護腕式心電監(jiān)控器的設計

陳紅友　郭禧斌

摘 要：通過有效的測量人的心跳，便可初步的來判斷一個人的健康狀況，本設計從護腕式心電監(jiān)控器對心率的監(jiān)控范圍、監(jiān)控器的靈敏程度、監(jiān)控方式以及監(jiān)控完成的效果等方面進行了一次全面系統(tǒng)的設計分析，并對其工作模式進行設計，使其能夠實現(xiàn)對人體心率的實時監(jiān)控。經過軟硬件的系統(tǒng)調試，本系統(tǒng)實現(xiàn)了心率的實時監(jiān)測與顯示、以及報警提醒等功能。

關鍵詞：心率監(jiān)測；AT89C51單片機；脈搏傳感器

1 系統(tǒng)總體設計方案

1.1 系統(tǒng)整體框架圖

整個系統(tǒng)是以AT89C51單片機為主控制器，輔以脈搏傳感器SON1205，為LCD1602液晶顯示器，脈搏信號采集及提示系統(tǒng)，另外再配合一些其他元器件構成各個報警電路，調節(jié)電路，系統(tǒng)中各功能電路模塊相互協(xié)作完成系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)原理圖

該設計中采用了以AT89C51單片機作為主控芯片結合數(shù)模轉換系統(tǒng)，利用單片機系統(tǒng)內部定時器來計算時間，用脈搏傳感器感應心跳，單片機通過脈搏傳感器發(fā)送的脈沖累加得到心臟跳動次數(shù)，把心跳次數(shù)在數(shù)碼管上顯示出來，同時設計了一個5V的直流電源對整個電路進行供電。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

2 軟件整體設計方案

2.1 主程序設計

通過程序的設計來控制主控系統(tǒng)中的單片機，并通過軟件中的指令來控制它的運行操作方式。在將整個設計電路連接電路通上電以后，系統(tǒng)會根據(jù)預先設定的程序指令對系統(tǒng)進行復位。復位其實就是對電路中的所有設備進行初始化，使之回復到最初的未工作狀態(tài)。系統(tǒng)初始化之后，各個功能會按照程序當中預先設計的指令進行各項工作，根據(jù)軟件程序當中每個模塊的子程序不同功能的編寫來控制硬件電路完成不同的設定功能。

2.2 部分程序代碼

定時器中斷服務程序由兩部分構成，既然是定時器肯定要有計時部分，判斷是否中斷的依據(jù)是有無測試信號，所以有無測試信號也是中斷服務程序的一部分。當中斷程序開始工作后，緊接著指令傳輸?shù)较乱粋€單元，這是一分鐘開始計時，60s之后停止并且可以保存所測得的心跳次數(shù)。

3 實現(xiàn)效果分析

一次測試結束想要在開始新的測試只需復位測試值就可以了，同時可以對按鍵進行檢測，外部中斷程序主要是用來做外部信號的測量和計算，主要任務是完成一分鐘的定時測試功能和保存所測得的心跳的次數(shù)等。心電監(jiān)控測試數(shù)值顯示如圖3所示。

4 結束語

測試結果可以看出，通過脈搏傳感器感應心跳，以STC89C51單片機作為主控芯片結合數(shù)模轉換系統(tǒng)，把脈搏傳感器發(fā)送的脈沖累加得到心臟跳動次數(shù)，然后通過數(shù)碼管上顯示出來，從而實現(xiàn)了對心電監(jiān)控的設計。

參考文獻

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*通訊作者：陳紅友（1986，08-），男，河南洛陽人，碩士研究生，助教，主要從事自動化智能控制、數(shù)字信號處理等方面的教學和科研工作。