基于C51单片机的脉搏测量仪设计课程设计论文.docx

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基于C51单片机的脉搏测量仪设计课程设计论文

摘要

脉搏传感器采样脉搏信号，采用STC89C51单片机作为控制器，脉搏传感器输出方波传入单片机，单片机每接收一个脉冲波形，数码管就计数一次。

脉搏次数超限时用蜂鸣器报警。

三极管加大功率，驱动器件工作。

单片机软件设计，设置中断向量，编程执行。

关键词：

STC89C51单片机、脉搏测量仪、软件设计

Abstract:

Pulsesensorsamplingpulsesignal,usingSTC89C51MCUascontroller,pulsesensoroutputsquarewaveintosinglechipmicrocomputerchip,eachreceivingapulsewaveform,digitaltubecountingtime.Pulsefrequencyoverrunwithbuzzeralarm.Thethreetransistortoincreasepower,drivingdevice.MCUsoftwaredesign,settheinterruptvector,programmingexecutive.

Keywords:

STC89C51monolithicintegratedcircuit.pulsemeasuringinstrument.Softwaredesign.

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

引言

脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。

本系统采用STC89S51单片机为核心而制作的一种实用型脉搏测量仪。

采用HK-2000A集成化脉搏传感器作为传感器对人体的脉搏心率警醒数据采集。

得到的信号送入STC89S51单片机进行处理。

单片机将采集到的脉搏心率在数码管上实时显示出来，同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。

本文首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题，最后提出一些完善本设计的改进意见。

从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。

几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。

脉搏波所呈现出的形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。

1系统方案选择与论证

1.1任务

基于C51单片机的脉搏测量仪设计

1.2要求

（1）通过脉搏传感器采样脉搏信号，设计脉搏波检测电路，通过数码管来显示脉搏次数。

（2）将脉冲波送入单片机，采用单片机构成脉搏检测仪，要求实时脉搏次数对超限时用蜂鸣器报警。

1.3系统基本方案

根据题目的要求系统模块可以基本划分为：

脉搏传感器部分、单片机处理电路部分及显示电路部分。

为实现各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案病进行了论证

1.3.1各个部分电路的方案选择及论证

（1）脉搏传感器部分

传感器又称为换能器、变换器等。

脉搏传感器是脉搏检测系统中重要的组成部分，其基本功能是将切脉压力和桡动脉搏动压力这样一些物理量（非电量）转换成为便于测量的电量。

脉搏传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度，因此其选型对整个设计具有决定性的作用。

本设计中，采用HK-2000A集成化脉搏传感器，HK-2000A集成化脉搏传感器采用高度集成化工艺将力敏元件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。

压电式原理采集信号，模拟信号输出，输出同步于脉搏波动的脉冲信号，脉搏波动一次输出一正脉冲。

该产品可用于脉率检测，如运动、健身器材设备中的心率测试。

（2）单片机选择

51单片机是INTEL公司生产的。

它具有结构简单，价格便宜，易于开发的特点。

通用型，有总线扩展，有较强的位处理功能，有全双工异步串行通信口。

但是其功能相对较少，访问外部数据有瓶颈，作电压范围窄。

本设计中，单片机只需要对脉搏信号的波动频率进行测量、计算和显示，对单片机的要求不是很高。

而对51单片机，本人比较熟悉，所以，本设计中选择51单片机作为信息处理中心。

（3）显示部分

根据题目要求，设计出来的系统是可以设定报警的范围的。

对显示部分采用以下方案：

采用数码管。

数码管具有功耗小、轻薄短小无辐射危险，简单方便等特点。

1.3.2系统各模块的最终方案

根据以上分析，结合器件和设备等因素，确定如下方案：

1.采用STC89C51单片机作为控制器，分别对输入、显示、信号的处理和控制。

2.传感器部分采用光HK-2000A集成化脉搏传感器，该器件结构简单、可靠性高、抗干扰能力强。

3.显示用数码管显示实时脉搏数和蜂鸣器报警上下限数值。

数码管显示电路

系统的基本框图如下图1.1所示。

STC89C51单片机处理电路

脉搏传感器电路

震荡电路

蜂鸣器报警电路

复位电路

图1.1设计框图

2.系统硬件设计

2.1单片机处理电路

单片机处理电路如图2.1所示

图2.1单片机处理电路

2.1.1STC89C51系列单片机的主要性能特点

STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码与传统8051单片机完全兼容。

MCS－51的主要特点为：

◆CPU为8位；

◆片内带振荡器，频率范围为1.2~12MHz；

◆片内带128字节的数据存储器；（RAM）

◆片内带4KB的Flash程序存储器；（ROM）

◆程序存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展ROM）

◆片外数据存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展RAM）

◆128位（16字节）用户位寻址空间；（在128个字节中）

◆18个字节特殊功能寄存器SFR（MCS—52子系列为21个）；

◆4个8位的并行I/O接口：

P0、P1、P2、P3；

◆2个16位定时器/计数器T0、T1；（MCS-52子系列为3个，T2）

◆2个优先级别的5个中断源；（高、低2个）

◆1个全双工