辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：心搏追踪记录仪设计院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（署名）起止时间：课程设计（论文）任务及考语院（系）：电气工程学院教研室：学号学生姓名专业班级课程设计（论文）心搏追踪记录仪设计题目由1只压力（或声音）传感器来记录心脏搏动状况，取代心电图实现对病人病情的剖析。每秒采样10次，心搏记录时间达10分钟。设计任务：课程设计（论文）任务进度计划CPU最小系统设计（包含CPU选择，晶振电路，复位电路）心搏丈量传感器选择及信号放大电路设计10分钟心搏记录RAM选择与设计程序流程图设计及程序编写技术参数：1噪声丈量范围：30-130dB2工作电源220V设计要求：1、剖析系统功能，尽可能降低成本，选择适合的单片机、传感器及模拟量输入电路等；2、应用专业画图软件绘制硬件电路图和软件流程图；3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，此中程序开发要有详尽的软件设计说明，详尽论述系统的工作过程，字数应在4000字以上。第1天查阅采集资料第2天整体设计方案确实定第3-4天CPU最小系统设计第5天心搏丈量传感器及信号放大电路设计第6天10分钟心搏记录RAM选择与设计第7天程序流程图设计第8天软件编写与调试第9天设计说明书达成第10天辩论指导教师评语平常：论文质量：辩论：及成绩总成绩：指导教师署名：年月日注：成绩：平常20%论文质量60%辩论20%以百分制计算纲要跟着社会的发展与进步，我们的生活节奏也愈来愈快，面对每日忙碌的工作生活，我们不必定能像从前那样按期抽出时间去为自己身体做一次体检。而事实上我们身体承受的负荷却愈来愈大，对比于从前我们需要给自己的身体以更多的关注，甚至是时刻认识它的健康状况。身体的健康与否在好多方面都会有所表现。比方一个人的心率值就基本能反应一个人心脏能否正常工作的。大家都知道心脏是我们人体中最重要的器官之一，使我们生命的源动力。所以我们能时刻认识它的状态是很重要的。因为我们平常不必定老是能抽出时间去做体检，所以我们需要一个简单的，便于操作的，靠谱性高的心搏追踪记录仪来帮助我们在短时间内测到我们的心率值。让我们能实时认识到我们此刻心脏以及身体的状态。重点词：心率值，便于操作，靠谱性高，心搏追踪。目录第1章绪论11.1心搏追踪记录仪概略11.2本文研究内容1第2章CPU最小系统设计22.1心律追踪记录仪整体设计方案22.2CPU的选择.32.3数据储存器扩展32.4复位电路设计42.5时钟电路设计52.6CPU最小系统图.6第3章心搏追踪记录仪输入输出接口电路设计73.1心搏追踪记录仪传感器的选择73.2A/D变换器选择.73.3信号采集电路83.4信号比较电路93.5A/D变换电路.93.6显示电路103.7系统整体设计原理图11第4章心搏追踪记录仪软件设计134.1主程序与中止程序流程图134.2丈量程序清单134.3中止服务子程序设计14第5章课程设计总结17参照文件18第1章绪论1.1心搏追踪记录仪概略在社会飞快发展的今日，人们的物质文化生活获得了极大的提升，但同时多种疾病威迫着人们的生命；而心脏病的发生又是人们难以预防的突发致命疾病，所以健康也被愈来愈多的人所重视。本设计要解决的问题就是能够丈量心率、预防心脏病等心脏方面疾病的心搏追踪记录仪。心搏是人体的一项重要生理参数，在现代医学中，心搏关于血液循环和心脏功能领域的研究拥有重要意义。经过丈量人的心搏，即可初步判断人的健康状况。跟着人们生活水平的提升，地球环境受到损坏，多种疾病威迫着人们的生命；而心脏病的发生又是人们难以预防的突发致命疾病。所以，心搏追踪记录仪很快产生，并获得发展。跟着单片机技术的发展、人们的生活节奏加速，设计一种以使用方便为前提，能够迅速测出人心搏的心搏追踪记录仪，不单是临床者的欲求，也是体育训练者和出门旅行者的需求，所以，心搏追踪记录仪有着广阔的市场远景。心搏追踪记录仪是医学顶用来丈量人体心率的装置，高精度心搏追踪记录仪的研究开发向来是医学仪器领域的一项重要课题。1.2本文研究内容本文论述了鉴于单片机设计的心率计的设计原理与实现方法。以AT89C51单片机为基础，实现了心率计的各样功能。文中详尽地描绘了心率计的设计过程，包括：取样电路、放大电路、比较电路、A/D变换电路和单片机办理电路和显示电路，同时还提出了鉴于单片机的编码、译码程序设计流程图。第一步：对本论文的选题的目的和意义以及论文的构造进行了论述。第二步：介绍了系统整体方案的设计与原理总图，简要的介绍了设计的原理和框图介绍。第三步：详尽介绍了系统所需的主要元器件和详尽介绍了单片机最小系统，对取样电路、放大电路、比较电路、A/D变换电路和单片机办理电路和显示电路进行了设计。第四步：在硬件设计的基础上，论述了对软件的设计并介绍了程序计算方法，给出了程序主程序和子程序。第五步：总结本文的研究工作。第2章CPU最小系统设计2.1心律追踪记录仪整体设计方案图2.1过程原理框图各模块功能：要实现对脉搏的丈量，第一要用传感器模块丈量获得脉搏信号。信号获得后，因为原始信号比较轻微，需要用放大器模块将其放大到一个适合的幅度。放大后的信号中会夹杂有各样噪声，所以需要经过滤波器模块对其进行滤波办理，以除去噪声，提升信号信噪比。为使信号能够在计数器中实现计数，需要对信号进行整形电路模块办理，将信号由一个不规则信号整理为可用于计数的方波或脉冲信号。信号经过整形后，因为设计要务实此刻短时间内丈量一分钟心率的功能，需要在计数前对信号经过倍频器模块进行倍频办理，以实现上述功能。经过从前一系列办理后，信号将进入计数器模块进行计数，其上当数器需要用相应的准时器模块配合达成该步骤，准时器模块相同要实现短时间内丈量一分钟心率的功能。计数器模块输出的信号是可用于显示器模块显示的七位BCD码，将其连入显示器模块显示。同时将该信号送入比较器模块中与预设的数值进行比较，当丈量值在预设范围以外时将经过报警模块电路进行LED灯报警，表示所测得的心率高出正常范围。2.2CPU的选择AT89C51单片机是一种低功耗、高性能、包含4KB的闪速储存器（FlashMemory）的8位CMOS微控制器。这类器件系以ATMEL高密度不挥发的储存技术制造，与工业标准MCS51指令系统和引脚完整兼容。片内闪速储存器的程序代码或数据可在线写入，也看经过惯例的编程器编程。.P1.0140P1.1239P1.2338P1.3437P1.0536P1.0635P1.0734P1.0833RESET989C5132RXDP3.0、1031、1130TXDP3.1、1229INT0P3.2、1328INT1P3.31427、T0P3.4、1526T1P3.5WR、1625P3.6、1724RDP3.7XTAL21823XTAL11922VSS2021.图2.2AT89C51引脚图.VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0.2.3数据储存器扩展89C51单片机共有4个8位并行I/O口，这些I/O口一般是不可以完整供应给用户使用的，在外面扩展储存器时，供应给用户使用的I/O口只有P1、P3的部分口线。因此在大多数的89C51单片机应用系统中都不行防止地要进行I/O口的扩展。本设计中我们经过74LS373进行扩展。74LS373是一种带三态门的8D锁存器，其管脚表示图以下列图2.3a所示。此中D0-D7为8个输入端；Q0-Q7为8个输入端；LE为数据打入端：当LE为“1”时，锁存器输出状态同输入状态：当LE“0”时，数据打入端锁存器；为输出同意端：当=0时，三态门翻开；=1时，三态门封闭，输出高祖。常用的接口芯片：6116可编程通用并行接口。HM6116有11条地点线（A0-A10）、8条数据线（I/O1-I/O8）、1条电源线、1条接地线GND和3条控制线片选信号CE、写同意信号WE和输出同意信号OE。这3个控制信号的组合控制HM6116芯片的工作方式。6116的引脚以下列图2.3b所示。.3D0Q0245D1Q176D2Q289D3Q31312D4Q41415D5Q51716D6Q61819D7Q71OE11LE74LS373.图2.3a74LS373引脚图图2.3b6116的引脚图.2.4复位电路设计复位电路是使单片机的CPU或系统中的其余零件处于某一确立的初始状态，并从这上状态开始工作，除了进入系统的正常初始化以外，当因为程序运转出现错误或操作错误使系统处于死锁状态时，为了挣脱窘境，也需按复位电路以从头启动。复位电路包含上电复位，按键电平复位，按键脉冲复位。本设计中采纳按键电平复位。按键电平复位是经过是复位端经过电阻与VCC电源接通而实现的，以下列图：复位信号及其产生：RST引脚是复位信号的输入端，复位信号时高电平有效，其有效时间连续24个振荡脉冲周期（即2个机器周期）以上。.VCCVCC10pC200RESET6.2k.图2.4复位电路2.5时钟电路设计时钟电路由一个晶体振荡器12MHZ和两个33pF的瓷片电容构成。时钟电路产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令履行中各信号之间的互相关系。单片机自己就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在独一的时钟信号控制下严格工作。振荡电路产生的振荡脉冲其实不直接使用，而是经分频后再为系统所用振荡脉冲经过二分频后才作为系统的时钟信号。在二分频的基础上一再分频产生ALE信号，再二分频的的基础上再六分频获得机器周期信号。单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，在芯片外面经过两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反应电路