基于單片機的心率檢測系統(tǒng)設計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-02 18:50本頁面
【正文】 率跳動的速度，隨后按下復位鍵，單片機和顯示部分就開始分別工作，單片機開始計數(shù)，相應的數(shù)碼管會顯示出心率和測試時間。 ，也就是小于家用電網(wǎng)頻率50Hz，因此在知道大環(huán)境的工頻干擾之后就可也設計出信號的調(diào)理電路，這在信號調(diào)理電路中很容易通過硬件的方式實現(xiàn)；為了節(jié)能環(huán)，減少電路的整體功耗，在傳感器信號調(diào)理中進行脈沖調(diào)劑，可以在一定程度上減少外界的電磁干擾。在曝光的情況下測量就要考慮到各種干擾因素，所以硬件的完美盒軟件算法的結(jié)合才能減少不必要的測量誤差。第5章 抗干擾及使用方法為了達到高精度的測量數(shù)據(jù)，首先是從硬件下手，硬件是軟件的基礎，沒有硬件的支持，軟件只是紙上談兵，只有硬件做的好，才能提高監(jiān)測系統(tǒng)的精確度。由于C語言可以對硬件的編程進行操作，所以C語言能都實現(xiàn)一切轉(zhuǎn)換為機器語言的代碼，邏輯性強。它具有大量的運算符和數(shù)據(jù)類型，方便于實行多種復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它的層次分明，方便于按模塊化的方式組織程序，在實際維護和調(diào)試時也很方便。圖 顯示程序流程圖 軟件說明本程序采用C語言編程，它具有非常好的可讀性。圖 主程序流程圖 中斷程序流程傳感器采集程序是在外部中斷進程中完成對外部電平變化進行測量和計算工作的，當外部有脈搏振動是就會產(chǎn)生一個脈沖信號，觸發(fā)單片機的外部中斷，計數(shù)器自動加1，外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式。圖 電源模塊第4章 軟件系統(tǒng) 主程序流程：單片機中的存儲器以及可操作的I/O口集成在一片芯片上，不易受環(huán)境條件的影響。負載電流不易過大。 液晶內(nèi)部顯示地址 電源模塊電路原理圖 78xx系列在設計電路時應該注意以下事項： 一般穩(wěn)壓5V使用的是7805。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：162個字符芯片工作電壓： V工作電流： mA()模塊最佳工作電壓： V字符尺寸：(WH) mm 1602LCD的指令說明及時序： 讀操作時序 寫操作時序 1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表1602LCD液晶是一個慢顯示器件，因此在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志位為0電平，表示現(xiàn)在不忙，處于可操作狀態(tài)，否則此指令發(fā)送失敗。 單片機處理電路 顯示電路此次設計采用了液晶顯示。 波形整形電路經(jīng)過比較器U2B的輸出波形： 示波器采集波形 ，中央處理器芯片采用了愛特梅爾（ATMEL）公司的AT89S52單片機作為CPU，此單片機不僅價格便宜，也能足夠滿足設計的要求和目的，且運算的速度和精度都能達到要求，并且可以根據(jù)實際情況進行編程，所用外圍元件少，功耗低，故障率低。經(jīng)過低通放大輸出后的信號為摻雜有噪聲的脈動正弦波。低通放大電路圖。表 LM358引腳功能說明 [5]引腳序號英文縮寫集成電路引腳功能電阻參數(shù)（KΩ）直流電壓參數(shù)（V）正筆接地負筆接地有信號無信號①AMPout1放大信號（1）輸出177②IN1反向信號（1）輸入19③IN1+同向信號（1）輸入④GND接地0000⑤IN2反向信號（2）輸入⑥IN2+同向信號（2）輸入588⑦AMPout2放大信號（2）輸出18⑧Vcc電源電壓+12V1212 放大電路在正常情況下，人體最大心跳頻率可以達到200次/分鐘，基于這種前提我們可以設計出想要的低通濾波電路。運算放大器選用的是具有兩級放大功能的LM358，使用單電源供電。為了防止傳感器受到外部高頻信號以及光線干擾，設計穩(wěn)定可靠地濾波、放大電路成為必然。當手指離開傳感器或檢測到較強的干擾光線時，輸入端的直流電壓會出現(xiàn)很大變化，為了防止信號不致泄露到LM358輸入端而造成錯誤指示，用C6耦合電容把它隔斷[10]。R6過大，分得的電流就偏大，通過紅外發(fā)射管的電流就會偏小，紅外接收管就不能區(qū)別出電流信號是心率引起的還是非心率振動引起的。 透射式光電傳感器，D1，Q3分別是紅外發(fā)射二極管和紅外接收管，當紅外發(fā)射二極管中的電流越大，發(fā)射角度越小時，產(chǎn)生光線的強度就越大，所以對R6電阻的阻值選取精度較高。綜合上述考慮本設計采用了透射型光電傳感器, 這樣不僅檢測的時候方便快捷，在抗干擾上也很出色。當光線從發(fā)射管發(fā)出后，手指的血液組織吸收掉一部分的光線外，也有一部分的光線會被紅外接收管感應到。紅外接收管在紅外光線的照射下能產(chǎn)生微弱的電壓，它的特點是將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。應用在采集部分的傳感器是由紅外接收管和紅外發(fā)射管組成。心率主要由機體心臟節(jié)奏性波動產(chǎn)生的，而動脈也會跟隨著節(jié)奏型的跳動。Vcc，GND：正電源端與接地端（+5V)XTAL1, XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端 CPU按照一定的時鐘節(jié)拍與時序進行工作：時鐘周期： Tc = 晶振頻率fosc的倒數(shù)機器周期： Tm = 12個時鐘周期(Tc)指令周期：Ti：執(zhí)行一條指令所需的機器周期(Tm)數(shù)例：晶振頻率是12M時，一個機器周期需要多長時間？ Tc = 1/fosc = 1/12Mhz Tm = 12XTc = 12X1/12Mhz = 1us 信號采集依據(jù)朗伯一比爾(Lamber—Beer)定律，物質(zhì)在一定波長處吸收光的強度和它的濃度成正比。： 單片機引腳引腳名稱引腳個數(shù)Vcc, GND2XTAL1, XTAL22RESET1EA/Vpp1ALE/PROG1PSEN1—8—8—8—8P3口也可作為特殊的功能口，如下列所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號RST：復位輸入。低功耗的閑置和掉電模式。 AT89S52 簡介AT89C51是8 位的 CPU，片內(nèi)有振蕩器和時鐘電路，工作頻率為0～24MHz。第3章 硬件系統(tǒng) 控制器本心率監(jiān)測系統(tǒng)的CPU選擇的是AT89S52單片機。5. 各種環(huán)境狀態(tài)下的生理實驗分析研究。3. 運動員運動強度測定。 1. 臨床心率監(jiān)護。6. 由于硬
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