数。系统中还设有蜂鸣器，蜂鸣器的作用就在于作为一个警示作用，只要脉搏跳动次数超出或是低于那个设的范围，那么蜂鸣器就会响。测量脉搏的时候需要用手轻按光电传感器，脉搏在不停地跳动说明血液是在不停的流动的，而流动中的血液它的透光性也是不同的，光电传感器接收到的信号也是有强有弱的，得到的信号整体都是很微弱的单纯用肉眼看得不出什么结论，此时需要对它进行放大整形。随后连接到单片机的I/O口，信号弱的时候会导致外部中断，单片机利用这种性质对其进行计数，最终换算成脉搏在一分钟内的跳动的次数，最后显示在液晶屏上。
三、系统硬件电路设计
（一）主要控制模块设计
主控模块在全系统中有统筹作用。它囊括了MCU以及它周边的辅助电路例如键盘、液晶显示屏等，它需要各个辅助电路的各种参数。我在上文提到我选择的是52系列单片机，主控芯片最终定为常见的STC89C52单片机。
目录
一、引言 1
二、系统方案设计 2
（一）主控模块的选型 2
（二）显示模块的选型 2
（三）传感器的选型 2
（四）系统整体设计概述 2
三、系统硬件电路设计 3
（一）主要控制模块设计 3
（二）显示电路设计 3
（三）信号采集电路设计 4
四、系统软件设计 7
（一）系统软件总流程图 7
（二）软件任务分析 9
五、系统调试 10
（一）软件调试 10
（二）硬件调试 11
（三）调试结果 11
结束语 14
参考文献 15
答谢辞 16
附录一 元件表 17
附录二 系统总电路图 18
附录三 系统PCB图 19
ABSTRACT
The number of pulse is an important index of human body, from the pulse of traditional Chinese medicine to the accurate measurement of the pulse measuring instrument, the progress of science and technology makes life simple and fast. The pulse measuring instrument will analyze the human pulse signal, and check whether the human body
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
is healthy. In this paper, 52 singlechip microcomputer is used in pulse measuring instrument to improve the simplicity, accuracy, and then use the timer to calculate the signal of the time and photoelectric sensor to add the pulse signal, and calculate the pulse frequency by calculation.
【KEY WORD】: STC89C52； Pulse measuring instrument; LCD display; Photoelectric sensor
一、引言
公元三世纪我国出现首部脉学专著《脉经》，以此为基础发展脉学，由此可以看出切脉是判断人体健康的重要手段，在经过几千年脉学理论不断的被填充进新的知识。虽然脉诊简单方便，让患者无痛无伤心里毫无负担，但脉诊对于医生来说需要大量的经验并且对于脉搏的细微变化有高度灵敏的感知，每个医生感知不同得出的结论也有可能大不一样，这些都会影响到对脉象变化判断的规范化。更别说脉诊所需要的技巧不是普通人所能够掌握的。脉诊的主观性影响了其精确度以及可行性，这也成为了脉诊在现代医学中应用和交流的制约因素。将脉诊与现代科技相结合，更加符合如今以科技为主的社会。将脉诊成为被全球人认可的科学并且准确的诊断。人们研制脉搏仪的进展很快，脉象探头式样很多。其中以单部单点式应用最为广泛。
我所制作的脉搏测量仪是用STC89C52单片机为基础的仪器。它利用光电传感器产生信号。计算脉搏次数所需要的时间由单片机内部定时器计算得出，定时器是必要的。然后通过定时器计算得出的时间和累加的信号进行再次运算，得到脉搏跳动次数。单片机中有指示灯，它的作用在于观察测量值是否准确，一般只要指示灯的闪烁次数间隔时间差不多，就能够说明测量值准侧。单片机的显示屏用来显示脉搏次数和时间。
二、总体方案的设计
（一）主控模块的选型
一开始选用了两种单片机，一种是MSP430系列单片机，还有一种就是52系列的单片机。之所以选这两种是因为它们两种单片机最符合本设计的需求，这里做一个比对。MSP430系列单片机内部有较多的电路还有较为先进的微处理器，强大的功能不言而喻。52系列的单片机与MSP430系列单片机的功能不相上下，新式52单片机无法解密它在具有高可靠性的同时还拥有高新能。最终采用52单片机作为主控模块。因为MSP430系列单片机过于昂贵，对于一个还是学生的我来讲不格算，而且52系列的单片机不仅可以在线编程，调试，更方便设计和制作。
（二）显示模块的选型
显示模块毫无疑问选用了现在最为火热的LCD液晶显示屏，这种显示屏功能相对其他显示屏来说还是比较强大的，可以显示大量文字，图形等，而且价格也是能接受的，在调试方面，其需要的借口线较多，调试方面不会有太多障碍，所以选用LCD液晶显示屏作为显示模块。
（三）传感器的选型
在各个传感器比较之下，我选择两种传感器，一种是压电传感器还有一种就是光电传感器。传感器利用压电效应制成压电传感器，这里说一下压电效应的官方定义是指是电介质材料中一种机械能与电能互换的现象，就是说将脉搏跳动的机械能转化为电能。将这种现象运用到提取人的脉搏信号。而光电传感器则是将透过手指光的强度的转变成电信号的变化，也就是将光能转换成电能，利用这种原理间接的测量人体的脉搏信号。在压电传感器和光电传感器的对比之下我选择了光电传感器，因为卖家只有光电传感器卖。
（四）系统整体设计概述
这个系统总体由52系列的单片机、液晶显示屏和光电传感器等构成。系统中设有按键，而按键是被用来设置上限和下限的，人体的脉搏跳动是有一定频率范围的，将这个最大范围设成上下限脉搏数。系统中还设有蜂鸣器，蜂鸣器的作用就在于作为一个警示作用，只要脉搏跳动次数超出或是低于那个设的范围，那么蜂鸣器就会响。测量脉搏的时候需要用手轻按光电传感器，脉搏在不停地跳动说明血液是在不停的流动的，而流动中的血液它的透光性也是不同的，光电传感器接收到的信号也是有强有弱的，得到的信号整体都是很微弱的单纯用肉眼看得不出什么结论，此时需要对它进行放大整形。随后连接到单片机的I/O口，信号弱的时候会导致外部中断，单片机利用这种性质对其进行计数，最终换算成脉搏在一分钟内的跳动的次数，最后显示在液晶屏上。
三、系统硬件电路设计
（一）主要控制模块设计
主控模块在全系统中有统筹作用。它囊括了MCU以及它周边的辅助电路例如键盘、液晶显示屏等，它需要各个辅助电路的各种参数。我在上文提到我选择的是52系列单片机，主控芯片最终定为常见的STC89C52单片机。
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