论文总字数：30501字

摘 要

生物医学信号指标能够直观的反映人体的健康状况，只有掌握其中的规律才能更好地认识人体的健康问题。在社会的不断进步的同时，人们日常生活的脚步也日益的加快，从而对高精度便携式生物医学信号检测设备的需求越来越高。心率和体温是反映人体健康状况的两项重要指标，本次设计为人体心率计的设计，实现对人体心率和体温的测量。

本次设计采用51单片机作为核心处理器，处理由心率信号采集模块、体温信号采集模块等模块的输出信号以及控制显示模块等。通过光电传感器采集心率信号，转换为电压信号后输出，经放大电路放大后，再由比较电路对其进行整形，输出单片机能够识别的方波脉冲信号。体温信号由温度传感器进行采集，经转换与计算后变为温度数值输出。心率和体温的测量结果均以数字形式输出，在1602液晶显示屏上进行显示，使心率和体温的读取简单化、精确化。当心率测量结果超过设定的心率上限值或低于设定的心率下限值时，报警模块发出报警以提醒测试者。心率测量值存储在存储模块，实现掉电存储，进而可通过按键设定心率上下限值以及查询测量历史数值。

关键词：心率 体温 传感器 51单片机 1602液晶显示

Design of human heart rate meter

Abstract

Biomedical signal indicators can directly reflect the body's state of health, only to master it's rule can we better know about human health problems. With the development of the society , the pace of life is also accelerating, which increase the demand for high-precision portable biomedical signal detection equipment. Heart rate and body temperature are two important indicator of health status, and this design is the human heart rate monitor, which is designed to measuring heart rate and body temperature.

This design uses 51 MCU as the master chip, processing the input signal of each module, controlling the display module and etc. Heart rate signal is collected by the optical sensor and converted to an electrical signal, after a two-stage amplifier circuit amplifies, then shaping by the comparator circuit to a square wave pulse, to make the microcontroller works better. Temperature signal is collected by the temperature sensor, and will turn into data of temperature after conversion and calculations. Heart rate and body temperature are collected at the site of fingertips. Heart rate and body temperature measurement results are output in digital form, using liquid crystal display to make the reading simple and precise measurement results. When the measured value exceeds the set upper heart rate limit or below the lower limit set , the alarm module will alarm to remind testers. Heart rate measurement stored in the memory module, you can set upper and lower limits of heart rate measured and query historical values by keys .

Keywords: Heart rate; Temperature; Sensor;51MCU; LCD queuing algorithm queuing algorithm queuing algorithm queuing algorithmqueuing algorithm queuing algorithm queuing algorithm queuing algorithm

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2主要功能与性能指标 1

1.3实现方法 2

1.4论文结构 2

第二章 硬件电路设计 3

2.1总体电路框图的设计 3

2.2处理模块的设计 4

2.2.1处理模块的选择 4

2.2.2单片机最小系统 5

2.3心率信号采集模块的设计 6

2.3.1传感器的选择 6

2.3.2放大电路的设计 7

2.3.3稳定电路的设计 9

2.3.4整形电路的设计 10

2.3.5心率信号采集模块电路 11

2.4体温信号采集模块的设计 11

2.4.1温度传感器的选择 11

2.4.2体温信号采集电路的设计 12

2.5显示模块的设计 13

2.5.1显示模块的选择 13

2.5.2显示电路的设计 14

2.6按键模块的设计 15

2.7存储模块的设计 16

2.8报警模块的设计 18

2.9硬件电路原理图 18

第三章 程序设计 20

3.1主程序设计 20

3.2心率测量程序设计 22

3.3体温测量程序设计 23

3.4显示程序 24

第四章 电路仿真与调试 25

4.1硬件电路的仿真 25

4.1.1 放大电路的仿真 25

4.1.2心率测量的仿真 27

4.2硬件电路的焊接 29

4.3硬件电路的测试 30

4.3.1模拟测试 30

4.3.2实际测试 31

4.4测试结果分析 32

4.5测试中的干扰 32

第五章 总结和展望 33

5.1总结 33

5.2展望 33

参考文献 34

致谢 35

附录 程序 36

第一章 绪论

1.1选题背景

心率是指心脏每分钟跳动的次数，是可以较为直观地反映出人体健康状况的一个可检测生物医学信号。健康成年人的心率正常为每分钟60次至100次，儿童稍快，老年人则偏慢。当心率长期处于不正常状态时，则应考虑患有心脏病的可能。

体温是指人身体内部的温度，是相对稳定的。人体体温正常时为36℃～37℃，当体温超过41℃或低于25℃时，人体各系统的工作将会受到很大的影响，严重时甚至会危及生命。

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