单片机脉搏测量仪的设计与制作毕业论文
目录
一 引言 5
二 硬件系统 5
（一）系统设计总框图 5
（二）单片机控制模块 6
（三）信号采集电路 7
（四）低通放大电路 7
（五）信号比较电路 8
（六）LCD显示电路 8
（七）键盘电路 9
三 系统软件设计 9
（一）测量计算 9
（二）主程序流程图 10
（三）中断程序流程图 10
（四）T0和T1的中断服务程序 10
四 系统测试与结果分析 11
（一）脉搏仪的制作 11
（二）端口及按键说明 12
（三）调试 12
（四）系统干扰与影响 14
五 结论 14
致谢 15
参考文献 16
附录一：系统原理图 17
附录二：元件清单 17
附录三：源程序 18
一 引言
人体很多健康状态信息都是可以通过脉搏显示的。心脏处于收缩时，因血液输出冲击而导致的动脉跳动就可以用来诊断疾病。中医四诊——望、闻、问、切，其中“切”坐享很重要的位置。脉诊之所以那么重要和易被患者接受是因为它简便、无创、无痛，但是在长时间的实践也出现了许多弊端。随着经济水平的提高，对于生活质量的要求也越来越高，从而健康成为人们关注的焦点和追求的目标,对于能及时在家监测自己的健康状况已经是至关重要的了。
目前，已经研究出各种测量脉搏仪，有单部、液态水、气压式、硅杯式、软性接触式等。大多数脉搏仪都是需要一些复杂的操作与巨型的机器。所以会存在测量过程中测量结果不精确、设备体积巨大、操作困难、价格昂贵等缺点，难以普及，更难适用于广大家庭，不能够满足使用者在家及时检测脉搏，以此得知自己的健康状态。
本文将基于AT89C52单片机来设计一款脉搏测量仪，该测量仪具有测量精度高、液晶显示及报警功能。
二 硬件系统
（一）系统设计总框图
脉搏测量仪由单片机电路、光电采集电路、低通放大电路、比较电路和LCD显示电路等五大模块组成。光电传感器采集人体脉搏值然后传
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以普及，更难适用于广大家庭，不能够满足使用者在家及时检测脉搏，以此得知自己的健康状态。
本文将基于AT89C52单片机来设计一款脉搏测量仪，该测量仪具有测量精度高、液晶显示及报警功能。
二 硬件系统
（一）系统设计总框图
脉搏测量仪由单片机电路、光电采集电路、低通放大电路、比较电路和LCD显示电路等五大模块组成。光电传感器采集人体脉搏值然后传给低通放大器，经过放大后再由比较器来比较两个模拟电压的大小，输出外部中断信号。然后再将外部中断信号传给单片机AT89C52。经过计算处理之后，最后在液晶上显示。测量过程中经晶振、复位及键盘电路进行调节，若超过设置上下限值将会通过报警装置鸣响，来提醒被测者。如图2-1所示。
图 2-1 脉搏仪的总电路图
（二）单片机控制模块
1.芯片简介：
AT89C52是一种8K在系统可编程Flash存储器及CMOS8位微控制器，具有低功率、高性能等优点。功能如下：32位I/O口线，定时器，数据指针2个，16位定时器/计数器2个，Flash8k字节，RAM256字节等组成。此外，静态逻辑操作可以减少为0Hz，支持省电模式。若空闲模式，除中央处理器停止工作之外，其它将继续工作。相反，出保护内存内容之外，其它将终止工作。直到下一个中断或硬件复位。引脚如图2-2所示。
图2-2 AT89C52引脚
2．晶振电路：
晶振电路在单片机中是十分重要的，由XTAL1与XTAL2连接30pF电容和12MHZ的晶振构成。在本设计中，晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，以此来确保系统各部件能够保持同步。
图2-3 晶振电路
3．复位电路：
在运行中，由于受到环境及各种因素干扰将会导致程序出错，这时候按下复位按钮程序将会重新运行，就可以重新测量脉搏值。复位电路如下图，RST为复位输入端口。在运行过程中，RST端口将会出现高出两个机器周期的高电平来使单片机复位，从而达到初始化的效果。
图2-4 复位电路
（三）信号采集电路
新兴技术红外传感技术，在生产实践中发挥巨大作用。因为传感器可以输出弱且低频的脉冲信号，所以可以通过R7、C5低通滤波来除去干扰。当较强的干扰噪音被传感器检测到时，需要经过直流电压输出一个变化很大的输出值。信号采集电路如图 2-5所示。
图2-5 信号采集电路
（四）低通放大电路
在低通放大电路中，其放大值应该为200倍。但由于材料的限制与8接口的电压供压不足，所以只有大约20倍。图中耦合电容C7，电容作用是通交隔直。为了能够让所有信号可以通过，所以使用1uF电容。如图2-6所示。
图 2-6 低通放大电路
（五）信号比较电路
信号比较是比较两个模拟电压的大小。如果电压信号小于此值，就会显示0V，相反将会显示5V，从而形成了0和5V的方波。如图2-7所示。
图2-7 信号比较器
（六）LCD显示电路
LCD显示两行，每行由16个字符组成，所以总内容为16X2个。
功能
显示电路有16个接口，分为如下显示：
第1脚：VSS连接电源
第2脚：VCC连接到5V电源
第3脚：V0连着正极时最弱，接地时最强。（太高会产生一个“鬼影”）最高最低都可以由0K来调整。
第4脚：RS高电平时，会选择数据寄存器，相反则会选择指令寄存器。
第5脚：RW读写信号，高电平为读，相反则为写。
第6脚：E使用端，高电平为读取，相反则为执行。
第7～14脚：D0～D7是一个8位双向数据终端。
第15～16脚：空脚或后灯电源。15脚为背光源正极，16脚为负极。
LCD接口图2-8所示。
图2-8 LCD接口图
（七）键盘电路
通过CPU P30，P31 P32，连接3个按键。S3设置键，S4为脉搏上调按键，S5为脉搏下调按键。键盘电路可以调节上下限脉搏值，一旦超过上下限值将会通
一 引言 5
二 硬件系统 5
（一）系统设计总框图 5
（二）单片机控制模块 6
（三）信号采集电路 7
（四）低通放大电路 7
（五）信号比较电路 8
（六）LCD显示电路 8
（七）键盘电路 9
三 系统软件设计 9
（一）测量计算 9
（二）主程序流程图 10
（三）中断程序流程图 10
（四）T0和T1的中断服务程序 10
四 系统测试与结果分析 11
（一）脉搏仪的制作 11
（二）端口及按键说明 12
（三）调试 12
（四）系统干扰与影响 14
五 结论 14
致谢 15
参考文献 16
附录一：系统原理图 17
附录二：元件清单 17
附录三：源程序 18
一 引言
人体很多健康状态信息都是可以通过脉搏显示的。心脏处于收缩时，因血液输出冲击而导致的动脉跳动就可以用来诊断疾病。中医四诊——望、闻、问、切，其中“切”坐享很重要的位置。脉诊之所以那么重要和易被患者接受是因为它简便、无创、无痛，但是在长时间的实践也出现了许多弊端。随着经济水平的提高，对于生活质量的要求也越来越高，从而健康成为人们关注的焦点和追求的目标,对于能及时在家监测自己的健康状况已经是至关重要的了。
目前，已经研究出各种测量脉搏仪，有单部、液态水、气压式、硅杯式、软性接触式等。大多数脉搏仪都是需要一些复杂的操作与巨型的机器。所以会存在测量过程中测量结果不精确、设备体积巨大、操作困难、价格昂贵等缺点，难以普及，更难适用于广大家庭，不能够满足使用者在家及时检测脉搏，以此得知自己的健康状态。
本文将基于AT89C52单片机来设计一款脉搏测量仪，该测量仪具有测量精度高、液晶显示及报警功能。
二 硬件系统
（一）系统设计总框图
脉搏测量仪由单片机电路、光电采集电路、低通放大电路、比较电路和LCD显示电路等五大模块组成。光电传感器采集人体脉搏值然后传
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以普及，更难适用于广大家庭，不能够满足使用者在家及时检测脉搏，以此得知自己的健康状态。
本文将基于AT89C52单片机来设计一款脉搏测量仪，该测量仪具有测量精度高、液晶显示及报警功能。
二 硬件系统
（一）系统设计总框图
脉搏测量仪由单片机电路、光电采集电路、低通放大电路、比较电路和LCD显示电路等五大模块组成。光电传感器采集人体脉搏值然后传给低通放大器，经过放大后再由比较器来比较两个模拟电压的大小，输出外部中断信号。然后再将外部中断信号传给单片机AT89C52。经过计算处理之后，最后在液晶上显示。测量过程中经晶振、复位及键盘电路进行调节，若超过设置上下限值将会通过报警装置鸣响，来提醒被测者。如图2-1所示。
图 2-1 脉搏仪的总电路图
（二）单片机控制模块
1.芯片简介：
AT89C52是一种8K在系统可编程Flash存储器及CMOS8位微控制器，具有低功率、高性能等优点。功能如下：32位I/O口线，定时器，数据指针2个，16位定时器/计数器2个，Flash8k字节，RAM256字节等组成。此外，静态逻辑操作可以减少为0Hz，支持省电模式。若空闲模式，除中央处理器停止工作之外，其它将继续工作。相反，出保护内存内容之外，其它将终止工作。直到下一个中断或硬件复位。引脚如图2-2所示。
图2-2 AT89C52引脚
2．晶振电路：
晶振电路在单片机中是十分重要的，由XTAL1与XTAL2连接30pF电容和12MHZ的晶振构成。在本设计中，晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，以此来确保系统各部件能够保持同步。
图2-3 晶振电路
3．复位电路：
在运行中，由于受到环境及各种因素干扰将会导致程序出错，这时候按下复位按钮程序将会重新运行，就可以重新测量脉搏值。复位电路如下图，RST为复位输入端口。在运行过程中，RST端口将会出现高出两个机器周期的高电平来使单片机复位，从而达到初始化的效果。
图2-4 复位电路
（三）信号采集电路
新兴技术红外传感技术，在生产实践中发挥巨大作用。因为传感器可以输出弱且低频的脉冲信号，所以可以通过R7、C5低通滤波来除去干扰。当较强的干扰噪音被传感器检测到时，需要经过直流电压输出一个变化很大的输出值。信号采集电路如图 2-5所示。
图2-5 信号采集电路
（四）低通放大电路
在低通放大电路中，其放大值应该为200倍。但由于材料的限制与8接口的电压供压不足，所以只有大约20倍。图中耦合电容C7，电容作用是通交隔直。为了能够让所有信号可以通过，所以使用1uF电容。如图2-6所示。
图 2-6 低通放大电路
（五）信号比较电路
信号比较是比较两个模拟电压的大小。如果电压信号小于此值，就会显示0V，相反将会显示5V，从而形成了0和5V的方波。如图2-7所示。
图2-7 信号比较器
（六）LCD显示电路
LCD显示两行，每行由16个字符组成，所以总内容为16X2个。
功能
显示电路有16个接口，分为如下显示：
第1脚：VSS连接电源
第2脚：VCC连接到5V电源
第3脚：V0连着正极时最弱，接地时最强。（太高会产生一个“鬼影”）最高最低都可以由0K来调整。
第4脚：RS高电平时，会选择数据寄存器，相反则会选择指令寄存器。
第5脚：RW读写信号，高电平为读，相反则为写。
第6脚：E使用端，高电平为读取，相反则为执行。
第7～14脚：D0～D7是一个8位双向数据终端。
第15～16脚：空脚或后灯电源。15脚为背光源正极，16脚为负极。
LCD接口图2-8所示。
图2-8 LCD接口图
（七）键盘电路
通过CPU P30，P31 P32，连接3个按键。S3设置键，S4为脉搏上调按键，S5为脉搏下调按键。键盘电路可以调节上下限脉搏值，一旦超过上下限值将会通
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