基于单片机的心率采集和处理系统的设计

论文总字数：20180字

摘 要

心率是指在一个单位时间内心脏跳动的次数，包含许多的生理，病理信息，特别是与大脑血管相关的的信息。大部分是指每分钟的心跳次数，它是医学临床经常用来检查的生理指标。心率检测仪在我们日常生活中得到广大的应用，特别是在医学方面，用心率监测仪检测人们的心脏跳动，就可以初步的判断出人们的健康状况。便携式心率计是现在我们需要发展的仪器，随着单片机的技术发展，基于单片机的便携式心率计成为一个很好的选择。本课题设计完成了一个采用STC89C52单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器。用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管来感应人心跳脉冲，单片机通过心跳累加得到心脏的跳动次数，在数码管上面显示每分钟的心脏跳动次数，系统实现了心率的实时监测和显示，系统实现了定时测量和报警功能。经过多次的实验和对比结果表明，系统工作正常，测量的灵敏度比较高，蓝牙串口显示和显示屏的数据保持一致且同步，实现了设计功能。

关键词：心率监测仪；STC89C52单片机；光电传感器

Design of Heart Rate Acquisition and Processing System Based on MCU

Abstract

Heart rate refers to the number of beats of the heart within a specified unit of time, which contains a lot of physiological and pathological information, especially the information related to blood vessels in the brain. It generally refers to the number of beats per minute, which is a physiological index of routine clinical examination Heart rate monitor get wide application in our daily life, especially in medicine, by detecting the heart of people, you can determine the health of people Portable heart rate meter into a new development trend, with the technical development of the single chip microcomputer, is based on single chip microcomputer portable heart rate meter to be a good choice The design of this topic has completed a STC89C52 microcontroller as the core, to infrared light-emitting diode and photosensitive transistor as the sensor Single chip microcomputer system internal timer to calculate the time, by photosensitive audion to induct the human heartbeat pulse, single chip microcomputer through the heartbeat cumulative number of beats of the heart, in the digital tube above the number of beats of the heart per minute, the system has realized the real-time monitoring and display of the heart rate, the system has realized the timing measurement and alarm function After many experiments and comparison results show that the system works normally, the measurement sensitivity is relatively high, the Bluetooth serial port display and the display data are consistent and synchronized, and the design function is realized.

Keywords: Heart Rate Monitor; STC89C52 Microcontroller; Photoelectric Sensor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1课题研究的背景 1

1.2国内外发展的现状及趋势 1

1.3设计任务 2

第二章 系统方案的论证 3

2.1MCU方案的选用 3

2.2温度传感器的选用 3

2.3显示模块的选用 4

2.4蓝牙模块的选用 5

2.5系统方案的总设计 5

第三章 硬件模块的设计 7

3.1 STC89C52单片机主控模块 7

3.1.1 元器件的介绍 7

3.1.2 STC89C52单片机的结构 7

3.2 数据采集软件的设计 8

3.2.1信号采集 8

3.2.2运算放大电路 9

3.3 LCD1602液晶显示模块 9

3.4 HC-05蓝牙传输模块 10

3.5 状态指示模块 11

3.5.1液晶显示原理 11

3.5.2蓝牙状态显示 12

第四章 软件系统的设计 13

4.1主程序流程框图 13

4.2中断程序流程框图 13

4.3 数据采集软件的设计框图 14

4.4 LCD1602液晶显示程序设计 15

第五章 系统的总体调试 16

5.1硬件调试 16

5.1.1各部分电路模块的测试 16

5.1.2整体的调试 17

5.2设过程中要注意的问题 19

第六章 结束语 20

致........谢 21

参考文献(References) 22

附........录 23

第一章 引 言

1.1课题研究的背景

我们知道所有运动中心跳的作用。心跳速度直接影响运动的效果。有些人为了改善心肺功能,就会想着高心率，这样的危险性很大的，心率脉搏仪为了能够实时的监测人的心跳，保证运动时候的心率在相应的区域里面，心跳过快或者过低的时候能够报警，以免会出现意外；在当今社会最为普遍的也就是心血管疾病，心血管疾病占据第一位的就是发达国家，在我国也是最为要高的疾病，世界卫生组织已将心脑血管疾病列为21世纪危害人类生命和健等疾病[1]。在我国每年平均都有几万人死于心血管的疾病，时间慢慢的流逝，心血管疾病的病列越来越高，患者的年龄在逐渐的降低，心血管疾病对人们的健康威胁越来越大。所有人都希望可以通过先进的技术能够实时的监测人们的心率，可以预防疾病的到来，让患者在最短的时间里得到医治，更快的恢复健康。如今我国的高龄化越来越严重，很多老年人都为高血压、高脂肪、高血糖等慢性疾病而烦恼，还有慢性支气管炎、冠心病等，这种慢性病会终生伴随着患者，疾病带来的的痛苦，治疗资金的压力让他们感觉到很吃力，而且占据了社会上大量的医疗资源，给社会带来好多不必要的负担，如果想要避免和减少心脏病这类的疾病给人们带来的危害和痛苦，如何早期的预防，诊断和治疗正是现在医学所研究和探讨的重点课程之一，所以现在的当务之急就是要做一个能够实时的监测的心率监测仪来提前预防和监控这一类的心脑血管疾病。

在过去用来专门测量人体心率的仪器就很少，有很多人为了知道自己的健康，大老远的跑到医院做各种各样的生理指标，人多的时候还要排队就诊，各种各样的手续搞得人们都体衰困扰的，尤其是老年人、儿童和每天运动的专业运动员，由于在路上的颠簸，到医院以后这些生理指标也是随时变化的，所以测量出来的指标也是不够准确。现在心率监测仪可以实时监测的出现，不但解决路程上面的问题，而且还可以时刻的监测到人们的心跳，既节约了时间，也保证了每一个人能及时的得到医治，预防了人们意外的发生，在医学资源上也节约了不少，所以现在心率监测仪显得尤其的重要。

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