stm32f的脉搏心率测量仪(附件)【字数：5171】
摘 要此课题是以我在大学期间学到的传感器技术和单片机技术为主，用Protel XP、Keil uVision5 by ARM开发环境设计软件进行设计，制作的一种结构易懂，功能可靠的脉搏心率测量仪。此脉搏心率测量仪采用STM32单片机作为仪器核心，结合了Pulsesensor脉搏心率传感器电路模块,LCD1602液晶显示器电路模块设计而成。脉搏心率测量仪通过传感器和显示器与STM32单片机芯片的各个引脚相互连接，实现工作。Pulsesensor脉搏心率传感器监测人体心跳，将数据传给STM32单片机。STM32单片机进行计算后传给显示器。使用者就可以随时从显示器上读取心率。摘 要 3
Keywords: Pulse heart rate measuring instrument;Pulsesensor pulse heart rate sensor;STM32 MCU 目录
第1章概述 6
1.1 选题的背景和意义 6
1.2 脉搏心率测量仪的发展 6
第2章 结构 7
2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 7
1．红外反射传感器电路 8
2．信号处理电路 8
3. 单片机电路 8
4．LCD显示电路 8
5. 电源 8
第3章 硬件系统 8
3.1 控制器 9
3.1.1 STM32 简介 9
3.2脉搏心率信号采集 10
3.2.1光电传感器的原理 10
3.2.2光电传感器的结构 11
3.2.3信号采集电路 11
3.3信号放大 12
3.3.1放大器的介绍 12
3.3.2 放大整形电路 12
3.4显示电路 14
第4章 软件系统 15
4.1 主程序流程： 15
4.2 定时器中断程序流程： 16
4.3显示程序流程： 16
第5章 成果展示 17
总 结 19
致 谢 20
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
元件列表 23
附录三程序 23
第1章概述
1.1 选题的背景和意义
心率是心跳周期性跳动速度的专业术语。在字典上给心率的解释是“心脏跳动的频率”。即单位时间内，心脏跳动的次数。正常成人的心率为60～100次/分，常运动的人心率会慢点，而身形丰满者心率会有所提高；不满三岁小儿心率常在100次/分以上；当人的年龄越来越大时心率会降缓。日常生活中发烧的人心率会升高，伤寒的人心率又会下降，肺炎、哮喘的人心率也会上升。无论心率过快还还是过慢都会造成昏迷，进而致死。
脉搏心率相当于人体的健康密码，只要能准确的破译这串密码就能对人体的健康状况进行精准诊断。我国传统的中医在公元三世纪就以出版了一部《脉经》，讲述了脉搏心率对人体健康状况的影响。中医的把脉有脉搏的显现部位、强度、速度、节律和形态五个要素。中医把脉中的脉搏速度就是心率，医生对测量完全凭借自己的感觉计数。而脉搏节律更是长时间对心率进行比较。这两者都存在主观性，受医生自身影响较大。所以诊脉的准确性受到极大的影响，成为中医脉诊应用、发展的制约。
历史上最早的脉搏心率描记仪是Vierordt 在公元19世纪六十年代制造的，我国的最早使用脉搏心率测量仪是朱颜，他结合中西医特点将Vierordt的杠杆式脉搏心率描记仪运用到中医诊脉中。此后，随着现代化的来临，越来越多医学工作者对脉搏心率进行研究，随之使越来越大脉搏心率测量仪发展进入高峰期。脉象探头种类丰富多彩，但以往的脉搏心率测量仪是以单部单点应变片式为主。现在由于电子行业的高速发展，当下的脉搏心率测量仪是以三部多点式为主导。
当下脉搏心率测量仪许多行业都有使用，不过还是以医学行业使用的最多，比如无创心血管功能检测、危重病人看护、中医诊病、脉率检测等等，此外在商业方向脉搏心率测量仪也不断拓宽前景，如在运动、健身器材中都会加入脉搏心率测量仪。
1.2 脉搏心率测量仪的发展
由于科技的日新月异，人们对脉搏心率测量仪要求越来越高，进而促进了脉搏心率测量仪的进步发展。脉搏心率测量仪的种类越来越多，脉搏心率测量仪的分类标准是脉搏心率传感器的不同。
接触式传感器：使用接触式传感器制造的心率测量仪又分为指脉式和耳脉
式。指脉式的优点是测量方便、简单，缺点是手指上易出汗，油污较多，指夹反复使用，指夹会被污染脉搏心率测量仪灵敏度下降：耳脉式没有被污染的问题也容易维护。但是耳脉式是用夹子夹在耳脉上的，可是人耳朵上的耳脉是很弱的尤其是温度变化时，耳脉受温度变化影响脉搏心率测量仪灵敏度也会下降。
非接触式传感器：非接触式脉搏心率测量仪是当下发展的主流，这一类型的脉搏心率测量仪特点是探测装置不用侵入身体，不会令人感到不适。测量精度高，直接在表面就能测量脉搏心率。非接触式脉搏心率测量仪中发展最好的是光电式脉搏心率传感器，光电式脉搏心率传感器以光电容积法为核心。通过对人体的透光程度的检测，间接得出脉搏心率。
第2章 结构
对脉搏心率测量仪的设计原理，就是通过探测脉搏心率变化造成的生物信号。然后把这种生物信号转变成模拟信号，通过对这些模拟信号的计数测量，间接完成单位时间内脉搏心率次数。
对脉搏心率测量仪的设计就是通过硬件电路和芯片来监测生物信号，将生物信号变成模拟信号整形放大后对其计数处理。模拟信号就是电压变化的连续图像，通过这一系统的分析，脉搏心率测量仪的制作就此开始展开。
2.1 光电脉搏心率测量仪的结构
本课题是用光电传感器作为检测转换原件，通过脉搏心率引起红外光变化，在将红外光的变化为电信号，之后用电子芯片进行测量并输出显示的装置。本设计由红外反射传感器电路、信号处理电路、单片机电路、LCD显示电路、电源电路等五大部分构成。脉搏心率测量仪工作原理图如图1所示。
Keywords: Pulse heart rate measuring instrument;Pulsesensor pulse heart rate sensor;STM32 MCU 目录
第1章概述 6
1.1 选题的背景和意义 6
1.2 脉搏心率测量仪的发展 6
第2章 结构 7
2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 7
1．红外反射传感器电路 8
2．信号处理电路 8
3. 单片机电路 8
4．LCD显示电路 8
5. 电源 8
第3章 硬件系统 8
3.1 控制器 9
3.1.1 STM32 简介 9
3.2脉搏心率信号采集 10
3.2.1光电传感器的原理 10
3.2.2光电传感器的结构 11
3.2.3信号采集电路 11
3.3信号放大 12
3.3.1放大器的介绍 12
3.3.2 放大整形电路 12
3.4显示电路 14
第4章 软件系统 15
4.1 主程序流程： 15
4.2 定时器中断程序流程： 16
4.3显示程序流程： 16
第5章 成果展示 17
总 结 19
致 谢 20
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
元件列表 23
附录三程序 23
第1章概述
1.1 选题的背景和意义
心率是心跳周期性跳动速度的专业术语。在字典上给心率的解释是“心脏跳动的频率”。即单位时间内，心脏跳动的次数。正常成人的心率为60～100次/分，常运动的人心率会慢点，而身形丰满者心率会有所提高；不满三岁小儿心率常在100次/分以上；当人的年龄越来越大时心率会降缓。日常生活中发烧的人心率会升高，伤寒的人心率又会下降，肺炎、哮喘的人心率也会上升。无论心率过快还还是过慢都会造成昏迷，进而致死。
脉搏心率相当于人体的健康密码，只要能准确的破译这串密码就能对人体的健康状况进行精准诊断。我国传统的中医在公元三世纪就以出版了一部《脉经》，讲述了脉搏心率对人体健康状况的影响。中医的把脉有脉搏的显现部位、强度、速度、节律和形态五个要素。中医把脉中的脉搏速度就是心率，医生对测量完全凭借自己的感觉计数。而脉搏节律更是长时间对心率进行比较。这两者都存在主观性，受医生自身影响较大。所以诊脉的准确性受到极大的影响，成为中医脉诊应用、发展的制约。
历史上最早的脉搏心率描记仪是Vierordt 在公元19世纪六十年代制造的，我国的最早使用脉搏心率测量仪是朱颜，他结合中西医特点将Vierordt的杠杆式脉搏心率描记仪运用到中医诊脉中。此后，随着现代化的来临，越来越多医学工作者对脉搏心率进行研究，随之使越来越大脉搏心率测量仪发展进入高峰期。脉象探头种类丰富多彩，但以往的脉搏心率测量仪是以单部单点应变片式为主。现在由于电子行业的高速发展，当下的脉搏心率测量仪是以三部多点式为主导。
当下脉搏心率测量仪许多行业都有使用，不过还是以医学行业使用的最多，比如无创心血管功能检测、危重病人看护、中医诊病、脉率检测等等，此外在商业方向脉搏心率测量仪也不断拓宽前景，如在运动、健身器材中都会加入脉搏心率测量仪。
1.2 脉搏心率测量仪的发展
由于科技的日新月异，人们对脉搏心率测量仪要求越来越高，进而促进了脉搏心率测量仪的进步发展。脉搏心率测量仪的种类越来越多，脉搏心率测量仪的分类标准是脉搏心率传感器的不同。
接触式传感器：使用接触式传感器制造的心率测量仪又分为指脉式和耳脉
式。指脉式的优点是测量方便、简单，缺点是手指上易出汗，油污较多，指夹反复使用，指夹会被污染脉搏心率测量仪灵敏度下降：耳脉式没有被污染的问题也容易维护。但是耳脉式是用夹子夹在耳脉上的，可是人耳朵上的耳脉是很弱的尤其是温度变化时，耳脉受温度变化影响脉搏心率测量仪灵敏度也会下降。
非接触式传感器：非接触式脉搏心率测量仪是当下发展的主流，这一类型的脉搏心率测量仪特点是探测装置不用侵入身体，不会令人感到不适。测量精度高，直接在表面就能测量脉搏心率。非接触式脉搏心率测量仪中发展最好的是光电式脉搏心率传感器，光电式脉搏心率传感器以光电容积法为核心。通过对人体的透光程度的检测，间接得出脉搏心率。
第2章 结构
对脉搏心率测量仪的设计原理，就是通过探测脉搏心率变化造成的生物信号。然后把这种生物信号转变成模拟信号，通过对这些模拟信号的计数测量，间接完成单位时间内脉搏心率次数。
对脉搏心率测量仪的设计就是通过硬件电路和芯片来监测生物信号，将生物信号变成模拟信号整形放大后对其计数处理。模拟信号就是电压变化的连续图像，通过这一系统的分析，脉搏心率测量仪的制作就此开始展开。
2.1 光电脉搏心率测量仪的结构
本课题是用光电传感器作为检测转换原件，通过脉搏心率引起红外光变化，在将红外光的变化为电信号，之后用电子芯片进行测量并输出显示的装置。本设计由红外反射传感器电路、信号处理电路、单片机电路、LCD显示电路、电源电路等五大部分构成。脉搏心率测量仪工作原理图如图1所示。
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