基于AT89C51单片机的心率体温测量仪设计.pdf

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1、基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的心率体温测量仪设计兰羽（陕西工业职业技术学院电气学院咸阳７１２０００）摘要：心率与体温是衡量人体健康的重要指标，为了快速、便捷对心率和体温同时测量，设计了一种简易的集心率、体温测量于一体的装置。系统硬件以单片机ＡＴ８９Ｃ５１为核心，采用ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器采集体温信号，ＭＰＸ２１００压力传感器采集心率信号，送入单片机ＡＴ８９Ｓ５１，软件采用Ｃ语言编程，将采集到的信号由ＡＴ８９Ｃ５１运算处理后，再由液晶显示出来。系统经Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真表明，符合设计的预期要求。关键词：ＡＴ８９Ｃ５１单片机；ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器；ＭＰＸ２

2、１００压力传感器；Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真中图分类号：ＴＮ２９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．１０９９ＤｅｓｉｇｎｏｆｈｅａｒｔｒａｔｅａｎｄｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＡＴ８９Ｃ５１ＭＣＵＬａｎＹｕ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｈａａｎｘｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅａｒｔｒａｔｅａｎｄｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｔｏｍｅａｓｕｒ

3、ｅｔｈｅｈｅａｌｔｈｏｆｈｕｍａｎｂｏｄｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅａｓｕｒｅｈｅａｒｔｒａｔｅａｎｄｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｑｕｉｃｋｌｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｓｅｔｏｆｓｉｍｐｌｅｄｅ－ｖｉｃｅｔｏｍｅａｓｕｒｅｈｅａｒｔｒａｔｅａｎｄｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＴｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＴ８９Ｃ５１ＳＣＭａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ａｄｏｐｔｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ－ＤＳ１８Ｂ２０ｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｆｔｅｍｐｅｒ

4、ａｔｕｒｅ，ａｎｄｉｔａｄｏｐｔｓｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒ－ＭＰＸ２１００ｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｆｈｅａｒｔｒａｔｅ，ｔｈｅｎｉｔｓｅｎｄｓｔｈｅｍｉｎｔｏｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ－ＡＴ８９Ｓ５１．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｕｓｅｓＣｌａｎｇｕａｇｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｏｐｒｏｃｅｓｓｅｓｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｓｉｇｎａｌｓｂｙＡＴ８９Ｃ５１ａｎｄｔｈｅｎｄｉｓｐｌａｙｓｔｈｅｍｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔａｃｃｏｒｄｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｄｅｓｉｇｎｔｈ

5、ｒｏｕｇｈＰｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＴ８９Ｃ５１ＭＣＵ；ＤＳ１８Ｂ２０ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ；ＭＰＸ２１００ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒ；Ｐｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ用单片机ＡＴ８９Ｃ５１作为主控制器、集心率、体温监测于一１引言体的单元化电路设计，能够实时、有效的监测显示心率、体目前，在医学领域中用于检测心率的传感器主要有光温参数，图１为系统模型框图。ＭＰＸ２１００压阻传感器将电式、压电式２种，光电式检测仪器虽精度高但价格昂心率经电压比较器转换成频率信号送ＡＴ８９Ｃ５１处理并显贵［１］；压电式一般采用ＰＶ

6、ＤＦ压电膜，其灵敏度高，但精度示；ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器将采集到的温度信号以二进制码较低，且使用复杂，不易操作［２］。ＭＰＸ２１００是一种半导体的形式串行送ＡＴ８９Ｃ５１处理并显示。压力传感器，具有良好的线性度、精确、灵敏度和抗温漂功能［３］。系统以ＡＴ８９Ｓ５１单片机为核心，心率通过ＭＰＸ２１００传感器采集，体温通过ＤＳ１８Ｂ２０传感器采集，液晶ＬＭ０１６Ｌ显示结果，设计了一种集心率、体温检测于一体的心率体温检测装置。２系统设计系统主要分为５个模块，包括：主控模块、心率检测模块、体温检测模块、显示模块以及超限报警模块。系统采图１心率体温测试系统模型

7、收稿日期：２０１３－０１中国科技核心期刊国外电子测量技术—６３—所示，数据输出线ＤＱ与Ｐ３．７相连。ＤＳ１８Ｂ２０直接读出３硬件电路设计被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程，实现［８］。温度变换功率来源于数据３．１ＡＴ８９Ｃ５１单片机主控电路９～１２位的数字值读数方式系统以单片机ＡＴ８９Ｃ５１为核心，其构成的单片机最总线，单片机可为ＤＳ１８Ｂ２０供电，而无需额外电源。体温小系统如图２，时钟采用外部１２ＭＨｚ振荡电路，系统通过测量过程是将ＤＳ１８Ｂ２０传感器直接与人体接触，采集人Ｓ键进行复位。Ｐ３．７口与测温传感器ＤＳ１８Ｂ２０连接，体体温信号由Ｄ

8、Ｓ１８Ｂ２０内部进行温度变换，直接输出单Ｐ３．４口与超声波接收电路连接。硬件电路主要由以下几片