基于单片机的脉搏心率测量仪-参考论文

摘 要

脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于52单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C52单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试，系统工作正常，达到设计要求。 关键词：脉搏心率测量仪；STC89C52单片机；红外反射式传感器

I

Abstract

Pulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements. Keywords：

The

pulse

measuring

instrument;STC89C52

single-chip

microcomputer;The infrared reflection type sensor

II

目 录

摘 要............................................................... I Abstract........................................................... II 第1章 概述......................................................... 1

1.1 选题的背景和意义 ............................................ 1 1.2 脉搏心率测量仪的发展与应用 .................................. 2 第2章 脉搏心率测量仪系统结构....................................... 4

2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 .................................... 4 2.2工作原理..................................................... 5 2.3光电脉搏心率测量仪的特点..................................... 5 第3章 硬件系统..................................................... 7

3.1 控制器 ...................................................... 7

3.1.1 STC89C52 简介.......................................... 7 3.1.2 STC89C52 的特点........................................ 7 3.1.3 STC89C52 的结构........................................ 8 3.2脉搏心率信号采集............................................ 10

3.2.1光电传感器的原理 ...................................... 11 3.2.2光电传感器的结构 ...................................... 11 3.2.3 光电传感器检测原理.................................... 12 3.2.4信号采集电路 .......................................... 12 3.3信号放大.................................................... 13

3.3.1放大器的介绍 .......................................... 13 3.3.2 放大电路.............................................. 14 3.4 波形整形电路 ............................................... 15 3.5单片机处理电路.............................................. 17 3.6 显示电路 ................................................... 17

3.6.1 LCD1602 的综述........................................ 19 3.6.2 LCD1602 的结构........................................ 19 3.6.3 LCD1602指令集 ........................................ 19 3.6.4 脉搏心率测量仪电路原理图.............................. 21

第4章 软件系统.................................................... 24

4.1 主程序流程： ............................................... 24 4.2 定时器中断程序流程： ....................................... 24 4.3 INT中断程序流程：.......................................... 25

III

4.4 显示程序流程： ............................................. 26 4.5 软件说明 ................................................... 27 第五章 抗干扰措施及使用方法........................................ 27

5.1抗干扰措施.................................................. 27

5.1.1环境光对脉搏心率传感器测量的影响 ...................... 27 5.1.2电磁干扰对脉搏心率传感器的影响 ........................ 28 5.1.3 测量过程中运动噪声的影响.............................. 28 5.2测量仪使用方法.............................................. 28 第6章 系统调试.................................................... 30

6.1 系统调试 ................................................... 30 6.2 系统检验 ................................................... 31 6.3 误差分析 ................................................... 32 第七章 总结与展望.................................................. 34 参考文献........................................................... 36 附 录............................................................ 38 致 谢............................................................ 44

IV

第1章 概述

1.1 选题的背景和意义

脉搏心率携带有丰富的人体健康状况的信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断的发展和提高。在中医四诊（望、闻、问、切）中，脉诊占有非常重要的位置。脉诊是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法，其历史悠久，内容丰富，是中医“整体观念”、“辨证论证”的基本精神的体现与应用。脉诊作为“绿色无创”诊断的手段和方法，得到了中外人士的关注。但由于中医是靠手指获取脉搏心率信息，虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者接受，然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。首先，切脉单凭医生手指感觉辨别脉象的特征，受到感觉、经验和表述的限制，并且难免存在许多主观臆断因素，影响了对脉象判断的规范化；其次，这种用手指切脉的技巧很难掌握；再则，感知的脉象无法记录和保存影响了对脉象机理的研究。脉诊的这种定性化和主观性，大大影响了其精度与可行性，成为中医脉诊应用、发展和交流中的制约因素。为了将传统的中医药学发扬光大，促进脉诊的应用和发展，必须与现代科技相结合，实现更科学、客观的诊断[1]。

医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏心率数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏心率的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。为了提高脉搏心率测量的精确与速度，多种脉搏心率测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。

早在1860年Vierordt 创建了第一台杠杆式脉搏心率描记仪，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏心率仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。此后随着机械及电子技术的发展，国内外在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是70年代中期，国内天津、上海、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组，多学科共同合作促使中医脉象研究工作进入了一个新的境界。脉象探头式样很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子

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