基于单片机的心率计的设计(6)

专科毕业设计说明书（论文）第I页 共 I页

PCTC: MOV TH0，#15H MOV Tl0，#0A0H MOV TH1 , #00H MOV T11, #00H MOV TMOD,#51H

MOV 7FH，#0AH ；OAH=10 10*60ms=0.6s

RET

4.4 定时器T0和T1的中断服务程序

定时器T0的中断流程图如图5-3所示，定时器T1的中断服务流程图如图5-4所示。

保护现场 保护现场

置T1定时初值 置T0定时初值 ·

图5-3 定时器T0的中断 图5-4 定时器T1的中断

服务程序流程图 服务程序流程图

中断返回 中断返回 恢复现场 恢复现场 外部中断0打开 R1R4+1送R1R4 中断次数（100次）-1=0？ 外部中断0关闭

专科毕业设计说明书（论文）第I页 共 I页

5 系统硬件调试

在制作实物之前，首先需要根据自己制作实物的思想步骤和实物所要达到的功能绘制出元器件的原理图。因为元器件的大小不同，达到预期功能的效果也不一样，在这种情况下，就需要对硬件电路进行变换和调试。实物焊接出来之后，考虑各种干扰和影响因素，还要对硬件进行整机调试。系统的调试过程是检验、修正设计方案的实践过程，也是应用理论知识来解决实践中各类问题的关键环节，是电路设计者必须掌握的基本技能。

5.1 系统各部分电路模块测试

5.1.1一级放大电路

比较电路如图所示，信号从上级放大器C3口输出，由于上级放大电路材料的

限制和人为干扰的因素，放大倍数远没有达到100倍（约20倍左右）,这就使得传输到比较电路2口的电压值还是很小，约0mV~~100mV。

专科毕业设计说明书（论文）第I页 共 I页

6.2 焊接与完成阶段

在完成实验阶段测试后，这时电路的元器件及各种电阻电容的值就已经确定。可以实物的焊接。

⑴焊前处理

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。 ①清除焊接部位的氧化层

可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

②元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。

⑵焊接技

做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。 ①焊接方法：焊接，检查，剪短。

a.右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

b.将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60℃角。以便于熔化锡从烙铁上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

c.抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

d.用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。 ②焊接质量

焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。这两种

专科毕业设计说明书（论文）第I页 共 I页

情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。

焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

由于本次设计采用单片机开发板来焊接，因此最小系统部分只用焊接元件不用另外布线，减轻了焊接部分的工作量，同时是电路板更美观。虽然用单片机开发板来焊接，但是在焊接过程中也必须认真谨慎，避免虚焊和短路。每焊完一个元器件或者一条线路都要用万用表检查焊接是否成功。

6.3 整机调试

6.3.1 心跳的测量过程

由于血液是一种高度不透明液体，血液中含有大量的血红细胞，这种细胞具有很强的吸收红外线的功能。因此，红外线在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍。当人体动脉血管随心脏周期性地收缩和舒张动脉血管的血液容积随之发生变化时，动脉所在部分的人体组织对于红外光的透射性就会发生变化。这种现象在人体组织较薄的手指尖和耳垂等部位最为明显 。由于手指尖比较容易试验，设计中就测量手指的变化来计算出心跳。

在设计中，用红外光电二极管照射手指，在手指的另一边用光电传感器OPT101接受透射过的光信号，并放大转化为电信号。由于人体内变化很微弱，设计就需要放大器对该信号进行放大，将放大到单片机能处理的信号直接交给单片机处理显示。

6.3.2几种主要系统干扰与影响

（1） 阳光的干扰。

因为本设计是通过红外光线透过手指采集到信号，进而对信号处理得到人体的心跳，光在本设计中很重要。而且在各种不同的环境中，外界光照的强度不一样，这对实验的干扰就讲很明显。但是外界光照对于人体是均衡的，即各处光照强度相同，对人体内变化的影响是相同的，即可以相互抵消。 （2） 测量过程中手指的抖动。

专科毕业设计说明书（论文）第I页 共 I页

光电传感器OPT101检测到的人体信号很微弱，手指的一点抖动都会引起测量心跳值的大幅变化。为了解决这个问题，在设计中，把OPT101和发光二极管相距一定距离（够放下小拇指）之后固定死，这样在测量的时候只要人尽量保持手指不动，就可以大大减小手指抖动对试验的影响。

（3） 呼吸的影响。

试验的原理主要是血液中的含氧量的变化进而导致人体组织变化而测量心跳的，这样均匀呼吸和急促呼吸就将使得人体内的含氧量大大不同。据试验所得，当人运动之后呼吸会比较剧烈，这时他的心跳值就会随之变大。正常情况下 ，心率指的是当人心平气和的时候的却只有20倍，这里存在着很多方面的原因，比如放大器供电不足，理论需要-5V电压，但设计做出的电源电压只有-3~-4V，严重影响了放大器的工作；还有就是材料限制、焊接中的问题以及理论方面的不足。

二级放大电路（比较电路）基本上完成了由正弦波变成方波的要求，虽然在放大倍数上没有达到理论要求值，但不影响系统的正常运行。

设计基本上达到了测量人体内脉搏变化而计算得到心跳次数的要求，手指放在光电传感器前面10秒后，四位数码管即可显示被测人的心跳。

7 总结和展望

心率是指单位时间内心脏波动的次数。一般指每分钟的心跳次数，是临床常规检查的生理指标。传统测量脉搏次数的方法是以基准时间为单位，并通过基准时间内测得的脉搏跳动次数和相关倍数，计算出没分钟的脉搏次数。

但在现实生活中，这种可以直接测量心跳的仪器还不是很常用，在很多小型医院里 ，医生们依旧使用着古老的手动式听诊器，这大大影响了效率和救治的时间。这就为心率计的研究与生产奠定了必然基础。

本文是基于单片机研究设计的心率计，现在市场上存在了一些基于FPGA研究设计的心率计，二者的原理和过程基本上是一样的！心率计的原理是用传感器接收到人体微弱的信号，因为人体信号比较的微弱，一般放大的倍数也比较高，100倍以上的。

心率计硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、信号采集和信号放

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于单片机的心率计的设计(6)在线全文阅读。