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2021年09月16日 | 35-基于51单片机的脉搏测量仪（心率计）
2021-09-16 来源：eefocus
具体实现功能
本系统由STC89C51/52单片机+LCD1602显示模块+5mm红外接收管+LM358运放电路+按键模块等构成。
具体功能:
（1）手指放到红外对管中，2秒内读出心率；
（2）LCD1602液晶显示当前的心率（心率/分钟）；
（3）按键可以设置报警的上下限心率，当测得的心率值超过报警值时发出报警。
设计背景
随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。
近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器，这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，能够自动消除仪表自身系统的误差，测量精度高，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。
其中光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。通过光电式脉搏传感器所研制的脉搏测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。
硬件设计
系统总体设计由STC89C52、按键、LCD1602、光电传感器、时钟模块、运放等构成，系统设有四个按键，可以设置上下限脉搏数，当超过范围的时候单片机会驱动蜂鸣器发响，脉搏测量的时候需要人把手轻轻的按在光电传感器上面，由于人脉搏跳动的时候，血液的透光性不一样会导致接收器那边接收的信号强弱不一样，间接的把人脉搏信号传回，通过运放对其进行放大、整形后连接到单片机的IO口，单片机利用外部中断对其进行计数，最终换算成人一分钟脉搏的跳动次数，最终显示在液晶屏上。
软件设计
单片机上电后先进行初始化，清楚一些参数的初值，然后等待用户按下对应的按键并进入对应的功能，当用户按下测量按键的时候，单片机通过定时15s测量人体的脉搏次数，然后再换算出对应的真实的脉搏次数再在液晶屏幕上显示，当用户按下设置脉搏范围设定按键后，单片机根据用户按下的按键进行增加或减少范围。
原理图
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。
程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
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