基于at89s52單片機(jī)數(shù)字心率計(jì)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-12-16 01:29本頁(yè)面
【正文】 easily measure the persons heart rate and body temperature essentially achieving its stated goals which will greatly reduce the patients of heart rate and body temperature of the time Keywords heart rate measurement microcontroller AT89S52converter目錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 11 課題的來(lái)源 1 12 課題設(shè)計(jì)的目的及功能實(shí)現(xiàn)的方法 1 13 論文結(jié)構(gòu) 2 2 總體方案設(shè)計(jì) 4 21 心率計(jì)原理 4 22 總體電路框圖設(shè)計(jì) 4 3 元器件選擇及其功能介紹 6 31 單片機(jī) AT89S52 6 32 傳感器 OPT101 7 OPT101 的技術(shù)性能 7 OPT101 的典型應(yīng)用 8 33 集成運(yùn)算放大器 OP07 10 34 低功率運(yùn)算放大器 LM324N 11 35 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 12 4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真 14 41 單片機(jī)最小系統(tǒng) 14 42 信號(hào)采集電路 15 43 信號(hào)放大電路與仿真 16 信號(hào)放大電路與仿真 16 電源模塊設(shè)計(jì) 17 44 信號(hào)比較電路 18 45 AD 轉(zhuǎn)換電路 19 46 顯示電路 19 47 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖 20 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22 51 測(cè)量計(jì)算原理 22 52 主程序流程圖 22 53 中斷程序流程圖 23 54 定時(shí) 器 T0 和 T1 的中斷服務(wù)程序 24 6 系統(tǒng)硬件調(diào)試 25 61 系統(tǒng)各部分電路模塊測(cè)試與仿真 25 一級(jí)放大電路 25 比較電路 27 62 試驗(yàn)與焊接階段 28 試驗(yàn)階段 28 焊接與完成階段 29 63 整機(jī)調(diào)試 31 心跳的測(cè)量過(guò)程 31 幾種主要系統(tǒng)干擾與影響 31 64 試驗(yàn)結(jié)果分析 32 7 總結(jié)和展望 33 致 謝 35 參考文獻(xiàn) 36 附錄一 38 緒論 心率不僅是反映心臟功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志也是反映人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的生理指標(biāo)很多情況下我們需要及 時(shí)知道自己的心率．本文介紹一種基于單片機(jī)技術(shù)的心率計(jì)單片機(jī)的可編程性使其具有較大的適應(yīng)性和靈活性． 課題的來(lái)源 在醫(yī)學(xué)上通過(guò)測(cè)量人的心率便可初步判斷人的健康狀況隨著人們生活水平的提高地球環(huán)境遭到破壞多種疾病威脅著人們的生命而心臟病的發(fā)作又是人們難以預(yù)防的突發(fā)致命疾病因此心率計(jì)很快產(chǎn)生并得到發(fā)展隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展人們的生活節(jié)奏加快設(shè)計(jì)一種以使用方便為前提能夠快速測(cè)出人心率的心率計(jì)不僅是臨床者的欲求也是體育訓(xùn)練者和外出旅游者的需求因此單片機(jī)快速心率計(jì)有著廣闊的市場(chǎng)前景 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求① 心率計(jì)要在 5 秒鐘內(nèi)顯 示被測(cè)人的心率參數(shù) ② 要求設(shè)計(jì)異常聲光報(bào)警 ③ 心率傳感器要求套在手指測(cè)量該設(shè)計(jì)從符合操作簡(jiǎn)便外表美觀實(shí)用安全的要求出發(fā)完成設(shè)計(jì)和調(diào)試的全過(guò)程該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)數(shù)十人的測(cè)試符合畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的要求 課題設(shè)計(jì)的目的及功能實(shí)現(xiàn)的方法 現(xiàn)在經(jīng)?？梢钥吹皆谠S多小型醫(yī)院里對(duì)心率的測(cè)定仍采用人工聽(tīng)診器的方式為了方便心率的采集決定用 AT89S52 單片機(jī)為主芯片制作一個(gè)簡(jiǎn)單易用易攜的心率計(jì)能自動(dòng)測(cè)量心跳次數(shù)并數(shù)字化形象直觀的表現(xiàn)出來(lái)為此其中心率計(jì)特色功能的實(shí)現(xiàn)主要靠有效穩(wěn)定的信號(hào)采集模式可以通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)主要的心率采集有兩種方法 通過(guò)一對(duì)紅色發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)和通過(guò)壓電陶瓷芯片實(shí)現(xiàn) 方案一檢測(cè)的基本原理隨著心臟的搏動(dòng)人體組織半透明度隨之改變當(dāng)血液送到人體組織時(shí)組織的半透明度減小當(dāng)血液流回心臟組織的半透明度增大這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖耳垂等部位最為明顯因此本心率計(jì)將紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的上述位置并用裝在該部位另一側(cè)或旁邊的紅外光電管來(lái)檢測(cè)機(jī)體組織的透明程度并把它轉(zhuǎn)化為電信號(hào)由于此信號(hào)的頻率與人體每分鐘的脈搏次數(shù)成正比故只要把它轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形計(jì)數(shù)和顯示就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)脈搏次數(shù)的目的 方案二檢測(cè)的基本原理隨著心臟的 搏動(dòng)人體手腕的脈搏及頸部的搏動(dòng)較為明顯我們采用壓電傳感器放在上述位置把壓電傳感器測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形計(jì)數(shù)和顯示就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)脈搏次數(shù)的目的 論文結(jié)構(gòu) 本文闡述了基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的心率計(jì)的設(shè)計(jì)原理與 實(shí)現(xiàn)方法以 AT89S52 單片機(jī)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了心率計(jì)的各種功能文中詳細(xì)地描述了心率計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程包括取樣電路放大電路比較電路 AD 轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理電路和顯示電路同時(shí)還提出了基于單片機(jī)的編碼譯碼程序設(shè)計(jì)流程圖從整體上實(shí)現(xiàn)了心率計(jì)的功能 第 1 章對(duì)本論文的選題的目的和意義以及論文的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述并說(shuō)明了心率計(jì)的設(shè) 計(jì)思路及課題的設(shè)計(jì)和要求 第 2 章介紹了系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)與原理總圖簡(jiǎn)要的介紹了設(shè)計(jì)的原理和框圖介紹 第 3 章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)所需的主要元器件單片機(jī) AT89S52 運(yùn)算放大器LM324N 比較器 OP07DP AD 轉(zhuǎn)換器及部分元器件使用說(shuō)明 第 4 章詳細(xì)介紹了單片機(jī)最小系統(tǒng)對(duì)取樣電路放大電路比較電路 AD 轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理電路和顯示電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)并附了部分電路的仿真圖 第 5 章在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上闡述了對(duì)軟件的設(shè)計(jì)并介紹了程序計(jì)算方法給出了程序主程序和子程序 第 6 章在本章介紹了軟硬件調(diào)試焊接及仿真和結(jié)果分析 第 7 章總結(jié)本文的 研究工作對(duì)心率計(jì)未來(lái)的發(fā)展方向及需要改進(jìn)的地方進(jìn)行了展望 總體方案設(shè)計(jì) 心率計(jì)原理 隨著心臟的搏動(dòng)人體組織半透明度隨之改變當(dāng)血液送到人體組織時(shí)組織的半透明度減小當(dāng)血液流回心臟組織的半透明度增大這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖耳垂等部位最為明顯因此本心率計(jì)將紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的上述部位并用裝在該部位另一側(cè)或旁邊的紅外光電管來(lái)檢測(cè)機(jī)體組織的透明程度并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)由于此信號(hào)的頻率與人體每分鐘的脈搏次數(shù)成正比故只要把它轉(zhuǎn)換成脈沖并進(jìn)行整形計(jì)數(shù)和顯示就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)脈搏次數(shù)的目的 100 倍頻處理組成 方框圖假設(shè)心跳每分鐘為 n 次相當(dāng)頻率 n60Hz 則 100倍頻后為 53nHz這時(shí)只要計(jì)數(shù)閘門設(shè)置為 06秒則能準(zhǔn)確顯示出心率來(lái)如 n 76100倍頻后頻率為 127Hz 通過(guò)脈沖為 127 06 76 正好與實(shí)際心率相符 總體電路框圖設(shè)計(jì) 心率計(jì)的總體設(shè)計(jì)電路框圖如圖 21 所示主要包括取樣電路放大電路比較電路 AD 轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理電路和顯示電路．先用紅外光電傳感器采集與心跳同頻率的信息當(dāng)人體組織半透明度的數(shù)值較大時(shí)紅外光電二極管 Dl 發(fā)射出的透過(guò)人體組織的光強(qiáng)度很弱光敏三極管無(wú)法導(dǎo)通所以輸出端為高電平當(dāng)人體
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