论文总字数：21861字

摘 要

脉搏是反映人体身体健康的一种常用指标，为了方便且精确的计数脉搏，本论文设计电子脉搏计，根据脉搏数来判断人体身体健康情况。本文设计以单片机为核心控制元件，红外传感器、LM358采集处理信号作为输入，LCD1602和蜂鸣器作为输出。脉搏计主要由检测脉搏、计数脉搏、检测异常、显示电路等部分构成。由红外传感器检测出脉搏信号并转换成电信号，经过一系列处理后传递给单片机，单片机进行计数，然后由显示电路显示脉搏数，若脉搏数超出设定的正常范围那么触发蜂鸣器报警。本设计经过测试后满足设计要求且性能良好，使用方便。

关键词：单片机，电子脉搏计，光电传感器

Abstract：Pulse is a common index reflecting human health. In order to count the pulse conveniently and accurately, an electronic pulse meter can be designed, and then the condition of human health can be judged according to the number of pulse. In this paper, MCU is used as the core control element, infrared sensor, LM358 signal acquisition and processing as input, LCD1602 and buzzer as output. Pulse meter mainly consists of detecting pulse, counting pulse, detecting abnormality, display circuit and so on. The infrared sensor detects the pulse signal and converts it into electrical signal. After a series of processing, the signal is transmitted to the single chip computer. The single chip computer counts the number of pulses. Then the display circuit shows the number of pulses. If the number of pulses exceeds the normal range set, the buzzer will trigger the alarm. After testing, the design meets the design requirements and has good performance. It is also very convenient to use in people"s daily life.

Keywords: Single chip,Electronic pulse meter, Photoelectric sensor

目 录

1 前 言 4

1.1 脉搏计应用背景 4

1.2 课题特色 5

1.3 课题研究意义 5

1.4 课题概括 5

2 系统的设计与器件选型 6

2.1 测量原理 6

2.2 脉搏传感器的分析与选择 6

2.3 AT89C51单片机的介绍 7

3 脉搏计硬件设计 9

3.1 脉搏信号采集电路 9

3.2 信号放大电路 10

3.3 信号比较电路 11

3.4 显示电路 12

3.5 键盘电路 13

3.6 复位电路与晶振电路 14

3.7 报警电路 15

4 系统的软件设计 15

4.1 编程软件介绍 15

4.2 软件程序设计 17

5 系统测试与分析 19

5.1 仿真 20

5.2 实物组装 20

5.3 测试数据 21

5.4 系统干扰因素 22

结论 23

参考文献 24

致谢 25

附件A：系统材料 26

附件B：原理图和实物图 27

附件C：主要程序清单 29

1 前 言

1.1 脉搏计应用背景

虽然人们生活在不断改善，但是据统计患心脑血管病的人也在增长，为了减少患病人数，医生发现脉搏信息在诊断心脑血管疾病的方面有很大作用，这种方法已经成为医生进行诊断治疗的依据。那么如何准确方便的进行脉搏测量是要解决的首要问题，因此需要设计一款成本低、测量精确的电子脉搏计^[1]。

脉搏计拥有非常悠久的发展历史，在我国医药界，从古至今最常用的诊断手段就是通过把脉了解人的脉搏频率进而推断出身体状态以及病因。因为脉冲压力大，可以通过脉冲显示出频率、节律和压力等，来获得心脑血管的健康状态，从而去初步判断人体身体情况。

心率的解释是：在1分钟内跳动的次数。由于性别、年龄和其他条件不同，个体情况有很大不同。比如成年男女之间也存在较大差异，男人的心脏跳动通常比女人缓慢。

研究发现即便是同一个研究对象，那么在不同的研究环境下也会有不同的心率。在人体情绪波动大时心跳会增加，在人体情绪平缓时心跳会减慢，当然影响人体心率的原因有很多，据研究发现成人平静时心率约为75次。

进行激烈运动、情绪不稳定、外界环境等都会对人体造成影响。这些因素都会造成生理性心率增快。生理性心率过速的危害相对病理性心率过速较轻，保持良好的生活习惯和精神状态并经常适度的进行运动是最好的治疗方法。

心率过慢是指心跳次数小于60。生理性则是很正常的。然而，病理性需要注意，因为这是供血量不足，所以导致心脏负荷增加。因此，我们要注意这种情况及时医治。

安静时测得的脉搏所显示的信息能最大化的反映人的心脑血管的生理健康特征，所以应该在人体安静时测量。

传统的脉搏测量采用脉诊，这种方法虽然在古代经常常用，但是在现代可以利用科技来制作一种更简易精确的仪器电子脉搏计，能够减小测量误差。随着科技的快速发展，人们逐渐发明出来电子脉搏计，并不断的进行优化。电子脉搏计原理就是通过红外传感器收集人体脉搏跳动信息，再将其转换成电信号，进行一系列处理后测得的数据，再进行分析获得人体身体健康信息。目前，脉搏计在人类心脑血管的诊断和治疗方面有明显的效果。

电子脉搏计应用广泛，除了应用在医学领域，如脉搏检测、无创心血管功能检测等，在商业中也有许多应用，因为出现很多人因为剧烈运动心脏麻痹而猝死的情况，所以在健身手环中都用到了电子脉搏计来检测人体心跳，为大家生活带来保障^[2]。

1.2 课题特色

1.脉搏计是一种常用的医学检查仪器，在人们日常生活及相关活动中，特别是医学等方面都有应用。当人体生理状态不好的变化时会并发出警告。

2. 研究光信号的周期变化就能够获知人体脉搏跳动信息，因为随着心脏的跳动人体内血液会随着发生变化，当血液多时，光信号减弱，血液少时则相反。

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