基于51单片机的心率脉搏计检测系统

1.功能原理
脉搏传感器采样脉搏信号，采用STC89C51单片机作为控制器，脉搏传感器输出方波传入单片机，触发单片机进去外部中断函数，每接收一个脉冲波形，显示屏就计数一次。如果脉搏次数超过设定值是，用蜂鸣器报警提示。

2.硬件设计
（1）总体硬件框图

（2）心率检测电路原理
心率检测电路是以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间。

心率检测处理电路

此电路采用两级运算放大电路，一级放大倍数为可调，二级放大倍数固定为2。当红外反射式传感器ST188感应到一个完整的脉搏，便产生一个脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，并使用定时器计数脉搏的频率。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。
（3）其他硬件电路
除了主要的心率检测电路外，还包括单片机最小系统、LCD1602显示屏电路、蜂鸣器报警电路。因为这几个电路比较常用，就省略不介绍了。

3.程序设计
(1)LCD1602驱动程序

sbit RS = P2^5;//Pin4
sbit RW = P2^6; //Pin5
sbit E  = P2^7;//Pin6
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long uchar data TimeNum[]="                ";
uchar data Test1[]="                  ";void DelayUs(unsigned char us)//delay us
{unsigned char uscnt;uscnt=us>>1;/* Crystal frequency in 12MHz*/while(--uscnt);
}/******************************************************************/
void DelayMs(unsigned char ms)//delay Ms
{while(--ms){DelayUs(250);DelayUs(250);DelayUs(250);DelayUs(250);}
}
void WriteCommand(unsigned char c)
{DelayMs(5);//short delay before operationE=0;RS=0;RW=0;_nop_();E=1;P1=c;E=0;
}
/****************************************************************/
void WriteData(unsigned char c)
{DelayMs(5);   //short delay before operationE=0;RS=1;RW=0;_nop_();E=1;P1=c;E=0;RS=0;
}
/*********************************************************************/
void ShowChar(unsigned char pos,unsigned char c)
{unsigned char p;if (pos>=0x10)p=pos+0xb0; //是第二行则命令代码高4位为0xcelse p=pos+0x80; //是第二行则命令代码高4位为0x8WriteCommand (p);//write commandWriteData (c);   //write data
}
/*************************************************************************/
void ShowString (unsigned char line,char *ptr)
{unsigned char l,i;l=line<<4;for (i=0;i<16;i++)ShowChar (l++,*(ptr+i));//循环显示16个字符
}
/*********************************************************************/
void InitLcd()
{DelayMs(15);WriteCommand(0x38); //display modeWriteCommand(0x38); //display modeWriteCommand(0x38); //display modeWriteCommand(0x06); //显示光标移动位置WriteCommand(0x0c); //显示开及光标设置WriteCommand(0x01); //显示清屏}

(2)脉搏检测处理程序

unsigned int i,n,ci,dd[11],jj,j,k,tmp;
bit w=0;
uchar bh;
ulong time;
sbit spd = P2^0;external0() interrupt 0//外部中断服务程序
{ w=~w;if(w==0){EX0=0; ET0=1;TH0=0x0;TL0=0x0;n=0;}else {time=n*65536+TH0*256+TL0;dd[jj]=30000000/time;        //计算脉搏时间jj++;if(jj>10){jj=0;for(j=0;j<11;j++)for(k=0;k<11-j;k++){if(dd[k]>dd[k+1]){tmp=dd[k];dd[k]=dd[k+1];dd[k+1]=tmp;}}if(dd[5]>50&&dd[5]<200)ci=((dd[4]+dd[5]+dd[6])/3)+11;}TH0=0x0;TL0=0x0;n=0;}
}
void timer0(void) interrupt 1
{n++;}

(3)主函数

void main(void)
{InitLcd();//DelayMs(15);IT0=1;     //INT0下降沿中断EX0=1;     //允许INT1中断TMOD=0x1;TH0=0x0;TL0=0x0; TR0=1;ET0=1;EA=1;while(1){if(n>10){n=0;    jj=0;ci=0;TimeNum[0]='N'; TimeNum[1]='O' ;TimeNum[2]=' ' ;TimeNum[3]='I' ;   TimeNum[4]='N' ;TimeNum[5]='P' ;TimeNum[6]='U' ;TimeNum[7]='T' ;TimeNum[8]=' ' ;ShowString(0,TimeNum);ShowString(1,Test1);}else  {if(w==0&&EX0==0){delay();EX0=1;}  TimeNum[0]=' '; TimeNum[1]=' ' ;TimeNum[2]=' ' ;TimeNum[3]=' ' ;    TimeNum[4]=' ' ;  TimeNum[5]=' ' ; if(ci/100>0)TimeNum[6]=ci/100+'0' ; else TimeNum[6]=' ' ; if(ci/100==0&&ci%100/10>0)TimeNum[7]=ci%100/10+'0' ; else TimeNum[7]=' ' ; TimeNum[8]=ci%10+'0' ;ShowString(0,TimeNum);ShowString(1,Test1);if(ci>100)spd=0;else spd=1;}};
}

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