基于单片机的脉搏测量仪设计

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摘要

本文介绍的是一种基于单片机的脉搏测量仪设计，作为该系统中重要的电路模块，如心率采集电路、显示电路和STC89C52单片机之间通过串口实现连接。本次设计运用单片机STC89C52作为中心控制处理单元，通过ST188作为红外光电传感器来采集脉搏信号，经过LM358进行运放；再通过前后级滤波、放大、整形，从而得到稳定信号；实现了快速检测心率的功能。还可以通过按键来设置脉搏值的上下限范围；蜂鸣器驱动模块可以在超出所设置的范围时进行报警提示，测量结果在液晶上显示。

实验表明，该设计的测试结果与实际的要求基本一致，STC89C52单片机超强的抗干扰能力和LCD1602显示屏控制比较方便的优点使这些功能能够顺利地完成。该系统的制作成本在百元以内，具有价格低廉、便于操纵、功耗小、可靠性高等优点，十分适用于家庭和个人使用。

关键词：心率；红外光电传感器；STC89C52；LM358；软件

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Abstract

Presented in this paper is a design of pulse measuring instrument based on MCU, as the circuit module plays an important role in the system, such as heart rate acquisition circuit, display circuit and STC89C52 microcontroller through the serial port to realize the connection. This design with STC89C52 microcontroller as the central control unit, through ST188 as infrared photoelectric sensor to collect the pulse signal, after the lm358 for op amp; again through before and after filtering, magnifying, shaping, and get stable signal; functions to achieve the rapid detection of heart. You can also through the button to set the pulse value scope; buzzer driver module In the range beyond the scope of the alarm prompt, the measurement results in the liquid crystal display.

Experimental results show that the test results of the design and practical requirements are basically the same, STC89C52 MCU strong anti-interference ability and LCD1602 display control the advantages of more convenient so that these features can be successfully completed. The production cost less than 100 yuan, with low price, easy manipulation, low power consumption, high reliability, very applicable to families and individuals.

Key words: heart rate; infrared photoelectric sensor; STC89C52; LM358; software

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目录

第1章 引言 ..................................................................................................................................... 1

1.1 选题背景及意义 ............................................................................................................. 1 1.2 国内外发展现状 ............................................................................................................. 1 1.3 课题研究内容 ................................................................................................................. 2 第2章 整体方案设计 ..................................................................................................................... 3

2.1 核心器件的选型 ............................................................................................................... 3

2.1.1 单片机的选型 ..................................................................................................... 3 2.1.2传感器的选型 ........................................................................................................ 4 2.1.3 显示模块的选型 ................................................................................................... 5 2.2 系统方案设计 ................................................................................................................. 5 第3章 硬件系统设计 ..................................................................................................................... 6

3.1 单片机最小系统 ............................................................................................................. 6

3.1.1 电源电路 ............................................................................................................... 7 3.1.2 复位电路 ............................................................................................................... 8 3.1.3 时钟电路 ............................................................................................................... 9 3.2 信号变送系统 ................................................................................................................. 9

3.2.1 信号采集电路 ..................................................................................................... 10 3.2.2 滤波电路 ............................................................................................................. 11 3.2.3 信号放大电路 ..................................................................................................... 12 3.3 显示电路 ....................................................................................................................... 13 3.4 按键电路 ....................................................................................................................... 15 3.5 报警电路 ....................................................................................................................... 16 3.6 系统硬件电路 ................................................................................................................. 17 第4章 软件系统设计 ................................................................................................................. 18

4.1 软件编译环境 ............................................................................................................... 18 4.2 STC-ISP程序下载 ........................................................................................................ 19 4.3 程序流程图 ................................................................................................................... 19

4.2.1 主程序流程图 ..................................................................................................... 19 4.2.2 定时器中断流程图 ............................................................................................. 21 4.2.3 显示模块流程图 ................................................................................................. 22 4.2.4 心率测量流程图 ................................................................................................. 23

第5章 系统调试 ........................................................................................................................... 25

5.1 硬件调试 ....................................................................................................................... 25 5.2 软件调试 ....................................................................................................................... 25 5.3 设计结果 ....................................................................................................................... 26 结 论 .............................................................................................................................................. 31 致 谢 .............................................................................................................................................. 32 参考文献......................................................................................................................................... 33 附录一：系统原理图 ..................................................................................................................... 35 附录二：源程序 ............................................................................................................................. 36

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第1章 引言

1.1 选题背景及意义

心率(Heart Rate)用专业术语来说就是用来描述人体心率跳动的周期。现代汉语中将脉搏值解释为\心脏跳动的频率\；故心率也可以说在一个单位时间内，心脏律动的快慢。

每个人的心率信号中大都蕴含着丰富的生理心理信息，这是由于人体内脏器官的健康可以反映在脉搏信息中；这一发现逐渐引起了众多临床医生的关注。在我国，脉诊一直被视为中华医术的精髓；到目前为止进行的临床实践大约已有2600多年。然而由于手指经常使用会存在一些汗腺，指脉诊断存在的误差不容忽视；进而导致测量不准确。这时或许你会说还有耳脉测量呢，不是以前也经常用过吗？虽说通过测量耳朵脉动来得到脉搏信号相对来说比较干净，但由于耳朵脉搏信号微弱，特别是当季节变化时，测量信号容易受到环境温度的影响，导致测量值不准确。

随着世界科技与经济的迅速发展和进步，珍爱生命、关注健康已经成为全世界人类的共同追求。据卫生局统计每年因心脑血管疾病猝死的人数位居人类死亡总数的第一位，不仅医疗费用居高不下，还给家庭、政府和社会造成巨大负担。近些年来，由于生活节奏加快、饮食习惯不合理和众多垃圾食品的影响等原因，心脑血管的发病率更是呈现逐年上升的趋势。如何科学且无害的降低心脑血管疾病的发病率及死亡率，有效的减轻心脑血管疾病带来的社会和家庭负担，已经成为全世界人类所面临的一个十分严峻问题。

1.2 国内外发展现状

世界上第一台杠杆式脉搏扫描仪是Vierordt于1854年创建的，它是采用杠杆和压力鼓式描记法来记录脉搏波形图的，也是人类第一次通过非侵入性的方式记录人体脉搏的，当时引起了很大轰动。然而国内的发展起点相对来说比较低，20世纪50年代初朱颜才将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。近些年来无创伤血管功能检测渐渐吸引了医学人士的目光。大约在1980年以来，无创伤血管功能检测被小范围使用，它的原理大致是基于血流动力流变学和弹性腔理论。其特征在于：它由温度模块、血压袖带模块、血氧模块构成的多生理信号采集模块组合，通过对肱动脉进行阻断再开放过程中手指指端温度信号、血氧及脉搏波信号的各参数变化，再根据临床试验采集数据，并通过信号处理和统计分析

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方法，建立血管功能定量评价公式及血管功能评价。它具有无创、操作简单、结果准确、重复性好及临床应用方便，并自动生成心血管功能的诊断、健康状况的分析及给出相关的医学解释。

现在脉冲测试不再局限于传统的手工测试或听诊器测试，仅利用电子仪器就可以测量得出更准确的数据。当今社会，大部分电子测量仪器中已朝向数字化、自动化方向发展。脉冲测量仪不仅性能好，结构简单，而且具有很好的应用和推广价值。在一般情况下，脉冲测量仪器的发展主要是以下趋势，第一：在没有人为的情况下可以自动分析所测得的脉搏值；传统的脉搏仪器需要经过有经验的医生对其脉搏信号先进行初次分析，然后进行综合分析后最终能确认结果，这种方法总的说来不仅浪费大量的人力，而且由人为引入的误差也比较大。第二：数字化技术等先进技术的广泛应用；脉搏测量仪集成度要想做到更高程度，并且更加便于携带必须依靠数字科学技术的迅速发展；与此同时数字信号处理的运用将使干扰变得更小，测量结果更为准确。第三：多功能化会越来越明显。第四：价格便宜、方便携带，而且应用和推广价值较好，给广大民众带来便利。

1.3 课题研究内容

历来在医院进行临床诊断及治疗的依据大都来源于人体脉搏波中提取的生理病理信息。在中国，脉诊是老中医最常用的诊断疾病的方式，一直沿用至今。人体发射出来的脉搏信号包含了心率的波速、波形、周期和波幅等全方面、全方位综合信息，在很大程度上能够体现出人体身体中的各部分信息（例如血液粘度、血液速度等）。尽管这些生物信号存在于人体自身当中，其信号强度相对来说比较微弱；若是在嘈杂的环境中效果更不明显。

本次毕业设计的原理是采用单片机微处理器STC89C52作为中心处理器；通过传感器采集脉搏信号，通过单片机芯片在内部的系统定时器来设定时间；最后得到的心率跳动数值通过STC89C52单片机对信号进行累加即可。一般正常人的心跳大约是每分钟60~100次左右，电路图上的按键模块就可以通过按键来设置人们的心率范围；超出或低于所设置范围可能心脏方面会存在风险，蜂鸣器驱动模块就会驱动蜂鸣器报警；最终的测量结果会在液晶上显示。本设计能够通过查看红外指示灯是否来回闪动，若稳定持续闪烁，说明检测结果正确且误差较小；假设显示结果来回晃动且数值相差较大，有可能存在误差。通过上述步骤，能够粗略地判断人体自身的健康程度，特别适用于个人或家庭使用，有时还被应用在敬老院、保健医疗中心等。

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第2章 整体方案设计

本章主要写的是系统整体方案设计，其任务是设计一个以STC89C52单片机控制的脉搏测量仪，目的是为了快速的检测人的心率。整体方案设计的步骤是：首先要选取合适的核心器件，比如单片机芯片、传感器、显示器等；然后确定本次设计的主要模块，如单片机最小系统、显示模块、报警模块等，将其整合就可以大致得到脉搏测量仪设计的总体框架图。

2.1 核心器件的选型

在电路设计之前必须明确方案设计，在本论文中单片机型号、信号采集模块以及显示模块是设计得以成功的关键。通过比较器件的优缺点来选择最合适的单元模块，可以发挥设备的最大效能。

2.1.1 单片机的选型

要实现该系统的各个功能，那么单片机的选型非常关键。根据本次设计的需要，可从当前市场上比较常用的几款单片机中选择一种性价比较高的型号，如MCS-51系列、AT89系列、STC89系列、PIC系列、AVR系列等等。其中PIC系列和AVR系列主要用于大型的办公自动化产品中，而本次脉搏测量仪控制系统属于比较小型的系统，选用STC89C52单片机就足以实现其功能，故在本论文中就不再做详细的介绍PIC系列与AVR系列了。那么下面将会对前三个系列中具有代表性的单片机进行简单的介绍和比较。

方案一： AT89C51与8051的比较

AT89C51单片机最基本的功能就是8051系列单片机的功能，从而使8位MCS-51系列单片机可以持续地发展，引脚信号、总线、指令、与某些方面兼容。能够保障两者间没有指令的障碍从而维持软件的可移置性，则成为指令的兼容；为而了保证单片机系统扩展与接口的统一性就需要总线、封装以及引脚信号的兼容，这对系统的开发与应用非常有利。630MW与120MW分别是8051与AT89C52单片机的功耗，从这就不难发现低功耗是AT89C52具有的性能，而低功耗对于单片机在野外仪器设备上的使用和在单片机的手提式与便携式方面都有巨大的便利。

方案二：STC89C52与AT89C52的比较

STC89C52单片机和AT89C52单片机相比较区分并不特别明显，具体特点如下：STC89C52单片机有8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内

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带2K字节EEPROM存储空间；AT89S52单片机有8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；没有内带EEPROM存储空间;另外STC89C52单片机直接用串口下载ISP就可以了，而AT89C52单片机要多装一个驱动，即需要专用的下载器才可以下载ISP；STC89C52单片机比AT89C52单片机具有更强的抗干扰能力。

经过以上比较与分析，本次设计选用STC89C52单片机更为适宜。

2.1.2传感器的选型

方案一：基于声电式传感器的脉搏信号提取

声电式传感器也可称之为力学量传感器，其原理是传感器为了得到向单片机发送的电压信号必须采集固体、液体、或气体中传播的机械振动。正常情况下它的构成一般是由不定性无烟煤颗粒或压电陶瓷等材料。使用寿命长、成本低和容易制作是颗粒式声电传感器最大的优点；然而颗粒的机械磨损和接触表面上的瞬间电弧会使颗粒逐渐老化却是不容忽略的一大缺点；因而在检测声音信号时存在着一定的缺陷，从而导致杂音大、性能不稳定以及测量结果不精确。

方案二：基于红外光电传感器的脉搏信号提取

对于红外光电传感器来说，红外发射管和红外接收管是必不可收的器件。若是采集脉搏时需要经手指肚平缓均匀地放在红外对管上，其中一个白色的是红外发射管，黑色的是红外接收管，接收管将采集到的光信号转换成电信号，然后触发单片机使之将结果反映在显示模块。一般来说，光电二极管和光电三极管是比较常用的光电器件。光电式传感器测量微小的位移变化有明显的效果，但是红外光电传感器对材料、电路控制和光电管属性要求较高，其主要特点有：吸收红外光的能力极强；介电常数小，以便得到大的输出电压；介电损耗小。

在以上两种方法中，我认为若是想很好的采集脉搏信息的话第二种方案更易实现，并且红外也比较常见；比较之下选择了第二种方案来实现设计。综上所述，本次设计决定选用ST188作为红外光电传感器来采集脉搏信息，然后进行运放，滤波处理，从而得到稳定的脉搏波。红外光电传感器检测、滤除高频脉冲波、运放整形并运送到单片机工作系统的过程见下图2-1所示： 传感器检测 滤波模块 运放整形 单片机控制 液晶显示 图 2-1信号检测处理工作流程图

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2.1.3 显示模块的选型

本系统中的显示模块可以采用的方案有以下三种： 方案一：LED数码管

选用LED数码管的动态描述，由于LED数码管的价格比较适中，最适合与数字显示，并且占有单片机接口比较少，但是本文设计的显示为字母与数字相结合，故LED数码管不是很合适。

方案二：点阵式数码管

选用点阵式数码管，可是因为八行八列发光二极管是点阵式数码管的构成形式，很适合显示文字，要是显示数字的话就会有点点大材小用，而且性价比不高，所以在此设计中选择也不是很合适。

方案三：LCD1602显示屏

使用LCD1602显示屏，和其他显示器相比较，LCD1602液晶显示屏具有显示数字、字符、字母的功能，并且显示方式和控制比较简单，而且相对于其他的价格低廉，故经过综合考虑本论文采用LCD1602显示屏最合适。

2.2 系统方案设计

本次设计采用常见的单片机STC89C52为控制核心，通过ST188红外光电传感器采集脉搏信号，从而实现脉搏测量仪的基本功能。系统设计主要有心率采集模块、液晶显示模块、电源模块、晶振模块、复位模块、按键模块、报警模块；其硬件框图如下图2-2所示：

按键模块

TC89C52 脉搏采集TC89C52 单片机 STC89C52

波形整形 C89C52 运放模块

报警模块 STC89C52 显示模块

复位模块TC89C52 图 2-2 脉搏测量仪的工作原理

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第3章 硬件系统设计

本设计用到了单片机最小系统，故在本章节中将首先介绍一下单片机最小系统电路，然后再主要对脉搏测量仪的几个关键模块电路进行简单的介绍，即：信号采集电路、滤波电路、放大电路、显示电路、按键电路、报警电路等。

3.1 单片机最小系统

STC89C52最小系统是指其能工作下的最简单的电路。其中的电源电路、复位电路、时钟电路是单片机系统可以工作的最基础的电路，三者缺一不可。具体如图3-1所示：

图3-1 单片机最小系统

由图3-1可知，在单片机STC89C52芯片内共有40个管脚，其中有32个管脚可作为I/O口用，它们分别为P0口的八个管脚、P1口的八个管脚、P2口的八个管脚和P3口的八个管脚，P3口的八个引脚可以用作串行口、外部中断、定时器、读写控制等特殊用途，当不需要特殊的用途，P3端口可以作为一个I/O端口。单片机中40个引脚的具体功能如表3-1所示：

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3-1 单片机引脚功能对照表 引脚 1~8 9 10-17

引脚名称 P1.0~P1.7 RST P3.0~P3.7

对应功能与作用 准双向的8位普通I/O口，内带上拉电阻存在。 复位输入引脚，在振荡器复位是需保持两个机器周期以上的高电平。 功能有两个，第一是作为准双向的8位普通I/O口，只不过内带上拉电阻；第二种功能下面有介绍。

与晶振相连，是内部时钟电路的输入，同时也是反向振荡器的输入口。 反向振荡器的输出 单片机电接地引脚

准双向的8位普通I/O口，有上拉电阻存在。 本设计中没有用到，只是外部程序存储器的一个选通信号口。

本设计没有使用到不做解释

我们设计中直接该引脚接至VCC让其处于一直高电平的状态，先执行片内4kB ROM，再执行片外ROM。

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，在本设计中与液晶相连的话需要接一个10k的上拉电阻。

单片机电源+5V引脚

18 19 20 21~28 29 30 31

XTAL2 XTAL1 GND P2.0~P2.7 PSEN ALE EA/VPP

32~39 P0.7~P0.0

40

VCC

其中单片机的P3口第一功能是准双向普通I/O口，内部有上拉电阻存在。各引脚的第二功能作，各引脚的定义如表3-2所示： 3-2 单片机P3口第二引脚功能对照表 引脚 引脚名称 对应的功能作用 10 RXD 该引脚的特殊功能为串行输入口。 11 TXD 该引脚的特殊功能为串行输出口。 12 INT0 该引脚作为单片机外部中断0触发引脚，触发方式可以进

行配置相对应的寄存器来实现。

13 INT1 该引脚作为单片机外部中断1触发引脚，触发方式可以进

行配置相对应的寄存器来实现。

14 T0 该引脚可作为单片机外部计数器0触发引脚。 15 T1 该引脚可作为单片机外部计数器1触发引脚。 16 WR 该引脚可作为单片机外部数据写选通口。 17 RD 该引脚可作为单片机外部数据读选通口。

3.1.1 电源电路

任何一个电子产品要想正常工作，必须提供电源。只有电源存在，器件才能

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第4章 软件系统设计

4.1 软件编译环境

在编写程序时需要用到Keil软件，软件编译环境为keilμVision4，keiluVision4集成开发环境、仿真器、调试器等，提供一个单纯统一环境，可以快速的编辑，仿真和调试程序，通过uVision4的工具名，就可以实现绝大多数调试和编辑的功能。

进入Keil软件后，紧接着就会出现编辑界面，打开软件后要先建立一个项目文件，之后选择单片机型号；在本次设计中我们选择Atmel公司AT89C52，这样项目文件就算建好了。新建一个空白文档，在这里输入要编写的程序；编写好并检查无误后就可以保存刚才编写的程序文件了，最后还要对程序进行编译生成HEX文件；编译好的界面如图4-1所示：

图4-1 Keil中的程序编译

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4.2 STC-ISP程序下载

经过Keil编译后生成的hex文件需要下载到单片机，在这里将用到STC-ISP程序烧录软件，同时通过USB接口转换的下载器与单片机相连接，最终完成程序的下载。如图4-2所示：

图4-2 STC-ISP下载界面

4.3 程序流程图

4.2.1 主程序流程图

系统主程序是单片机系统程序的总框架，控制单片机按照已经设置好的流程进行操作。系统上电后,可以对系统进行初始化设置；通过对单片机内专用寄存器、定时器工作方式及各端口的工作状态进行设定就是完成了初始化设置。系统初始化之后, 进行定时器中断、外部中断、显示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序；流程如图4-3所示：

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开始定时器等初始化进入while循环是否有按键按下Y设置键按下？Y切换设置的模式NN加按键按下？Y加报警值N减报警值显示心率数值N设置上限？显示心率和下限值Y显示心率和上限值测量模式？Y正常显示心率返回

图4-3 主程序流程图

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4.2.2 定时器中断流程图

计时、按键检测、有无检测信号判断等构成了定时器中断服务程序。首先判断是否有中断产生，若有中断产生的话，判断此时定时器初始值是否到10ms，计时到之后继续检测下一个10ms，直到40ms到了才判断是脉搏信号，再停止并计算保存测得的脉搏次数。在判断中断产生的同时还需检测是否有按键按下，没有的话按下复位键进行清零，有的话往下执行。其目的是实现一分钟的定时功能和存储测得的脉搏次数。流程如图4-4所示：

定时器中断1进入定时器初始值设置继续计时NY是否有按键按下Y按键值加一NN处于检测？Y保存脉搏值N按键值清零到10ms?按键值是否小于4Y返回

图4-4 定时器中断流程图

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4.2.3 显示模块流程图

显示模块的流程图设置可谓是重中之重。液晶显示时，需要先对LCD初始化设置，然后清除数据存储器中的数据，对LCD设置初始值并将其待显示数据送入缓冲区；此时数据就会显示在指定的区域内，紧接着显示指针会指向下一行，最后判断是否结束，若是直接结束；若不是则返回到待显示数据送入缓冲区这一步，继续循环下去；具体流程图如图4-5所示：

开始LCD初始化设置清显示RAM区设置显示初值，显示指针指向第一行待显示数据送入缓冲区预设数据显示在指定区域中调整指针，指向LCD的下一行显示结束？Y结束

图4-5 显示模块流程图

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N

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4.2.4 心率测量流程图

测量心率时，首先将定时器初始化，初始值设为10ms,程序如下: void Time1() interrupt 3 {

static uchar Key_Con,Xintiao_Con; TH1=0xd8; TL1=0xf0;

//10ms //重新赋初值

//定时器1服务函数

switch(Key_Con) //无按键按下时此值为0

{

case 0: { }

if((P1&0x07)!=0x07)//扫描按键是否有按下 { } break;

Key_Con++;

//有按下此值加1，值为1

//每10ms扫描此处

当有定时中断产生时，首先判断是否有信号输入，若没有信号输入时则返回到上一步中断产生重新检测；若有信号输入时，那么Xintiao_con的值加一，然后判断Xintiao_con的值是否大于等于4，若Xintiao_con的值小于4仍旧返回到中断产生那一步；若Xintiao_con的值大于等于4即信号输入保持了40ms，则说明是心率信号；判断完是心率信号时，接下来判断是不是第一个心跳，是的话继续检测第二次心跳，此时仍旧返回到有中断产生那一步；若不是第一个心跳就可以计算两次心跳的时间差，从而计算出一分钟的心率心率测量流程图具体如图4-6所示：

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开始有定时中断产生是否有信号输出NYXintiao_con加一Xintiao_con是否大N于等于4Y信号输入保持了40ms,说明是心率信号是不是第一个心跳YN继续检测计算两次心跳第二次心的时间差，计跳算出一分钟的心率结束图4-6 心率测量流程图

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第5章 系统调试

写到这里，本次毕业设计硬件和软件部分的设计工作基本已经完成了，而为了让系统能够稳定地运行与工作，那么就需要进行后续的一些检测与调试工作，根据系统设计方案，本系统的调试可分为两大部分：硬件调试和软件调试。

5.1 硬件调试

在理论基础上设计电路图，根据电路图来制作硬件电路。系统硬件电路的调试主要是检测电路是否出现漏焊、断路、虚焊、短路以及开机后能否正常工作等情况。

当板子焊好后首先要根据电路图仔细检查一下，看看有没有漏焊的情况，如果发现及时焊接，不要说我先记下，一会再焊接；此时所要做的就是当发现一个问题就解决一个，以防后续工作时遗漏掉；同时要看需要连接的线路有没有都连上，特别要注意电源线和地线的连接。

对于断路、虚焊、短路这些情况可以用数字万用表来检测，检查的时候需要细心、耐心，不可急躁。在需要检测的元件或导线的两端用两根表笔检测，如果导通蜂鸣器会鸣叫，如果断开蜂鸣器不叫。这样根据我们所需要检测的情况，在结合检测的现象就可以测出线路是否有问题。

程序下载成功后，给板子通电之后发现LCD1602液晶显示器不显示任何读数，对着电路图仔细检查电路发现某些元器件的位置焊接错误；经过修改之后液晶显示器可以显示当前的读数。

5.2 软件调试

在软件设计前，先把大致的程序流程理清，然后再分模块调试，将各模块部分的程序先调试可行后再整合到一起，编写主程序。系统的软件程序通过KEIL软件进行编写，将编写好的程序生成.HEX文件后通过单片机实验板下载口下载到单片机中。通过观察整个系统运行的状态，然后进行反复的修改调试程序，最终得到一个完善的程序。

在本次设计中遇到的最大问题就是脉搏值有时会来回跳动，不能稳定的显示心率值。刚开始我一直以为是硬件设计的问题，却始终找不到问题所在。针对这个问题，我特意用了UTD2102CM(优德利数字存储示波器）来检测了一下脉搏波是否正常，如图5-1所示：

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图5-1 脉搏波图像

此时每个小方块的宽度设置的是500ms，由图可知一个周期内的脉搏宽度为1.5*500ms=750ms,由于1Min=60s=60000ms,故可得此时脉搏值为60000/750=80；也就是说人的心率值为80次/Min。由图5-1所示，矩形脉冲波大致是呈周期性并且稳定变化的，由此可知可知本设计的硬件设备是完全没问题的，故问题应该是出现在软件调试上。通过向老师咨询才知道原来是液晶显示程序上出了问题，设置的延缓时间太低，导致测量时结果不准确，经调过之后发现可以正常工作；鉴于数值不稳定一直在跳动的问题，老师提议让在程序中可以加一个平均计算的程序，让几次连续跳动的脉搏值平均一下，也可相对减小误差的出现；不过本次设计原理是检测两次脉冲间隔时间来计算心率的，由于相差时间比较短，误差容易被放大，故数值不稳定也算正常现象。

5.3 设计结果

经过这么长时间的坚持与努力，最终实现了该论文应该达到的目的。作品完成的实物图如5-2所示：

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图5-2 制作的实物图

当给系统通上电时显示状态如图5-3所示：

图5-3 系统通电状态

本次设计制作出来的脉搏测量仪也基本上能实现一些功能，下面我来介绍一

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