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基于51单片机的心率体温测试系统.doc
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基于51单片机的心率体温测试系统
摘要
摘要
本文介绍了-•种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了 51系列单片机的内部
相关配置、T作原理以及编程方法,其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方袪以及通
过红外光电传感器TCRT5000对射的方法來抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要
包拾:传感测量电路、放人电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电
路、电源供电电路等。通过按键开始测试,将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放
人整形,最后AD采集转换传送给单片机,在LCD 1602上显示相关体温及心率信息。
本次硬件设计基于比较稳定可行、低成木的设计思想,软件设计采用模块化的设计方
法,并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量
上的原理及优点,阐述了其他各配合电路的组成与工作特点,并H通过仿真进行电路的可
行性验证,最后完成实物电路的设计,使得木次课题的预期结果得以实现。
关键词:51单片机;传感器;仿真;AD转换I
Abstract
Abstract
This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51
single chip microcomputer・ First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are
introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we
program on i t. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is
introduced, and we use infrared photoelectric sonsor TCRT5000 to get the pulse signal of human
body. The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and
shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, control ling circuit, power
supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The
small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will
change the analog signal into digitai signal and send to 51 single chip microcomputer . At last
LCD1602 will display the informati()n of body temperature and heart rate.
Keywords: Piezoelectric sensors; control circuit; counters; Multisim2001 simulation
software control circuit.
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...................1 1.3设计4
2. 2. 1汇编语言
语言 ...........
...................12 3.5比较14
16
第一章弓I言 ...........................................................1
1.1心率体温测试计研究的意义 .......................................1
1.2国内外研究现状 内容
第二章51系列单片机功能简介...........................................
2. 1 51系列单片机的内部结构 ........................................5
2.2 51单片机所使用的编程语言 .......................................6
........................................................6 2.2.2 C51
7
第三章电路常用芯片介绍................................................9
3. 1温度传感器PT100介绍 ...........................................9
3. 2红外反射式传感器TCRT5000介绍 .................................9
3. 3 AD转换芯片ADC0804介绍 ..................................... 11
3. 4 LCD1602液晶显示屏介绍 器LM393介绍
第四章做件设计
4. 1硕件总框图设计 .............................................. 16
4.2体温采集电路设计 ............................................. 16
4. 2. 1 PT100传感器电路............................................16
4.2.2信号放大电路 .................................................17
4. 2. 3 AD转换电路 ................................................17
4.3心率信号采集电路设计 ......................................... 18
4. 3. 1红外发射电路 ...............................................18
4. 3.2红外接收电路 ................................................18
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4. 3. 3二级信号放人电路 .......................................... 19
4. 3. 4滤波电路 ..................................................19
4. 3. 5波形变换电路 ..............................................20
4.4按键电路设计.................................................20
4.5 LCD 1602显示电路设计........................................21
4.6报警电路设计.................................................21
第五章软件设计 .....................................................23
5. 1总程序设计和流程图 ..........................................23
5. 2体温采集部分程序设计 ........................................26
5.3心率侍号采集部分程序设计.....................................26
5.4按键中断程序设计............................................. 27
5. 5 LCD 1602显示程序设计 .......................................27
5. 6 STC89C52的EEPROM数据保存程序设计 ........................ 28
5.7吋钟功能模块的设计........................................... 28III
目录第六章实物验证及结论 ..................................................29
6. 1实物验证 ....................................................29 6.2结
论 ........................................................31
参考文献 ...........................................................32
致谢 ...............................................................33
附录 ...............................................................34IV
第一章引言
1.1心率体温测试计研究的意义
随着科技的不断发展,现代社会对齐种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级
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的增长,而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89018069/bg5.jpg)
三人侍息信息采集(即传感器技术)、侍息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中
,
传
感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器技术和脉搏测量技术,在我国各领
域L1经引用的非常广泛,可以说是渗透到社会的每一•个领域,人民的身体健康与H身的体
温和脉搏息息相关。
心率指人体心脏每分钟脉搏的次数。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医疗设备,它的应用在于心血管疾病
的研究和诊断方血也发挥出显著的作用,它们所能记录的心脏活动吋的生物电信号,已成
为临床诊断的重要依据。
体温,通常指人体内部的温度,正常人腋下温度36-37度,测量方法育口测发、腋测
法及肛测法。人体的温度是相对恒定的,正常人在24小时内体温略有波动,一般相差不
超过1度。生理状态下,早晨体温略低,下午略高。运动、进食后等体温稍高,老年人体
温偏低。体温达到37. 5-38度称为低热,38-39度为中度发热,39-40度为高热,40度以
上为超高热。如体温高于41度或低于25度时将严重影响各系统的机能活动,其至危害生
命。临床上对病人检杳体温,观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要的意
义。
脉搏和体温的异常表明人体遭受了某些疾病,在古代中医采川的方法小就有把脉这一
项,就现代來说心率作为一项重要的生理指标被广泛的研究,在非典时期体温的测量尤为
重要,现代医学的不断发展和进步,使人们对各种测量仪器的要求越來越高,而心率金和
体温的测量是一种评价人生理状况的好方法,可见研究体温、心率的测暈方法和装置的重
要性。作为现代电子仪器与医学相结合的一个重要应用课题,具有深远意义。
1.2国内外研究现状
随着社会的进步,科学技术的发展,特别是近20年来,电子技术H新月异,计算机的
普及和应用把人类带到了信息时代,各种电器设备充满了人们生产和生活的各个领域,相
当人一部分的电器设备都应用到了传感器件,传感器技术1
是现代信息技术小主要技术之一,在国民经济建设小占据有极其重要的地位。
在医疗诊断中,快速脉搏测定C从传统的测量方法向多参数生命体征监护仪和自动脉
搏测量仪发展。由于其操作简单、快捷、准确、可定时、可记忆存储数据等功能特点,不
仅减轻了医务人员的工作强度,也使医疗手段得以现代化、高科技化。新技术和新工艺使
传感器和实验室仪表两者成为同一个芯片,这是全新的提高。这种多元化的测量系统正朝
着体积小,功耗低、使川灵活、便于携带,适合于社•区和住院病房使用,有较强的分析
能力,可扩展等方向发展。如与PC机进行通信,将采集到的脉搏信号通过无线网络传输
到PC端,从而实现远程医疗等。现今多数医生用听诊器测暈脉搏,医用脉搏计可以精确
测出心率,并且可以测出心肌收缩力度,从而判断病人的健康状况;而家用脉搏计只需测
出脉搏的频率,功能简单,数字脉搏计正好适应了这一要求,使川简单,便于携带。而日
前市场上许多有关血压、脉搏。体温等电子仪器体积小,使用方便,但相对的价格比较
贵。日前的脉率采集主要有三种方法:釆用一对红色发光二极管实现、采用反射式的红外
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