課程設計-基于單片機的數字人體心率計設計

中北大學

基于單片機的心率計設計

課 程 設 計 說 明 書

2017年 6月30日

課 程 設 計 任 務 書

1．設計目的：通過本課程設計的學習，學生將復習所學的專業知識，使課堂學習的理論知識應

用于實踐，通過本課程設計的實踐使學生具有一定的實踐操作能力；

熟練使用示波器、信號源、萬用表、等儀器設備；

了解傳感器的工作原理及其相應的調理電路；

通過該課程設計，掌握設計信息處理系統的思維方法和基本開發過程。

2．設計內容和要求(包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等)：

確定系統設計方案，包括傳感器的選擇、主控芯片的選擇、控制電路設計；

針對部分核心電路進行仿真，優化電路設計；

根據設計電路完成PCB制版，最終完成電路的研制；

４、完成系統程序設計，并繪制程序流程圖；

3．設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕：１、確定系統設計方案，包括傳感器的選擇、主控芯片的選擇、信號調理電路電路設計，控制電路設計；

２、針對特定電路進行仿真，優化電路設計；

３、根據設計電路完成PCB制版，最終完成電路的研制；

４、完成系統程序設計，并繪制程序流程圖。

課 程 設 計 任 務 書

4．主要參考文獻：[1]陳春曉.無倉，血管功能測試診斷儀的研究.生物醫學工程學，2003，1(15)，33

[2]周學軍，韓香娥.心電信號數字濾波器的設計.應用光學，2009,3(30)，30-31

[3]何希才，薛永毅.傳感器及其應用實力.北京:機械工業出版社，2004:52-53

[4]李剛，林凌.生物醫學電子學.北京：北京航空航天大學出版社，2004:320-323

5．設計成果形式及要求： (1)課程設計說明書

(2)基于單片機的心率計系統仿真和PCB圖

6．工作計劃及進度：2017年6月5日----2017年6月16日

6月5日-9日：

6月10日-12日：

6月13日-14日：

6月15日-16日：學科部副主任審查意見：

簽字：

年 月 日目錄

第一章 心率計設計整體構思1

第二章 單片機芯片介紹2

第三章 電路原理及仿真電路3

3.1 光電式傳感器3

3.2前置放大器4

3.3 濾波電路5

3.4 后置放大電路6

第四章 單片機程序設計7

4.1 設計原理7

4.2 軟件設計的流程圖8

4.3 LED顯示電路10

第五章 結果分析11

第六章 心得感悟12

第七章 參考文獻13

附錄14

心率計設計整體構思

基于單片機的心率計既能發揮單片機快速處理數據的能力，同時伴隨著集成化技術的逐漸提升，提攜、快速準確、方便實用的心率計將不失為一個更好的選擇，真正做到走入家庭、方便個人。

人體的各種生理參數如心電、腦電等生物信號都屬于強噪聲背景下微弱的低頻信號，是由復雜的生命體發出的不穩定的自然信號，心率是指單位時間內內心臟搏動的次數，與脈搏跳動頻率基本一致，脈搏信號比較容易測得，因此本設計利用脈搏信號進行心率計數。經過光電式傳感器后輸出的幅值都在幾毫伏左右。

心率計設計步驟如下：

心率計設計的第一步就是要獲得原始的脈搏信號，本設計采用光電式傳感器通過手指末端透光度的監測，檢測出脈搏信號進行心率計數。

由于信號是在強噪聲背景下微弱的低頻信號，在進行濾波處理前，應該先進行信號的前置放大，由于夾雜干擾信號和噪聲，所以放大倍數要較小。

對經過前置放大的信號進行濾波處理，去噪聲和干擾信號。

由于前置放大電路放大倍數較小，仍需外加一個后置放大電路，此時的脈搏信號已經濾波去噪，所以可以放大較大倍數方便后續步驟。

將近似正弦的脈搏信號變換成方波信號。

由于單片機的中斷分為低電平和下降沿兩種觸發方式，因此在進行波形變換后，要進行關鍵的定時計數處理以及計數顯示。

前置放大電路濾波電路

單片機定時

光電式傳感器

波形變換電路

后置放大電路

圖1.1 系統總體流程圖

單片機芯片介紹

本次設計采用AT89C51。它的引腳圖如下

圖2.3 AT89C51引腳圖

RST

復位引腳，用于電路初始化操作，有自動上電復位和人工上電復位兩種。

XTAL1 和XTAL2

片內震蕩電路引腳。這兩個端口外接晶體和電容，鏈接8051片內OSC的定時反饋回路。

VCC

電源引腳，一般+5V。

GND

接地引腳

P0.0-P0.7

這8個引腳可以單獨使用

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机课程设计数字心率计_课程设计-基于单片机的数字人体心率计设计.doc的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。