延安大学西安创新学院
本科毕业论文（设计）
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数字心率计的设计 电子信息工程
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数字心率计的设计
摘要：本文是基于51单片机数字心率计的设计，采用了红外对管传感器和光电转换原理进一步实现对心率的检测。心率计通过感知手指内的微弱波动来接收信号，可以避免人工听诊器所带来不必要的麻烦。心率传感器采样脉搏信号，采用STC89C52单片机作为控制器，心率传感器输出方波传入单片机，单片机每接收10个脉冲波形，数码管就计数一次。这样就实现了心率计数的功能，进一步达到了检测疾病的目的。
关键词：STC89C52单片机、心率计数器、LM358
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目 录
摘 要.............................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。 第1章 概述.................................................................................................................. 1
1.1 选题的背景和意义.......................................................................................... 1 1.2 脉搏测量仪的发展与应用.............................................................................. 2 第2章 脉搏测量仪系统结构...................................................................................... 4
2.1 光电脉搏测量仪的结构.................................................................................. 4 2.2工作原理........................................................................................................... 5 2.3光电脉搏测量仪的特点................................................................................... 5 第3章 硬件系统.......................................................................................................... 7
3.1 控制器.............................................................................................................. 7
3.1.1 STC89C52 简介..................................................................................... 7 3.1.2 STC 89C52 的特点................................................................................ 7 3.1.3 STC 89C52 的结构................................................................................ 7 3.2脉搏信号采集................................................................................................... 9
3.2.1光电传感器的原理............................................................................... 10 3.2.2光电传感器的结构............................................................................... 10 3.2.3 光电传感器检测原理.......................................................................... 11 3.2.4信号采集电路....................................................................................... 11 3.3信号放大......................................................................................................... 12
3.3.1放大器的介绍....................................................................................... 12 3.3.2 放大电路.............................................................................................. 14 3.4 波形整形电路................................................................................................ 15 3.5单片机处理电路............................................................................................. 15 3.6 显示电路........................................................................................................ 16
3.6.1 LED数码管的综述 .............................................................................. 16 3.6.2 LED数码管的结构 .............................................................................. 16 3.6.3 LED数码管的显示方法 ...................................................................... 18
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3.6.4 脉搏测量仪电路原理图...................................................................... 16
第4章 软件系统........................................................................................................ 20
4.1 主程序流程：................................................................................................ 20 4.2 定时器中断程序流程：................................................................................ 21 4.3 INT中断程序流程： ..................................................................................... 21 4.4 显示程序流程：............................................................................................ 23 4.5 软件说明........................................................................................................ 24 第五章 抗干扰措施及使用方法................................................................................ 24
5.1抗干扰措施..................................................................................................... 24
5.1.1环境光对脉搏传感器测量的影响....................................................... 24 5.1.2电磁干扰对脉搏传感器的影响........................................................... 25 5.1.3 测量过程中运动噪声的影响.............................................................. 25 5.2测量仪使用方法............................................................................................. 25 第6章 系统调试........................................................................................................ 26
6.1 系统调试........................................................................................................ 26 6.2 系统检验........................................................................ 错误！未定义书签。 6.3 误差分析........................................................................................................ 27 第七章 总结与展望.................................................................................................... 28 参考文献...................................................................................................................... 30 附 录........................................................................................................................ 32 致 谢........................................................................................................................ 33
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第1章 概述
1.1 选题的背景和意义
脉搏携带有丰富的人体健康状况的信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断的发展和提高。在中医四诊（望、闻、问、切）中，脉诊占有非常重要的位置。脉诊是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法，其历史悠久，内容丰富，是中医“整体观念”、“辨证论证”的基本精神的体现与应用。脉诊作为“绿色无创”诊断的手段和方法，得到了中外人士的关注。但由于中医是靠手指获取脉搏信息，虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者接受，然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。首先，切脉单凭医生手指感觉辨别脉象的特征，受到感觉、经验和表述的限制，并且难免存在许多主观臆断因素，影响了对脉象判断的规范化；其次，这种用手指切脉的技巧很难掌握；再则，感知的脉象无法记录和保存影响了对脉象机理的研究。脉诊的这种定性化和主观性，大大影响了其精度与可行性，成为中医脉诊应用、发展和交流中的制约因素。为了将传统的中医药学发扬光大，促进脉诊的应用和发展，必须与现代科技相结合，实现更科学、客观的诊断[1]。
医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。为了提高脉搏测量的精确与速度，多种脉搏测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。
早在1860年Vierordt 创建了第一台杠杆式脉搏描记仪，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。此后随着机械及电子技术的发展，国内外在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是70年代中期，国内天津、上海、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组，多学科共同合作促使中医脉象研究工作进入了一个新的境界。脉象探头式样很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组
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