【正文】 專 業(yè)： 生物醫(yī)學工程 指導教師： 陳樹越 2021 年 5 月 中 北大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 基于單片機的 的脈搏監(jiān)測系統(tǒng)設計 摘要 隨著 時代的進步 ,科技的 的 發(fā)展 ,人們生活節(jié)奏的加快 ,生活水平的提高 ,人們對人體健康意識也隨之提高 ,希望能隨時的對自身某些參數(shù)進行健康監(jiān)護。電子脈搏儀的出現(xiàn)，使脈搏測量變得非常簡單。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為核心，以紅外發(fā)光管和光敏三極管為傳感器，由光敏三極管感應產生脈沖，經信號處理電路放大濾波后輸入到單片機，利用單片機系統(tǒng)內部定時器來計算時間，單片機通過對脈沖累加得到脈搏跳動次數(shù)，時間由定時器定時而得。經測試，系統(tǒng) 工作正常，達到設計要求。 中 北大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 The Design Of The Pulse Monitoring System Based On Single Chip Microputer Abstract With the progress of time, the development of technology, people accelerated pace of life, improvement of living standards, people also will raise awareness of human health, hoping to feel some of the parameters of their own health care. The emergence of electronic pulse meter, so that the pulse measurement bees very simple. To improve the ease and accuracy of pulse measuring instrument, the subject is designed based on 51 singlechip pulse measuring instrument. AT89C51 core system to infrared LED and phototransistor sensor generates a pulse from the phototransistor sensor, amplified by the signal processing circuit filtered input to the microcontroller, using SCM system internal timer to calculate the time, the microcontroller through the accumulation of pulses get the pulse beats time by the timer timed derived. System operation is displayed once per minute measured pulse rate. After testing, the system is working properly, to meet the design requirements. Keywords： pulse。 microcontroller. 中 北大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 第 I頁 共 II頁 目錄 1 引言 ................................................................... 1 ........................................................ 1 ................................................ 2 ........................................................ 3 2 脈搏監(jiān)測系統(tǒng)結構 ....................................................... 4 .................................................... 4 .................................................. 4 3 系統(tǒng)總體設計 ........................................................... 7 系統(tǒng)硬件電路設計方案 ................................................. 7 傳感器選擇 ......................................................... 7 單片機的選擇 ....................................................... 8 信號調理電路的選擇 ................................................ 10 ..................................................... 10 脈搏波動頻率測量方案的選擇 ........................................ 10 單片機工作方式的選擇 .............................................. 11 顯示電路方案選擇 .................................................. 11 4 基本元器件介紹 ........................................................ 13 AT89C51 介紹 ......................................................... 13 AT89C51 的主要性能 ................................................. 13 AT89C51 的結構框圖 ................................................. 14 AT89C51 的引腳說明 ................................................. 15 復位電路 .......................................................... 16 振蕩電路 .......................................................... 16 光電傳感器簡介 ...................................................... 17 光敏二極管 ........................................................ 17 光敏三極管 ........................................................ 18 光電傳感器檢測原理 ................................................ 18 LED 的綜述 ........................................................... 19 中 北大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 第 II頁 共 II頁 LED 的結構 ......................................................... 19 LED 數(shù)碼管的顯示方法 ............................................... 20 5 脈搏監(jiān)測系統(tǒng)基本結構模塊設計 .......................................... 21 脈搏波檢測電路 ...................................................... 21 信號采集電路 ........................................................ 21 一級放大電路 ........................................................ 22 放大器的介紹 ...................................................... 22 一級放大電路設計 .................................................. 25 二階低通濾波電路 .................................................... 25 ....................................................... 28 整形電路 ............................................................ 29 定時記數(shù)電路的設計 .................................................. 30 顯示電路的設計 ...................................................... 30 6 軟件系統(tǒng)設計 .......................................................... 32 主程序流程的設計 .................................................... 32 定時器 /計數(shù)器中斷程序流程的設計 ..................................... 33 顯示程序的設計 ...................................................... 33 7 系統(tǒng)仿真調試 .......................................................... 35 信號采集與調理電路仿真 .............................................. 35 脈搏信號仿真 ...................................................... 35 一級放大電路 ...................................................... 36 二階低通濾波電路 .................................................. 36 整形電路 .......................................................... 37 單片機電路仿真 ...................................................... 38 8 總結和展望 ............................................................ 40 參考文獻 ................................................................ 41 致謝 .................................................................... 42 附錄 A 原理圖 ............................................................ 43 附錄 B 主程序 ............................................................ 44 中 北大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 第 1頁 共 46頁 1 引言 脈搏測量儀概述 脈搏攜帶有豐富的人體健康狀況的信息，自公元三世紀我國最早的脈學專著《脈經》問世以來，脈學理論得到不斷的發(fā)展和提高。脈診是我國傳統(tǒng)醫(yī)學中最具特色的一項診斷方法，其歷史悠久，內容豐富，是中醫(yī)“整體觀念”、“辨證論證”的基本精神的體現(xiàn)與應用。但由于中醫(yī)是靠手指獲取脈搏信息，雖然脈診具有簡便、無創(chuàng)、無痛的特點易為患者接受，然而在長期的醫(yī)療實踐中也暴露出一些缺陷。脈診的這種定性化和主觀性，大大影響了其精度與可行性，成為中醫(yī)脈診應用、發(fā)展和交流中的制約因素。