【基于單片機(jī)的體溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)8700字】

基于單片機(jī)的體溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-2"\h\u20839基于單片機(jī)的體溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1267451.引言 2238931.1設(shè)計(jì)背景及意義 29531.2國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 3102652總體設(shè)計(jì) 416646本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括以下功能 5158782.1單片機(jī)選擇 586722.2溫度傳感模塊選擇 538862.3顯示模塊選擇 6164772.4電源電路選擇 6139453.系統(tǒng)硬件系統(tǒng)分析設(shè)計(jì) 762423.1STM32單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì) 7169933.2ADXL345加速度檢測模塊電路設(shè)計(jì) 7163533.3LCD1602液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì) 8217173.4脈搏心率傳感器模塊電路設(shè)計(jì) 8117293.5M393比較器模塊 9232351.LM393集成IC主要參數(shù) 9281422.控制模塊主要參數(shù) 9249193.插座指示 10203674.使用方法 10322553.6DS18B20溫度傳感器模塊電路設(shè)計(jì) 10204964TM32單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 11101564.1主程序設(shè)計(jì) 11178234.2溫度檢測子程序設(shè)計(jì) 1148344.3顯示子程序設(shè)計(jì) 11136834.4初始化程序 12285745.系統(tǒng)調(diào)試與分析 13227095.1軟件調(diào)試 1379635.2硬件調(diào)試 1411675 1526867結(jié)語 15摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們逐漸對(duì)其身心健康的重視，計(jì)步器軟件已成為每個(gè)人的日常生活常見的設(shè)備，它是一種智能的可穿戴設(shè)備，可以定量分析和檢測人們的健身活動(dòng)。如今，大多數(shù)智能可穿戴設(shè)備已經(jīng)集成了計(jì)步功能。流行的智能手環(huán)除了具有一般的保持步伐功能外，還具有測量燃燒的卡路里，進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)里程和測試睡眠質(zhì)量的作用。生物醫(yī)學(xué)工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)信號(hào)指標(biāo)與人體的身體健康息息相關(guān)。只有掌握周期性，才能更合理地處理身體的健康問題。隨著電子產(chǎn)品信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和醫(yī)學(xué)的持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)，每個(gè)人對(duì)高精度，便捷，快速，快速的生物醫(yī)學(xué)工程項(xiàng)目信號(hào)電子產(chǎn)品測試設(shè)備的要求越來越高。心跳和步數(shù)也是人體的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。因此，這次，我們根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)設(shè)計(jì)了單片機(jī)健身運(yùn)動(dòng)檢測控制模塊。本設(shè)計(jì)方案它采用由STM32微處理器為核心設(shè)計(jì)方案，并與其他外圍電路組成一個(gè)系統(tǒng)，可以立即顯示步數(shù)，行進(jìn)的距離和平均速度還有心跳和溫度值。關(guān)鍵詞：心率監(jiān)測體溫監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)STM32單片機(jī)單片機(jī)1.引言1.1設(shè)計(jì)背景及意義伴隨著信息技術(shù)迅猛的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了信息管理社會(huì)。各種信息內(nèi)容參數(shù)的準(zhǔn)確性和精確度日益提高，顯示出不斷提高和匹配的爆炸性要求。在三大主要信息技術(shù)中：數(shù)據(jù)收集（即傳感器技術(shù)），信息內(nèi)容傳輸（通信技術(shù)）和信息資源管理（計(jì)算機(jī)技術(shù)），傳感器屬于信息技術(shù)的最前沿?？梢哉f沒有傳感器的數(shù)據(jù)采集，沒有事后的信息內(nèi)容傳輸和信息資源管理。在現(xiàn)階段，在世界各地的國家中，有無數(shù)基于傳感器技術(shù)的創(chuàng)新公司。最著名的是Nest，不久前它被美國GoogleCorporation以32億美元的價(jià)格收回。Nest已應(yīng)用了多種這樣的傳感器，并且產(chǎn)品開發(fā)手段意味著智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品的普遍性。在另一個(gè)相關(guān)行業(yè)現(xiàn)代科學(xué)中，有一個(gè)基本的見解，即醫(yī)療尖端技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與智能醫(yī)療機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)密不可分，而智能醫(yī)療機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)與傳感器的發(fā)展趨勢(shì)密不可分。在傳感器行業(yè)中，溫度傳感器技術(shù)和脈沖精度測量技術(shù)長期以來在各個(gè)相關(guān)行業(yè)中得到廣泛使用。人們的身體狀況，尤其是老年人的身體狀況與其體溫和脈搏關(guān)系不大。心跳是指人的心臟每分鐘脈動(dòng)的頻率。它是反映心血管系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵參數(shù)。另外，心跳值也是考慮能量和勞動(dòng)效率以及大腦力量的重要指標(biāo)值。因此，準(zhǔn)確測量心跳是評(píng)估人體系統(tǒng)狀況的一種很好的方法。另外，體溫也是反映人體狀況的另一個(gè)指標(biāo)值。測量方法包括口腔，腋窩和直腸測量。身體的溫度相對(duì)穩(wěn)定。普通人的體溫在24小時(shí)內(nèi)會(huì)有輕微波動(dòng)，距離通常不超過1度。1.2國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀脈搏和體溫異常表明身體患有某些疾病。在古代中醫(yī)中，有一種脈搏診治的方法。在現(xiàn)代，脈搏也通常用作關(guān)鍵的生理指標(biāo)值?？茖W(xué)研究，特別是SARS期間體溫的準(zhǔn)確測量，非常重要。不斷發(fā)展的趨勢(shì)和現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展使得每個(gè)人對(duì)各種測試儀器的要求越來越高，脈搏和體溫的準(zhǔn)確測量是一種評(píng)價(jià)生命生理的好方法，由此可見進(jìn)行人體溫度和脈搏測量方法和設(shè)備的科學(xué)研究的必要性。作為現(xiàn)代儀器與醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合的重要應(yīng)用課題，具有長期的現(xiàn)實(shí)意義。隨著社會(huì)發(fā)展的不斷發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步也在不斷發(fā)展。特別是在過去的20年中，電子設(shè)備和信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)也已達(dá)到突飛猛進(jìn)的程度。電子計(jì)算機(jī)的使用和普及使每個(gè)人都受益。在信息管理和數(shù)字化時(shí)代，人們生產(chǎn)，制造及其日常生活中的每個(gè)不同行業(yè)中，都使用了各種各樣的電氣設(shè)備，并且大多數(shù)家用電器有用到傳感器組件。因此，在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有至關(guān)重要影響的傳感器技術(shù)是當(dāng)代信息技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在診斷和診斷治療中，脈搏的快速測量已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，從脈搏數(shù)測量方法到多主參數(shù)心電監(jiān)護(hù)，心電監(jiān)護(hù)儀和脈搏自動(dòng)檢測器方法的應(yīng)用。由于智能自動(dòng)檢測儀的應(yīng)用具有操作簡便，應(yīng)用方便，定位準(zhǔn)確，測量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，還具有按時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的強(qiáng)大功能，不僅可以進(jìn)行當(dāng)代的診斷和治療數(shù)字化，智能化和智能化的方法，也大大減輕了醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)和工作強(qiáng)度。新技術(shù)，新技術(shù)和新技術(shù)的應(yīng)用使傳感器和實(shí)驗(yàn)室儀器面板都成為同一集成IC，這是一個(gè)新的升級(jí)。這種多樣化的檢測系統(tǒng)正朝著體積小，功能損失低，應(yīng)用靈活，易于攜帶，適合社區(qū)和住院治療醫(yī)院病房的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的邏輯思維能力，并且可以擴(kuò)展。例如，利用檢測系統(tǒng)和測量計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從人體采集的脈搏數(shù)據(jù)信號(hào)根據(jù)Wifi傳輸?shù)絇C終端，從而可以完成遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的診斷。如今，大多數(shù)醫(yī)生都通過聽診來準(zhǔn)確地測量脈搏。醫(yī)用脈搏計(jì)可以準(zhǔn)確測量心跳和心臟收縮程度，以區(qū)分患者的身體狀況。在1950年代初期，對(duì)于脈沖基本理論，脈沖診斷方法，疾病診斷和脈沖測試的科學(xué)研究，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威專家對(duì)此進(jìn)行了大量的工作，并取得了豐碩的成果。發(fā)展和重要成果。脈搏診斷儀科研成果的關(guān)鍵體現(xiàn)在人體脈搏診斷的客觀科學(xué)研究中。脈沖診斷儀的關(guān)鍵部件是第二個(gè)脈沖診斷傳感器。在中國，將杠桿脈沖敘述器引入中醫(yī)脈沖診斷的科學(xué)研究是1950年代著名專家學(xué)者朱Zhu的一項(xiàng)關(guān)鍵科學(xué)成就。自1970年代以來的近40年中，我國脈沖互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療技術(shù)出現(xiàn)了非常大的發(fā)展趨勢(shì)。高科技研發(fā)人員使用手指的模擬仿真來采集脈搏。數(shù)據(jù)信號(hào)和記錄的方法已經(jīng)開發(fā)出各種類型的脈沖超聲換能器。在此階段，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用了多種類型的脈沖診斷傳感器。根據(jù)其原理，它們可以分為4類：工作壓力傳感器，根據(jù)人體脈動(dòng)飲料的工作壓力的變化來描述脈搏圖；以及根據(jù)人體血管容量的變化來描述光學(xué)傳感器的脈搏診斷；使用聲學(xué)原理來拾取由身體脈搏引起的振動(dòng)，也就是說，是監(jiān)聽數(shù)據(jù)信號(hào)的麥克風(fēng)；另外，還有當(dāng)今在醫(yī)院中普及的超聲波多普勒無損檢測技術(shù)。目前，更時(shí)尚，更常用的I2C總線被用作ADI企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的AD7416溫度傳感器的數(shù)據(jù)插座。這種帶有自己的數(shù)據(jù)插座的溫度傳感器集成ic使開發(fā)人員免于模擬模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)過程，從而帶來了極大的便利，并降低了制造成本，但是這種通用集成ic也具有類似的缺陷，其檢測范圍為太小，一般只有-55-125度，并且測溫精度也比較低，一般會(huì)有高達(dá)2度的誤差，因此如果客戶必須滿足高精度的測試標(biāo)準(zhǔn)，就不容易選擇這種集成的ic。在電容式電網(wǎng)溫度測量的當(dāng)前階段，由于該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，具有測溫范圍廣，熱慣性小，精度高，輸出數(shù)據(jù)信號(hào)有利于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)让黠@優(yōu)點(diǎn)。熱阻傳感器的溫度測量范圍較大，誤差相對(duì)較小，其性能優(yōu)于前面提到的數(shù)據(jù)溫度傳感器，但熱阻傳感器與PT100相似。外界需要增加一個(gè)外部現(xiàn)場數(shù)據(jù)信號(hào)運(yùn)算放大器及其AD轉(zhuǎn)換電源電路。為了將溫度數(shù)據(jù)信息顯示給MCU設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案非常復(fù)雜。測量范圍誤差，傳輸線擴(kuò)展誤差，動(dòng)態(tài)誤差及其應(yīng)用的儀表板誤差是熱阻傳感器應(yīng)用誤差的主要原因。當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)使每個(gè)人與信息內(nèi)容檢查和相關(guān)技術(shù)的收集越來越相關(guān)。如今，基于單片機(jī)的各種傳感器基本上已經(jīng)從數(shù)字模擬變?yōu)閿?shù)字顯示，從集成變?yōu)橹悄芟到y(tǒng)。除了網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，它還在迅速開發(fā)新技術(shù)，例如高精度，多功能，系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)化，高可靠性和安全系數(shù)，虛擬傳感器和Internet傳感器的開發(fā)與設(shè)計(jì)以及研發(fā)。芯片檢測系統(tǒng)成為主流趨勢(shì)。2總體設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)方案的核心為功能強(qiáng)大且豐富的STM32單片機(jī)，再加上步距檢測傳感器，溫度傳感器，心率感器和LED液晶顯示控制模塊組成。系統(tǒng)的框架如下：圖1系統(tǒng)的功能框圖本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括以下功能（1）通過用加速度傳感器ADXL345收集到的物理信息經(jīng)過他的轉(zhuǎn)化變成數(shù)字量傳到單片機(jī)中讓單片機(jī)進(jìn)行處理，并通過液晶顯示顯示并計(jì)算步行速率和步行距離。（2）根據(jù)與人體緊密接觸的心率傳感器檢測佩戴設(shè)備的人的心跳的快慢，并根據(jù)溫度傳感器檢測溫度。采集心跳時(shí)，將手指輕輕按壓在其上，因此無需重壓但不能不接觸是人體與傳感器留出縫隙。LM393上的白色和藍(lán)色電阻器可以調(diào)節(jié)靈敏度。（3）lcd1602立即顯示步數(shù)，距離和平均速度，心跳及其溫度值。2.1單片機(jī)選擇方案一：使用Intel的8031單芯片開發(fā)和設(shè)計(jì)51單片機(jī)，這意味著型號(hào)規(guī)格和規(guī)格包括宏京公司的STC89產(chǎn)品系列等，以及其制造商，例如華邦，達(dá)拉斯，西門子等，許多兼容產(chǎn)品通常用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，電氣產(chǎn)品和其他領(lǐng)域，由于51單片機(jī)具有穩(wěn)定的特性，因此廣泛使用了51產(chǎn)品系列的兼容型號(hào)和規(guī)格，它們將在制造的日常生活中占據(jù)很大的市場。方案二：MSP430產(chǎn)品系列是國外制造的超功耗復(fù)合CPU。它具有16位和多種尋址模式。關(guān)鍵字包括4種總體目標(biāo)操作數(shù)尋址模式和7種幼苗操作數(shù)檢索地址，由于它具有非常低的功能損耗，易于使用，簡單，并且開發(fā)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)也非常具有成本效益，因此被許多制造商使用，MSP430也起著關(guān)鍵作用，集成的ic本身集成了具有較高AD采樣精度的電壓跟隨器，比特操作的實(shí)現(xiàn)將更加復(fù)雜，并且不適用于對(duì)功能丟失不敏感的操作和應(yīng)用程序，這不是極端的情況。綜上：綜合考慮成本和能耗，選擇宏晶企業(yè)的STC89C52MCU單片機(jī)設(shè)計(jì)。2.2溫度傳感模塊選擇方案一：使用傳統(tǒng)的模擬傳感器。除了模擬的模擬傳感器外，還添加了一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，以將溫度信號(hào)收集到單芯片設(shè)計(jì)中，然后執(zhí)行準(zhǔn)確的溫度檢測，模擬模擬傳感器解決方案的缺點(diǎn)在于溫度傳感器的信號(hào)必須基于前置放大器，然后基于外部現(xiàn)場組件，系統(tǒng)配置比較繁瑣，調(diào)整校正比較麻煩，準(zhǔn)確度不高。方案二：有多種類型的數(shù)據(jù)信息溫度傳感器。達(dá)拉斯的DS18B20數(shù)據(jù)信息溫度計(jì)是一種系統(tǒng)總線組件，具有體積小和易于接線的特點(diǎn)，因此，可以懸掛許多這樣的數(shù)據(jù)信息溫度計(jì)以產(chǎn)生監(jiān)視系統(tǒng)，該監(jiān)視系統(tǒng)促進(jìn)簡單的電路和清晰易懂的網(wǎng)絡(luò)通信，這對(duì)使用有益。綜上：從硬件配置的簡單程度和溫度檢測的準(zhǔn)確度考慮，本設(shè)計(jì)方案采用第二方案。2.3顯示模塊選擇方案一：LED顯示屏，是由許多LED數(shù)據(jù)管形成，在LED數(shù)據(jù)管中，包含數(shù)字8和小數(shù)位，為了顯示數(shù)據(jù)信息，必須將工作標(biāo)準(zhǔn)電壓添加到數(shù)字顯像管的相應(yīng)部分，雖然本質(zhì)上來說的話，數(shù)據(jù)管不是獨(dú)立點(diǎn)亮的，但只有掃描儀特別快的時(shí)候，給定的印象是一組穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信息，且沒有那么容易閃爍，而且有界面顯示的預(yù)期效果，如數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)所示，可以節(jié)省很多I/O服務(wù)器端口，并且影響較小。方案二：液晶顯示屏，液晶顯示屏分為兩種類型：點(diǎn)陣型和段型。它的特點(diǎn)是它必須是專業(yè)的驅(qū)動(dòng)電路，并且能見度很小，并且本身不會(huì)發(fā)光。通常使用并行接口，這對(duì)微控制器的插座有較高的要求，占用大量資源，但顯示主題很明確。綜上：方案二中的lcd顯示屏比較合適，符合設(shè)計(jì)原則。2.4電源電路選擇方案一：開關(guān)電源電路，開關(guān)電源電路的基本原理是采用相關(guān)技術(shù)來控制定時(shí)開關(guān)比，以保持穩(wěn)定的輸出電壓，伴隨著電力電子技術(shù)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)創(chuàng)新，已經(jīng)在開關(guān)電源電路的技術(shù)方面進(jìn)行了科學(xué)研究，在當(dāng)前電子產(chǎn)品信息技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展趨勢(shì)中開關(guān)電源電路占有重要的一部分。方案2：線性穩(wěn)壓電源，線性穩(wěn)壓管直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)是：輸出電壓小于鍵控工作標(biāo)準(zhǔn)電壓，而輸出諧波畸是非常小的，在工作的時(shí)候噪聲低，效率也很低，熱噪聲間會(huì)影響到系統(tǒng)的改變。綜上所述：因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)的電源電路消損是比較小的，所以選擇線性穩(wěn)壓電源是最匹配的。3.系統(tǒng)硬件系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)3.1STM32單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)STM32系列產(chǎn)品CPU是一種基于ARM7框架的32位系統(tǒng)，單片機(jī)是所有系統(tǒng)軟件的操控中樞，它控制周圍的組件有序地工作，從而達(dá)到估計(jì)的效果。在硬件配置級(jí)別，還需要進(jìn)行分級(jí)科學(xué)研究。每個(gè)模塊都完成了這部分的作用，最終把這種模塊聯(lián)系在一起，使這種設(shè)計(jì)看起來可以更好的分析。STM32是具有卓越的程序流存儲(chǔ)空間和眾多微控制器。他的消耗非常低，當(dāng)正常的運(yùn)作時(shí)，他的電流約為5mA；在保留模式下，該動(dòng)作的電流消耗為1mA；在掉電模式下，它將被外部中斷喚醒，并且在停止后仍將保留，能夠執(zhí)行初始程序流程。在ISP編程過程中，STM32的速度是傳統(tǒng)單片機(jī)的好幾倍。外部設(shè)備與單片機(jī)之間的引腳到引腳兼容模式將為您提供多方面的協(xié)調(diào)功能。您可以升級(jí)應(yīng)用程序以需要大量的存儲(chǔ)空間。STM32引腳圖如下圖所示。圖2STM32引腳圖3.2ADXL345加速度檢測模塊電路設(shè)計(jì)ADXL345作為檢測人的行進(jìn)速度的模塊來實(shí)時(shí)檢測相關(guān)的情況信息。他通過內(nèi)置的陀螺儀可以精確地測量由健身運(yùn)動(dòng)或撞擊引起的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)速度?？梢詼?zhǔn)確測量小于1.0°的傾斜角變化。傳感器會(huì)根據(jù)設(shè)置的閾值的大小來傳遞給單片機(jī)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)物理量。從而最大程度地減少了服務(wù)器CPU負(fù)載并減少了整個(gè)系統(tǒng)軟件功能的損失。該功耗方法適用于基于健身運(yùn)動(dòng)的智能電池管理，然后執(zhí)行閾值檢測并準(zhǔn)確測量健身運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，而功能損失非常低。ADXL345模塊與單片機(jī)的連接方式如下圖3。圖3ADXL345模塊接口圖3.3LCD1602液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì)根據(jù)1602的數(shù)據(jù)手冊(cè)，1602與單片機(jī)的接法如圖5下，LCD1602是點(diǎn)矩陣液晶顯示器。其特點(diǎn)是必須具有專業(yè)的驅(qū)動(dòng)電路，可見度小且不發(fā)光。LCD（液晶顯示器）是液晶顯示器的英文名稱的縮寫。液晶顯示器是有源顯示器，即，LCD屏幕本身不亮，但是可以使用LCD屏幕根據(jù)方向的特性來改變光，以實(shí)現(xiàn)白色背景上的黑色文本或白色背景上的黑色文本指示的目的。液晶屏具有功能損失低，抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。顯示該模塊由LCD1602和外圍電路組成，更改電阻器R2的值可以調(diào)整顯示的對(duì)比度。電阻R3是用于LEDled背光燈的過流維護(hù)電阻，LCD1602的數(shù)據(jù)信息服務(wù)器端口和微控制器的P0端口連接，根據(jù)1602的數(shù)據(jù)手冊(cè)，1602與單片機(jī)的接法如下：圖4圖4LCD1602液晶顯示電路原理圖3.4脈搏心率傳感器模塊電路設(shè)計(jì)脈搏率心率傳感器是用于檢測心率和速度的傳感器。它本質(zhì)上是一個(gè)集成了運(yùn)算放大器和降噪電源電路的光電心率傳感器?；诖藗鞲衅?，您可以開發(fā)和設(shè)計(jì)與心跳有關(guān)的交互式通信任務(wù)。傳感器可以戴在手指或耳朵上。紅外傳感器將脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。設(shè)備應(yīng)將手指放在傳感器盒上。紅外傳感器是具有集成運(yùn)算放大器和降噪電源電路的光電心率傳感器。一側(cè)的LED點(diǎn)亮。當(dāng)脈搏跳動(dòng)時(shí)，指尖或耳朵中的血管中的血流會(huì)定期變化，并且指尖處的光抗壓強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。另一側(cè)的光電晶體管將接收到的紅外數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。LM393比較器模塊對(duì)Pulsesensor脈搏心率傳感器模塊濾波的電路原理圖如下圖5所示。圖5濾波電路原理圖3.5M393比較器模塊LM393是雙電壓比較器集成電路。輸出負(fù)載電阻可以連接到允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓，并且不受Vcc端子電壓值的限制，該輸出可用作簡單的SPS接地開路。不使用負(fù)載電阻），輸出側(cè)灌電流受可能的驅(qū)動(dòng)器和設(shè)備的值限制。當(dāng)達(dá)到極限電流（16mA）時(shí)，輸出晶體管被拉出，輸出電壓迅速上升。1.LM393集成IC主要參數(shù)（1）運(yùn)行溫度范圍：0℃-70℃。（2）工作期間電源電壓范圍廣，單開關(guān)電源和雙電源開關(guān)均可工作，單開關(guān)電源：2?36V，雙電源開關(guān)：±1?±18V。（3）電流消耗小，ICC=0.2mA。（4）輸入失調(diào)電壓很小，VIO=±1mV。（5）共模輸入工作電壓范圍寬，VIC=0?VCC-1.9V。（6）輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容（7）輸出可以通過集電極結(jié)連接到“或”門。LM393通用電壓跟隨器控制模塊，輸入工作電壓與標(biāo)準(zhǔn)工作電壓進(jìn)行比較，完成開關(guān)輸出，測試數(shù)據(jù)采集卡，單片機(jī)設(shè)計(jì)，PLC等，可驅(qū)動(dòng)汽車?yán)^電器等機(jī)械設(shè)備?？刂颇K傳感器可以連接到多種類型的傳感器，例如：電感式負(fù)載傳感器：NTC型溫度傳感器型溫度傳感器，光電二極管型光敏電阻，振動(dòng)傳感器等。2.控制模塊主要參數(shù)（1）電源系統(tǒng)的工作電壓：DC3-30V。（2）開關(guān)輸出：輸出的高頻和低頻是電源系統(tǒng)的工作電壓和零伏（3）標(biāo)準(zhǔn)工作電壓調(diào)整范圍：最小值：0V，最大值：電源系統(tǒng)的工作電壓。（4）具有在大電流下工作的能力，并且輸出可以驅(qū)動(dòng)汽車?yán)^電器，LED和其他機(jī)械設(shè)備。（5）有指示燈和輸出脈沖信號(hào)顯示燈（輸出為低且指示燈點(diǎn)亮，輸出為高而指示燈熄滅）。3.插座指示（1）VCC與外部輸入工作電壓連接（2）GND連接到GND（3）D主板數(shù)據(jù)輸出插座（0和1）（4）主板模擬輸入輸出插座4.使用方法當(dāng)傳感器接口端接入傳感器時(shí)，通過參考電壓調(diào)節(jié)電位器調(diào)整產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，傳感器與分壓電阻產(chǎn)生的電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)高低電平的比較結(jié)果輸出。3.6DS18B20溫度傳感器模塊電路設(shè)計(jì)該程序設(shè)計(jì)使用DS18B20數(shù)據(jù)信息溫度傳感器，他的重要特征是以信息的方式展示溫度，并且連接簡便,DS18B20根據(jù)單線電源插座消息推送或接受信息內(nèi)容，因此中間微處理器與DS1820之間只需要一條電極連接線。溫度傳感器選擇DS1820數(shù)據(jù)信息溫度計(jì)，通過九位數(shù)的數(shù)據(jù)反映出該組件的溫度，幾個(gè)DS1820可以額外連接到單線總線結(jié)構(gòu)，并且溫度傳感器可以放置在許多不相同的領(lǐng)域，DS18B20的1端口號(hào)連接到9V開關(guān)電源，輸出端口號(hào)連接到單片機(jī)的P11端口號(hào)，而3端口號(hào)接地設(shè)備連接到設(shè)備,電路連接如圖6所示。圖6DS18B20溫度傳感器原理圖4TM32單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的程序分為三個(gè)部分：主程序、驅(qū)動(dòng)控制程序、中斷程序。主程序執(zhí)行系統(tǒng)軟件的詳細(xì)地址分配，系統(tǒng)軟件復(fù)位和每個(gè)子例程的激活。軟件開發(fā)是該自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，然后必須構(gòu)建系統(tǒng)軟件和硬件配置。最后缺少的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主程序由定義自變量，復(fù)位過程，各種子例程激活和驅(qū)動(dòng)程序操縱過程組成。程序的工作過程是先根據(jù)DS18B20檢查溫度值，然后由心率傳感器檢查心率，然后將溫度值和心率值發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行求解。LCD1602lcd屏幕上顯示單片機(jī)傳送的溫度值和心率值。4.2溫度檢測子程序設(shè)計(jì)圖7溫度檢測子程序先對(duì)DS18B20進(jìn)行校對(duì)，繞過ROM，然后按照溫度的指令，最終把測試出來的結(jié)果傳送到微控制器。程序流程圖如圖7所示。4.3顯示子程序設(shè)計(jì)液晶模塊LCD1602想要顯示出輸出的電壓，程序就要按照LCD1602的具體指令對(duì)它進(jìn)行控制。首先要使液晶工作在顯示模式下也就是使液晶模塊能夠工作在寫指令的模式，之后再使液晶能顯示出使用者按下的英文字母讓液晶工作在寫數(shù)據(jù)的的模式下。具體指令已在上文闡述過，這里不再解釋。顯示程序流程圖如圖16所示。圖8液晶顯示程序流程圖4.4初始化程序因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)無論是寄存器還是還是定時(shí)器計(jì)數(shù)器都存在著默認(rèn)值，如果對(duì)這些模塊不進(jìn)行賦值，按默認(rèn)值來的話單片機(jī)有可能會(huì)產(chǎn)生混亂，達(dá)不到編寫程序的目的，所以要加入初始化程序來增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。液晶模塊如果不進(jìn)行初始化的話會(huì)一直顯示上次輸入的單詞或者停留在上次掉電時(shí)的狀態(tài)下。所以初始化程序必不可少。voidinit(){ wela=0; dula=0; temp=0; lcd_wcmd(0x38); //雙行顯示，指令5 delay(1); lcd_wcmd(0x0c); //開顯示，無光標(biāo)，指令4 delay(1); lcd_wcmd(0x06); //光標(biāo)右移，指令3 delay(1); lcd_wcmd(0x01);//清屏，指令1 delay(1); EA=1; ET0=1; TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器 }5.系統(tǒng)調(diào)試與分析5.1軟件調(diào)試Keil是英國KeilSoftware生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，同時(shí)內(nèi)置STM32的HAL庫，可以更為方便的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的初始化配置，極大的降低開發(fā)成本，與單片機(jī)設(shè)計(jì)的C語言開發(fā)軟件系統(tǒng)軟件兼容。與選擇相比，C語言在功能，結(jié)構(gòu)，可讀性和可伸縮性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此易于理解。使用匯編器后，請(qǐng)使用C進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。該繪圖軟件的編譯器使用uVision2c語言編譯器。程序代碼編寫完后需要編譯鏈接生成目標(biāo)代碼，然后進(jìn)行硬件調(diào)試或模擬仿真，編譯代碼可以點(diǎn)擊或鍵盤的快捷鍵F7。編譯后的結(jié)果如圖9所示。圖9軟件編譯結(jié)果界面編譯軟件后，要對(duì)代碼進(jìn)行下載到STM32單片機(jī)中。這里選用的是FlyMcu下載軟件，如圖