基于STM32F103C8T6的車載心電監護儀的設計

劉文婕 高星宜 余越

摘要：系統以STM32F103C8T6單片機為核心通過心率傳感器進行心率采集。經測試，系統工作正常，達到設計要求。這樣的系統性能良好，結構簡單，耗電低，體積小，輸出顯示穩定。通過該課題學習掌握了測量的原理、方法、實現過程。學會了相關的單片機知識，能夠較全面的融合電路、電子技術、信號采集和處理、程序設計等等的專業知識。隨著電子技術的發展，脈搏測量技術也越來越先進，對脈搏的測量精度也越來越高，脈搏測量儀的發展主要向以下幾個趨勢發展：

（1） 數字化技術等先進技術的應用。

（2）多功能化越來越明顯。

（3）藍牙遠程數據傳輸。

關鍵詞： STM32F103C8T6單片機;心率體溫;傳感器;信號采集;藍牙

1. 選題的背景及意義

智能安全帶，并非僅一個智能化的安全帶。而是一套全新的將人體生物信息，與終端緊密相連的一個體系。

方向一：汽車

智能安全帶可實時的將人體的生命體征傳輸至控制端，當駕駛員或乘客身體突發狀況時，安全帶可將信號傳輸給終端，終端可控制汽車采取必要的措施。

方向二：游樂場

當游客因為過度興奮等因素，造成身體上突發的心率突升、高血壓時，智能安全帶監測到情況的同時會聯系終端，采取及時關閉設備等措施。

方向三：老人座椅、高空作業安全帶

智能安全帶并非一個獨立的配件，而是一套新概念的安全保障系統。由于其具有生命體征監測的功能，更可以用于其他設備。如應用于老人的智能座椅，更合理的滿足老人的生活需求。應用于作業安全帶，對高空作業工作者的身體狀況進行預測和實時的監測，防止作業者因作業者的身體出現狀況而發生意外。

2.系統單片機選擇

32單片機是INTEL公司生產的。它具有結構簡單，價格便宜，易于開發的特點。通用型，有總線擴展，有較強的位處理功能，有全雙工異步串行通信口。本設計中，單片機只需要對脈搏信號的波動頻率進行測量、計算和顯示，對單片機的要求不是很高。而對32單片機，本人比較熟悉，所以，本設計中選擇STM32F103C8T6單片機作為信息處理核心系統：采用STM32F103C8T6單片機作為控制器，分別對輸入、顯示、信號的處理和控制。

3. STM32F103C8T6的介紹

單片機也就是我們經常說的單片小型計算機。經常用在控制領域中。是微型計算機的非常重要的一部分。在我們日常生活中經常用來進行控制。單片機主要是由內部單塊集成電路構成。內部最為重要的就是包含了cpu處理芯片也就是中央處理器、IO口和存儲器。我們只需要用相應的編譯器燒寫程序就可以實現對外圍器件的控制。對單片機的選型設計是以STM32C8T6核心板。STM32單片機是一個低電壓，高性能微處理和快速可擦除字節。它非常簡單，方便，易于使用。在醫療機構和工業生產中廣泛應用于實時控制、停車場、計算機外圍設備和通信設備等各個領域。

STM32F103是STM32f101的增強型單片機，在32位的MCU中性能最強;具有出眾的控制和通訊，非常適合低電壓/低功耗的應用場合。

STM32103基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內核。時鐘頻率達到72MHz，是同類產品中性能最高的產品;內置32K到128K的閃存，閃存執行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產品，相當于0.5mA/MHz。STM32有4個p口;SPI-NSS片選，使能。

SPI-MISO數據輸出;SPI-SCK時鐘線;SPI-MOSI數據輸入。

STM32單片機復位：復位電路的作用是為了是系統恢復到初始狀態的，單片機的復位方式也是存在好幾種的：上電復位，系統復位，備份區域復位。上電復位：其產生的條件是，當系統上電、掉電，以及系統從待機模式返回時，發生電源復位。電源復位能夠復位除了備份區域寄存器之外的所有寄存器的狀態。系統復位： 位：

1.NRST引腳上的低電平（外部復位）

2. 窗口看門狗計數終止（WWDG復位）

3. 獨立看門狗計數終止（IWDG復位）

4. 軟件復位（SW復位）

5. 低功耗管理復位

STM32有著很強大的通信功能和控制功能。這一點是51單片機無法比擬的。因為51單片機只有1個串口進行通信，而32單片機具有5個串口進行通信，所以對一些要求用串口進行通信的模塊而且就不需要通過CD4052等雙串口模塊來轉換，所以這一點被市場上廣泛的運用，32單片機因為本身可以進行多種不同的時鐘模數來進行工作，所以在功耗要求比較嚴格的產品中占有一席之地。

STM32特點：

1. STM32C8T6系列的起振晶部分采用了RTC，低負載的方式，而沒有像傳統的比較廉價的圓柱晶振。

2.引腳個數為48個。

3.工作頻率為72MHZ。

4.單片機具有3個普通定時器和1個高級定時器。

5.單片機具有2個2位/16通道的ADC模數轉換。

6.使用了3.3V穩壓芯片，可以保證最大輸出300MA電流。

7.支持ST-LINK和JTAG調試下載。

8.存儲資源為64kb byte FLASH和20byte Sram。

參考文獻：

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[3] J McLaughlin， M McNeill， B Braun and P D McCormack. Piezoelectric sensor determination of arterial pulse wave velocity [M]. UK：INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING， 2003， 6-4.

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