单片机的脉搏测量仪设计
目 录
摘要 I
ABSTRACT 错误！未定义书签。
引言 1
第一章 概述 1
1.1 选题的背景和意义 1
1.2 脉搏测量仪的发展与应用 错误！未定义书签。
第二章 总体方案的论证与设计 1
2.1模块的选取和论证 1
2.2系统整体设计概述 错误！未定义书签。
第三章 系统硬件电路设计 1
3.1主控模块 1
3.1.1 STC89C52单片机主要特性 错误！未定义书签。
3.1.2 单片机最小系统设计 错误！未定义书签。
3.2 LCD液晶显示器简介 1
3.2.1液晶模块简介 错误！未定义书签。
3.2.2液晶显示部分与STC89C52的接口 错误！未定义书签。
03.3信号采集电路设计 1
3.3.1传感器简介 1
3.3.2滤波电路 1
3.3.3放大整形电路 1
第四章 系统软件设计 1
4.1系统软件总体设计 1
4.2程序设计原理 1
第五章 系统调试 1
5.1软件调试 1
5.2硬件调试 1
5.3调试结果 1
致谢 1
参考文献 1
附录 1 引 言
在中国传统的医治病人方法中，“望、闻、问、切”乃集中精华，而尤以“切”为精华中精华。所谓的“切”也就是把脉，通过感触手腕脉搏跳动的次数以得知病患身体基本情况。这种古老传统的方法被一直延续至今， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
并与现代科技相结合，研发出了智能脉搏测量仪并被广泛应用到医疗领域。但是脉搏作为人体的生物信号略微微弱，噪声背景影响着捕捉结果，科研人员利用现代化的科学技术例如传感器，将脉搏放大、过滤之后再传输到显示设备，让人们方便、明了、快捷的获取跳动信息。该传感器为光电传感器，在没有脉搏跳动时透光性强，可产生信号被单片机接收。另外，我给系统设置上下限次数，如果用户测量的脉搏次数超过上下限蜂鸣器就会报警提醒。
第一章 概述
1.1 选题的背景和意义
在中国渊源流传的传统文化中，“把脉”是一种极具特色的医疗手段，其简便、快捷、无痛，被众多患者所拥护。但是把脉受到人体主观因素影响大，如医生的经验，或是患者手腕的皮肤感觉。在脉搏测量仪出现之前，护士在医院给病人计量脉搏次数是通过测量10秒钟内心跳数后乘以6，但是这种方法费事费时，精度也有待提高。但是基于单片机的脉搏测量仪精准、便捷，日后不仅在医学领域得到推广，也逐渐成为健身器材、商业应用的新宠。
1.2 脉搏测量仪的发展及应用
随着科学技术的不断发展，国内外先后研制了各种款式、型号的脉搏测量仪。最初用于体育测量的脉搏测试仪器是指脉，其应用的接触式传感器受手指上汗腺影响，在长期使用后灵敏度会下降。而后的耳脉测量仪相对干净，易维护，但是耳脉信号弱，尤其受季节变更温度影响较大。随后出现了便携式电子血压计，在加压之后不仅可以获取血压值也可以得到脉搏值，但是这个加减压会让患者感觉不适，并且精度偏低。
随着技术的进一步发展，各国科学家致力于开发非接触时的传感器，这种传感器不侵入机体，不造成机体创伤，可自动消系统误差，在体表测量生理参数尤为得力。在本次毕设中我所使用的光电传感器，通过监测使用者手指末端动脉血跳动之后产生的不同的透光度，传输回单片机进行计数。该传感器清洁，便携，无损伤，精度高，可重复使用，已被广泛应用到生活各个领域并取得可观成效。
第二章 总体方案的论证与设计
2.1 系统模块的选取
本系统的核心主控模块选取STC89C52单片机，其具有构造简单，价格低廉，功能强大的特点，内部集成诸多模拟电路、数字电路以及各种类型微处理器。这种单片机可以根据本系统的功能需求去在线的编程调试，具有很好的调节性。显示模块采用LCD1602液晶屏，该屏幕价格低，显示功能强大，图像清晰，可以显示大量文字以及图形，且接口线多，使用方便。传感器采用光电传感器，通过医学基础知识可以了解到生物体内非血液组织对光的吸收量恒定不变，而血液组织中静脉血与动脉血活跃情况不同，动脉血较活跃，对透光性影响较大，而静脉血对透光性的影响几乎可以忽略不计。因此利用这个原理我们选择了光电传感器，对动脉血液的跳动次数进行监测、计数。
2.2 系统整体设计
本系统分为主控模块，显示模块，检测模块，时钟模块等，按键共有四个，可以用来设置脉搏数的上下限，当测得数值超过该限值，蜂鸣器便会鸣叫报警。在使用时，使用者只需将手轻轻放至光电传感器上，随着脉搏跳动产生强弱不一的信号，被传感器收集后运算放大，并传至单片机I/O口，之后单片机会对发送来的信号使用外围电路的中断电路进行计数，计数的结果会通过连线传输至液晶显示屏上并且显示出来。
第三章 系统硬件电路设计
3.1主控模块
STC89C52单片机集成了中央处理单元、存储器、并行I/O口，串行I/O口，定时器、计数器、中断系统、时钟电路等。其中存储器系统包括程序存储器（ROM），内存4KB，以及数据存储器（RAM），内存128B。其共有40个引脚，其中4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，另有5个中断源，2个优先级以及2个16位定时/计数器。
STC89C52单片机的基本组成框图如图3.1所示。
图3.1 STC89C52单片机结构图
STC89C52部分引脚说明如下：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：8位漏极开路双向I/O口，当单片机扩展外部存储器及I/O口接芯片时候，该引脚作为地址总线（低8位）以及数据总线分时复用端口。P0口在使用时候需加上拉电阻，并且在输入高电平时方可用作输入端口。可驱动8TTL负载。
P1口：8位准双向I/O口，内部含有上拉电阻，缓冲器可接收4TTL门电流。写入高电平时用作输入。写入低电平时用作输出。
P2口：8位准双向I/O口，缓冲器可接收4TTL门电流。引脚写1后内部上拉电阻为高电平，坐输入使用。引脚写0后为低电平，作输出。
P3口：8位双向I/O口，也可作通用I/O口使用，内部带8个上拉电阻，可接收输出4个TTL门电流。P3口在写1时为高电平，用作输入。当写0时为低电平用作输出。
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
摘要 I
ABSTRACT 错误！未定义书签。
引言 1
第一章 概述 1
1.1 选题的背景和意义 1
1.2 脉搏测量仪的发展与应用 错误！未定义书签。
第二章 总体方案的论证与设计 1
2.1模块的选取和论证 1
2.2系统整体设计概述 错误！未定义书签。
第三章 系统硬件电路设计 1
3.1主控模块 1
3.1.1 STC89C52单片机主要特性 错误！未定义书签。
3.1.2 单片机最小系统设计 错误！未定义书签。
3.2 LCD液晶显示器简介 1
3.2.1液晶模块简介 错误！未定义书签。
3.2.2液晶显示部分与STC89C52的接口 错误！未定义书签。
03.3信号采集电路设计 1
3.3.1传感器简介 1
3.3.2滤波电路 1
3.3.3放大整形电路 1
第四章 系统软件设计 1
4.1系统软件总体设计 1
4.2程序设计原理 1
第五章 系统调试 1
5.1软件调试 1
5.2硬件调试 1
5.3调试结果 1
致谢 1
参考文献 1
附录 1 引 言
在中国传统的医治病人方法中，“望、闻、问、切”乃集中精华，而尤以“切”为精华中精华。所谓的“切”也就是把脉，通过感触手腕脉搏跳动的次数以得知病患身体基本情况。这种古老传统的方法被一直延续至今， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
并与现代科技相结合，研发出了智能脉搏测量仪并被广泛应用到医疗领域。但是脉搏作为人体的生物信号略微微弱，噪声背景影响着捕捉结果，科研人员利用现代化的科学技术例如传感器，将脉搏放大、过滤之后再传输到显示设备，让人们方便、明了、快捷的获取跳动信息。该传感器为光电传感器，在没有脉搏跳动时透光性强，可产生信号被单片机接收。另外，我给系统设置上下限次数，如果用户测量的脉搏次数超过上下限蜂鸣器就会报警提醒。
第一章 概述
1.1 选题的背景和意义
在中国渊源流传的传统文化中，“把脉”是一种极具特色的医疗手段，其简便、快捷、无痛，被众多患者所拥护。但是把脉受到人体主观因素影响大，如医生的经验，或是患者手腕的皮肤感觉。在脉搏测量仪出现之前，护士在医院给病人计量脉搏次数是通过测量10秒钟内心跳数后乘以6，但是这种方法费事费时，精度也有待提高。但是基于单片机的脉搏测量仪精准、便捷，日后不仅在医学领域得到推广，也逐渐成为健身器材、商业应用的新宠。
1.2 脉搏测量仪的发展及应用
随着科学技术的不断发展，国内外先后研制了各种款式、型号的脉搏测量仪。最初用于体育测量的脉搏测试仪器是指脉，其应用的接触式传感器受手指上汗腺影响，在长期使用后灵敏度会下降。而后的耳脉测量仪相对干净，易维护，但是耳脉信号弱，尤其受季节变更温度影响较大。随后出现了便携式电子血压计，在加压之后不仅可以获取血压值也可以得到脉搏值，但是这个加减压会让患者感觉不适，并且精度偏低。
随着技术的进一步发展，各国科学家致力于开发非接触时的传感器，这种传感器不侵入机体，不造成机体创伤，可自动消系统误差，在体表测量生理参数尤为得力。在本次毕设中我所使用的光电传感器，通过监测使用者手指末端动脉血跳动之后产生的不同的透光度，传输回单片机进行计数。该传感器清洁，便携，无损伤，精度高，可重复使用，已被广泛应用到生活各个领域并取得可观成效。
第二章 总体方案的论证与设计
2.1 系统模块的选取
本系统的核心主控模块选取STC89C52单片机，其具有构造简单，价格低廉，功能强大的特点，内部集成诸多模拟电路、数字电路以及各种类型微处理器。这种单片机可以根据本系统的功能需求去在线的编程调试，具有很好的调节性。显示模块采用LCD1602液晶屏，该屏幕价格低，显示功能强大，图像清晰，可以显示大量文字以及图形，且接口线多，使用方便。传感器采用光电传感器，通过医学基础知识可以了解到生物体内非血液组织对光的吸收量恒定不变，而血液组织中静脉血与动脉血活跃情况不同，动脉血较活跃，对透光性影响较大，而静脉血对透光性的影响几乎可以忽略不计。因此利用这个原理我们选择了光电传感器，对动脉血液的跳动次数进行监测、计数。
2.2 系统整体设计
本系统分为主控模块，显示模块，检测模块，时钟模块等，按键共有四个，可以用来设置脉搏数的上下限，当测得数值超过该限值，蜂鸣器便会鸣叫报警。在使用时，使用者只需将手轻轻放至光电传感器上，随着脉搏跳动产生强弱不一的信号，被传感器收集后运算放大，并传至单片机I/O口，之后单片机会对发送来的信号使用外围电路的中断电路进行计数，计数的结果会通过连线传输至液晶显示屏上并且显示出来。
第三章 系统硬件电路设计
3.1主控模块
STC89C52单片机集成了中央处理单元、存储器、并行I/O口，串行I/O口，定时器、计数器、中断系统、时钟电路等。其中存储器系统包括程序存储器（ROM），内存4KB，以及数据存储器（RAM），内存128B。其共有40个引脚，其中4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，另有5个中断源，2个优先级以及2个16位定时/计数器。
STC89C52单片机的基本组成框图如图3.1所示。
图3.1 STC89C52单片机结构图
STC89C52部分引脚说明如下：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：8位漏极开路双向I/O口，当单片机扩展外部存储器及I/O口接芯片时候，该引脚作为地址总线（低8位）以及数据总线分时复用端口。P0口在使用时候需加上拉电阻，并且在输入高电平时方可用作输入端口。可驱动8TTL负载。
P1口：8位准双向I/O口，内部含有上拉电阻，缓冲器可接收4TTL门电流。写入高电平时用作输入。写入低电平时用作输出。
P2口：8位准双向I/O口，缓冲器可接收4TTL门电流。引脚写1后内部上拉电阻为高电平，坐输入使用。引脚写0后为低电平，作输出。
P3口：8位双向I/O口，也可作通用I/O口使用，内部带8个上拉电阻，可接收输出4个TTL门电流。P3口在写1时为高电平，用作输入。当写0时为低电平用作输出。
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
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