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摘 要

随着人们生活水平的提高，人们对于自身的身体健康程度的关心度也越来越高，但由于我国人数量大，且人们工作压力加大，无法经常到医院去做相关的体检来确认自己的身体状况，所以一款能够实时监测人们身体健康程度设备是十分必要的。随着电力电子技术以及自动化技术的快速发展，一些智能化的设备开始走进人们的生活，给人们的生活提供极大的便利，智能手表便是其中一种。

本系统以STM32F103RCT6单片机芯片为核心控制器实现一款可远程进行心率与时间显示的智能手环装置，包含心率血氧模块、陀螺仪模块、JTAG调试接口、蓝牙模块、FLASH--存储数据、通用IO接口、RESET--复位和NRF2401无线通信接口等外围电路。通过心率血氧模块实时检测用户心率，并通过蓝牙模块将数据发送至手机APP进行显示。本设计主要完成了硬件设计和软件设计，能够实现实时接收心率和显示时间的功能。

关键词：单片机；智能手环；多功能

Multifunctional Smart Bracelet Design

Abstract

With the improvement of people's living standards, people are more and more concerned about their own health. However, due to the large number of people in China and the increasing work pressure, people can not often go to the hospital to do relevant physical examination to confirm their physical condition, so it is necessary to have a real-time monitoring device for people's health. With the rapid development of power electronic technology and automation technology, some intelligent devices begin to enter into people's lives and provide great convenience for people's lives. Smart watch is one of them.

This system uses stm32f103rct6 single chip as the core controller to realize an intelligent Bracelet device which can display the heart rate and time remotely,it includes heart rate and blood oxygen module, gyroscope module, Jtag Debug Interface, Bluetooth Module, flashnrf-storage data, general IO interface, reset-reset and wireless communication interface. It can detect the user's heart rate in real time through the heart rate and blood oxygen module, and send the data to the mobile app for display through the Bluetooth module.. This design mainly completes the hardware design and software design, and can realize the function of receiving heart rate and display time in real time.

key words: Single-chip Microcomputer; Smart Bracelet; Multi-function

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1背景和意义 1

1.2研究现状 1

1.3研究的主要工作 1

第二章 总体方案论证与设计 3

2.1设计方案 3

2.2主控模块的选型和论证 3

第三章 系统硬件电路设计 5

3.1主控模块设计 5

3.1.1 STM32单片机概述 5

3.1.2 STM32单片机最小系统电路 5

3.2 心率血氧模块电路设计 6

3.3 程序下载模块电路设计 7

3.4 陀螺仪电路设计 7

3.5 USB连接器模块 8

3.6 蓝牙模块 8

3.7 JTAG工作组模块 9

3.8 OLED模块 9

3.9 LED模块 9

3.10 按键模块 10

第四章 系统软件设计 11

4.1编程工具Keil简介 11

4.2程序设计原理 11

4.3 OLED显示程序设计 12

4.4 WiFi模块程序流程设计 13

4.5 按键控制驱动程序设计 14

第五章 系统调试 15

5.1硬件调试 15

5.2软件调试 15

5.3设计调试 15

5.3.1程序编译和调试 15

5.3.2单片机HEX文件的烧入 16

5.3.3调试分析 17

第六章 结 论 18

致 谢 19

参考文献 21

附录1 22

第一章 绪 论

1.1背景和意义

近年来人类的生活已经越来越方便和智能化 , 在日新月异的今天现代人的生活发生了极大的变化。使用单片机进行逻辑电路的控制，降低事故发生的风险，减少大量的经济投入。以交通灯为案例，在单片机没有问世之前，交通是用人来进行指导，人为进行控制，耗时，耗费人力，还容易出现错误。把单片机引用在交通控制中之后，可以使用较少的人力完成较多的事，需要怎么进行控制，仅仅需要将逻辑语言调整好，再将系统运行起来就可以实现控制。简单省心、省力。在现在大数据，人工智能，5G数据应用的时代，智能型的交通，智能型的城市，智能型的配套农业，各类的设备仪器逐渐向智能化靠近，单片机，相对功率消耗较低，总体的体积相对其他设备而言，提交较小，使用起来也是比较方便的，在设备控制领域的应用前景较为广阔^[1]。为实现这样配套型的项目开发，采用STM32F103RCT6系列单片机来进行控制，成本相对其他控制系统来说是比较低的。采用单片机来进行控制总体来说比较考验开发人员的经验，需要充足的开发经验，方可设计出较为实用的系统，才能够让开发出的系统能够稳定的运行。采用STM32F103RCT6^[2]系列的单片机进行开发，简化开发的复杂度，减少了项目开发的时间，因为在单片机的内部集成数据中，里面的功能早已设计好，逻辑程序语言之中进行逻辑完整的规划好即可。可靠性能够得到有效的保障，效益方面也能够有明确的保障。

1.2研究现状

单片机的优点是体积小、扩展灵活、高性价比、高可靠性和功耗低，单片机重开始试验到现在的广泛应用，仅仅使用了几十年的时间，从最开始的大型设备，到现在的精密仪器都可以见到他们的身影。遍布于大多数电子设备之中^[3]。单片机是微型控制执行器的简称，单片机能够实现基本的计算机功能，是最简单的计算机,称得上是应用最多的计算机了，因为其小巧而精致，使用范围比较广阔。平常用到的手机、电脑、家用电器等产品中配有单片机,单片机在信息安全控制系统发挥出重大的作用^[4]。未来以单片机为核心的生产管理会向着微型化和智能化的方向继续发展。

本文利用单片机为核心控制实现了一个多功能智能手环系统。在设计之中，所使用到的硬件方面的模块有单片机最小系统模块、心率血氧模块、陀螺仪模块、JTAG调试接口、蓝牙模块、FLASH--存储数据、系统时钟晶振等。本文先对要采用的主要芯片以及各个模块进行分析，选择要制作物理对象的组件，选择一系列需要的组件，包括满足系统要求的各种指定型号，课题总体系统方案的设计，硬件方面具体的方案及实现，物理调试和试验完成后，为保证测量数据不显示而变化，部分线路不开放，并记录每次调试和比较得到的数据。

1.3研究的主要工作

本文主要工作具体如下：

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