简易心率计设计.doc

1、任务书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称简易心率计设计校外指导老师毕业设计时间 一、毕业设计目标与任务设计任务：将人跳动的脉搏信号转换为数字信号，送入单片机进行处理，接着进行软件设计，使显示单元能够直观的显示出被测的心率 设计目标： 完成毕业设计，按要求达到预期效果。二、实施步骤和方法功能分析本设计要求做一个简易心率计，选择用光敏电阻将人的脉搏信号转换为电脉冲信号，并通过LM358整形放大电路将电脉冲信号整形放大，选用AT89C51单片机对传送来的脉冲信号进行计数和定时，实现上下限开关控制和蜂鸣报警，最后用四位共阳极LED作心率显示。方案选择 1.单片机选择 本设计使用美

2、国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大5。AT89C51单片机性价比高，可灵活应用于各种控制领域，所以我选用AT89C51作为本设计的主芯片。2.计时选择本设计使用单片机内置时钟电路计时，单片机对送来的电脉冲进行计数和定时，具体为：单片机以T0方式1计数，T1方式1定时，定时125ms中断一次，循环8次就为1s，再到一分钟

3、计数结束。最后将信号送至四位七段数码管显示。3.显示模块的选择本设计采用LED四位数码管静态扫描显示，LED数码管价格相对适中，对于显示数字最为合适，而且采用静态扫描法与单片机连接的时候，比较稳定且亮度较高，所以本设计采用的是LED四位数码管作为显示器件。4.输入选择本设计对单片机的输入一般是通过按键输入器件来实现的。本设计是利用按键K1与K6来实现开始/暂停，存储/移位，秒清零，切换计时，设置时间等功能。实施步骤1.元件选择与测试在挑选元器件时，在没有符合要求值的元器件时，找相似的代替，并且测试该元器件的可行性。在选择好元器件后，测试各元器件的正常值。2.仿真对程序进行仿真测试，检测有无语法

4、逻辑错误，可对程序中的初值（变量）进行修改，来检测程序的错误。3.制作电路板根据原理图将要准备好的元件用万用表测试性能与好坏，用电烙铁进行焊接组装。4.系统调试对成品板进行全方面的检测，采用观察法来发现电路故障。主要是检查焊点、导线接头、接插件是否松脱、芯片管脚是否插错方向或折弯等。通电后，观察电路中的电解电容有无冒烟现象，触摸有无发烫。对程序进行测试，以及包括对各个引脚的通断，有无虚焊进行检测。实施方法1.上网参考心率计相关文献2.确定原理图的可行性3.仿真与制作电路板4.系统调试三、进度安排起止时间阶段性任务2016.12-2017.1 设计前准备，确定原理图和元器件2017.1-2017

5、.2 进行仿真测试2017.2-2017.3 硬件设计2017.3-2017.4软件设计2017.4- 2017.5系统调试2017.5-产品包装四、成果材料1.样机一套2.设计方案一份五、参考资料 1 高卫东.51单片机原理与实践（C语言版）.第一版，北京：北京航空航天大学出版社，2011.1. 2 李广弟等.单片机基础M.北京:北京航空航天大学出版社.2001. 3 康华光.电子技术基础(数字部分)M.第四版,武汉:高等教育出版社,1999. 4 杨毅德.模拟电路M.重庆：重庆大学出版社.2004,5. 5 饶连周.基于单片机的语言心率检测仪的设计J.三明学院学报,2005,22(4):3

6、86390. 6 杜峰.脉搏血流动力_心电检测系统的开发研制D.郑州:解放军信息工程大学.2002.3. 7 王东云.便携式自动心率检测仪的设计J.郑州纺织工学院学报,1996,7(1):5255.指导老师签名： 年 月 日成果报告书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称简易心率计设计校外指导老师一、主要成果简介 本作品主要以AT89C51单片机的最小系统为控制核心，四位一体的共阳极数码管显示由三极管8050驱动，作品中的信号采集部分则采用光敏电阻敏感元件。通过LM358整形放大电路，送入51单片机外中断计数。最后直接由四位LED数码管将心率用数字形式显示出来。在软件设计上，

7、运用C语言来控制单片机AT89C51外中断计数。二、毕业设计的收获 在本次设计中，体会到了制作的乐趣。 经过一个多月的奋战，我的毕业设计终于成功的完成了。在没有做毕业设计之前，觉得毕业设计只是对这两年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 通过这次毕业设计使我明白了自己的专业知识还很欠缺。学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中要不断加强专业技能学习，努力提高自己知识和综合素质。 在此次毕业设计中，遇到了大大小小的问题。有时候，一些问题其实不是电路本身的问题，很有可能只是一个小小的电阻电

8、容，或者一个点的虚焊的原因，但它的影响就会导致整个作品的不成功。所以在此次设计中深刻的体会到了细节的重要性，也体会到了成功后的那种喜悦感。这中间少不了朱老师的悉心指导，在此次设计中，指导老师朱老师给我的帮助是很大的。指导我确定原理图，制作与调试等等。总的来说本次的毕业设计收获很多，同时也要感谢同学们的帮助和老师的指导，也感谢学校提供的环境。三、作品（产品）特点及创新性说明 本设计制作的作品中，电路设计合理，通过对单片机编程，通过对单片机的控制来实现心率较直观的显示。作品使用的是普通万用板制作，通过焊接与组装使操作人员能够简单明了的操作本作品。本作品使用的是DC插座供电，供5V直流电压，简易，直

9、观。四、问题与展望问题：在作品设计初期，在硬件/软件调试过程中，尤其是硬件调试中。初始手指电信号非常微小，最后制作手指套来增大初始电信号。还有经过LM358运算放大电路和S8050三极管放大后的正玄波信号不利于单片机外中断计数，最后在三极管的集电极加了一个LM358比较放大电路将正玄波信号整形放大得到矩形波信号，来满足单片机外中断计数。展望：希望在以后的学习生活中，能更多的提高动手和团队协作能力，多思考多提高发现问题的能力，学会总结问题，解决问题。多从实际中发现问题，提高自身知识水平。学生签名： 年 月 日设计方案二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称简易心率计设计校外指导老

10、师一、选题依据（含意义、价值） 通过学习电路制作与调试课程，为了对课题有更深刻的了解，与此同时也在电子电路方面有更深入的了解。通过学习和老师的指导，选择做一个简易的心率计设计。心率计的核心模块是我们平时所常用的单片机AT89C51，因为在现如今的生活中，用单片机制作电子的产品也越来越多，同时也是许多领域实施编程和开发不可缺少的一部分。为更多的了解单片机的原理和应用，因此选择做此设计来进行巩固和学习。本设计采用的是测量脉搏的方案，是以51单片机为核心，还包括光敏电阻，LM358整形放大电路，LED显示。原理是将人跳动的脉搏信号转换为数字信号，送入单片机进行数据处理，接着进行对51单片机进行软件设

11、计，使LED显示单元能够直观的显示出被测的心率。二、毕业设计内容设计制作出用光敏电阻采集心跳信号，将人的脉搏信号转换为电脉冲信号，并通过LM358整形放大电路将电脉冲信号整形放大，选用AT89C51单片机对传送来的脉冲进行计数和定时，最后直接用四位共阳极LED作心率显示。实现上下限控制和蜂鸣报警功能。三、毕业设计技术方案、路线技术方案1. 元件选择与测试 本设计选择，电阻47K，光敏电阻R2（5537），电阻56K*2，电阻10K*2,电阻1M，电阻1K*2,电阻470K，电阻2K*2，电阻220*2；电容1uF*2,电容0.1uF*2，电容47uF；指示灯D1(发光二极管），Q1S8050（

12、三极管）*5；DC电源座，蜂鸣器，40脚 IC座12mhz晶振，导线若干焊锡若干，自锁开关，四位一体共阳极数码管。测试元器件的标准值，确定是否是需要值。 2. 仿真通过在proteus7.8绘制仿真图，将程序导入到单片机，开始仿真测试。3. 系统调试第一步：目测 第二步：万用表检测 第三步：上电检测 第四步：使用示波器检测毕业设计路线1.上网参考简易心率计相关文献2.确定原理图的可行性3.仿真与制作电路板4.系统调试四、实施步骤及进度安排起止时间阶段性任务2016.12-2017.1 设计前准备，确定原理图和元器件2017.1-2017.2 进行仿真测试2017.2-2017.3 硬件设计20

13、17.3-2017.4软件设计2017.4- 2017.5系统调试2017.5-产品包装五、预期效果1.作品制作合理，能实现简易、可显示心率值，并且有较强抗干扰能力的心率检测仪以及报警蜂鸣等功能。2.元器件摆放紧凑规范，无过多的跳线，合理使用外接线，将必要的开关、按键、接口及显示数码管外接到包装盒。3.外包装简洁明了，操作界面标示有各个按键功能介绍。六、参考文献1.刘宁，单片机多功能时钟的设计M，浙江:浙江海洋学院,2009. 2.孔维功，c51单片机编程与应用.北京：电子工业出版社.2011.3.鲁维佳，Altium Designer6.x电路设计实用教程.北京：北京邮电大学出版社20144

14、.陈忠平，曹巧媛，单片机原理及接口，北京，北京：清华大学出版社.20075. 电子发烧友论坛相关帖子6. 中国知网相关设计及文档七、指导老师意见 指导老师签名： 年 月 日设计作品1.设计功能 设计任务：将人跳动的脉搏信号转换为数字信号，送入单片机进行处理，接着进行软件设计，使显示单元能够直观的显示出被测的心率。实现上下限控制和报警蜂鸣的功能。 设计目标：完成毕业设计，按要求达到预期效果。2.设计方案 本设计使用美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大5。AT89C51单片机性价比高，可灵活应