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基于单片机的心率计设计.doc

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.71M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    目 录
    摘 要
    Abstract
    第一章 引 言
    1.1选题的依据及课题的意义和目的
    1.2 研究概况及发展趋势综述
    第二章 方案设计与论证
    2.1 方案一:用压电陶瓷采集心电信号和用模拟温度传感器AD590J采集温度信号的心率计
    2.1.1 设计思路
    2.1.2 硬件设计方框图
    2.1.3 AD574芯片简介
    2.2 方案二：采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号和用红外对管采集心电信号
    2.2.1.设计思路
    2.2.2.硬件设计方框图
    2.3方案比较论证
    第三章 硬件电路的简单概述
    3.1 心率计设计的原理
    3.2 硬件电路图
    第四章 程序设计
    4.1 主程序设计
    4.1.1 主程序流程图
    4.1.2 语音模块ZY1420A功能简介
    4.2 体温测量程序的设计
    4.2.1 DS18B20的简述
    4.2.2 体温测量程序设计
    4.2.3 温度测量子程序
    4.2.4 温度转换子程序
    4.2.5 显示子程序和语音播报子程序
    4.3 心率测量的程序设计
    4.3.1 心率测量程序设计
    4.3.2 中断服务子程序设计
    总 结
    参考文献
    致 谢
    源程序清单
    基于单片机的心率计设计（软件部分） Heart rate meter based on Microprocessor design (software) 总计 毕业设计（论文） 43 表 插 格 图 页 个 5 13 幅
    目 录 摘 要 ....................................................................I ABSTRACT ..............................................................II 第一章 引 言 ............................................................1 1.1 选题的依据及课题的意义和目的 ....................................... 1 1.2 研究概况及发展趋势综述 ..............................................3 第二章 方案设计与论证 ................................................5 2.1 方案一:用压电陶瓷采集心电信号和用模拟温度传感器 AD590J 采集温度号 的心率计 ....................................................5 2.1.1 设计思路 ................................................5 2.1.2 硬件设计方框图 ..........................................5 2.1.3 AD574 芯片简介 .......................................... 6 2.2 方案二：采用数字温度传感器 DS18B20 采集温度信号和用红外对管采集心 电信号 ...................................................... 7 2.2.1.设计思路 ................................................7 2.2.2.硬件设计方框图 ..........................................8 2.3 方案比较论证 ......................................................... 8 第三章 硬件电路的简单概述 .......................................... 9 3.1 心率计设计的原理 .................................................... 9 3.2 硬件电路图 .......................................................... 10 第四章 程序设计 .......................................................11 4.1 主程序设计 .......................................................... 11 4.1.1 主程序流程图 ...........................................11 4.1.2 语音模块 ZY1420A 功能简介 ..............................12 4.2 体温测量程序的设计 ................................................. 13 1
    4.2.1 DS18B20 的简述 ......................................... 13 4.2.2 体温测量程序设计 .......................................15 4.2.3 温度测量子程序 .........................................16 4.2.4 温度转换子程序 .........................................18 4.2.5 显示子程序和语音播报子程序 .............................19 4.3 心率测量的程序设计 ................................................ 24 4.3.1 心率测量的主程序设计 ...................................24 4.3.2 中断服务子程序设计 .....................................25 总 结 ................................................................. 28 参考文献 ................................................................. 29 致 谢 ................................................................. 30 源程序清单 ...............................................................31 2
    摘 要 摘 要 测量心率计是用于测量心率值的的医疗设备，它的应用在心血管疾病的研究 和诊断方面也发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成 为临床诊断的重要依据。同时，在临床监护和治疗中，医护人员常常还要关注某 些特殊患者的体温随时间变化的情况。因此，该设计设计了一个基于 MCS-51 单 片机的心率计，采用红外线来进行检测采集人体的脉搏，利用单片机的定时/计 数器，实现心率的测量。用智能温度传感器 DS18B20 采集温度信号，通过单片机 控制进行数字显示和语音播报。以实现快速准确的心率和体温的。 关键词：心率计 MCS-51 单片机 体温计 数字显示 语音播报 I
    Abstract Abstract that the patient's body temperature Heart rate meter is a medical equipment that is used to measure the value of heart rate, and its applications play an important role on study and diagnosis of cardiovascular disease,The organisms signal they recorded, has become a significant foundation of clinical diagnosis . Meanwhile, health care workers are often concerned about in certain special circumstances over time in clinical care and treatment. Therefore, we designe a heart rate meter which based on MCS-51 microcontroller, we use infrared ray to capture the heart rate pulse, using of microcontroller timer / counter, to achieve the measurement of heart rate. We use thet temperature sensor DS18B20 to capture temperature signal and use microcontroller to contral to achieve digital display and voice broadcast. In order to achieve fast and accurate measurement of heart rate and body temperature. Key words: heart rate meter；MCS-51 microcontroller； Thermometer；digital display； voice broadcast II
    南昌工程学院本科毕业设计 第一章 引 言 1.1 选题的依据及课题的意义和目的 心率是指人体心脏每分钟搏动的次数。它是反映心脏是否正常工作的一个 重要参数，同时心率值也是衡量体力劳动强度和脑力劳动强度的重要指标。因此 心率的测量是一种评价病人生理状况很好的方法。 心率计是用于测量心率值的的医疗设备，它的应用在心血管疾病的研究和 诊断方面也发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为 临床诊断的重要依据。随着现代医学的不断发展和进步, 人们对各种测量仪器的 要求必然越来越高,因此在前人研究的基础上我们开发并设计了一款性价比较高 的电子心率计, 它有利于解决了传统测量方法的不准确性和随机性, 而且能够 准确的测量出人体的心率, 并以数字的方式显示测量结果。这样可以使人体心率 值直观化。 临床监护和治疗中，医护人员常常要关注某些特殊患者（例如对重症病人或 婴幼儿）的体温随时间变化的情况。我们通常看到在许多小型医院，测量体温只 是应用最简单的水银体温计，在听取和读取两方面中多少会有点偏差，不能准确 无误的摄取数据且不能以数字的方式直接读取出来，其测量时间还比较长，若看 病的人比较多，则可能导致病情不能及时的得到正确的控制和治疗，而造成不必 要的死亡。 此外，如果水银体温计使用时间过长，很容易引起破裂，还会给病房带来一 定程度的环境污染。因此，设计一款能将人的体温直接以数字的形式显示出来的 数字体温计非常必要。 随着人们生活水平的提高，心脏疾病的发病率呈上升趋势，已成为威胁人类 身体的杀手之一。因为心脏发病的发作具有突发性和随机性，为患者实时监测心 率的变化成为必然趋势。随着电子科技的不断发展，生命科学和信息科学的结合 越来越紧密，许多研究人员都投身于人类健康事业发展中。Holter(动态心电图) 的出现，使心电图机进入家庭变成了可能，但基于心电工作站的模式，使个别地 1
    第一章 引 言 区的患者因医院分析诊断系统的不健全，变得不适用；基于嵌入式及 DSP 的心电 监护仪功能强大，但有因芯片的价格昂贵而有悖于我国基本国情，不利于家庭的 普及。水银温度计的使用让我们能更便捷监测我们身体的温度变化，然而，当我 们使用不当时，它不紧不能帮我们观察自身的身体温度变化，还能造成危害我们 身体的一员，例如：当我们在测量温度时不小心把温度计打坏了，这时水银中毒 成了我们最关心的一个问题了，这么不方便而又对人体能产生危害却又必不可少 的工具对我们来说确实是个然人苦恼的事。于是，一种性能优良，带有自动检测 和显示心率数据功能，还兼有测温度功能，而又符合我国人均收入水平不高这一 国情的心率和体温合为一体的检测仪的研制显得尤其重要。基于这一目的，我的 课题是设计一台基于单片机的心率计何体温计于一体的检测仪。 本文所介绍的可语音播报和显示被测者心率和体温多功能仪器运用 51 单片 机技术，与采用一般的数字电路制作的心率计相比，其体积更小，抗干扰能力更 强，而且单片机的可编程性使得其适应性、灵活性大大增强。它使用方便，只需 将手指或额头轻轻放在传感器上，即可实时显示出你的每分钟脉搏次数和你当时 的体温温度，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。采用红外光学检测法测 心率，摒弃了不便于运动状态下测量脉搏的听诊器和吸附在人体上的电极等老式 侧量方法，测量的原理是：随着心脏的搏动，人体的组织半透明度随之改变，当 血液送到人体组织时，组织则半透明度减小，当血液流回心脏，组织则半透明度 增大，这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显；采用温度传感 器 DS18B20，解决水银温度计的不能在运动下测温的问题，同时还解决了在传统 的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测 量切换误差和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能达到较高的测量温度 的缺点，另外，DS18B20 的还具有体积小、精度更高、适用电压更宽、采用一线 总线、可组网等优点，DS18B20 的测温原理为：内部计数器对一个受温度影响的 振荡器的脉冲计数，低温时振荡器的脉冲可以通过门电路，而当到达某一设置高 温时，振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为－55℃时的值，如果计数器 到达 0 之前门电路未关闭，则温度寄存器的值将增加，这表示当前温度高于－ 55℃。同时，计数器复位在当前温度值上，电路对振荡器的温度系数进行补偿， 计数器重新开始计数直到回零。如果门电路仍然未关闭，则重复以上过程。温度 2
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