目 录
一、引言 1
（一） 睡眠呼吸暂停综合症简介 1
（二） 主要研究内容 1
二、元器件介绍 2
（一） AT89C51单片机介绍 2
（二） PVDF压电薄膜式传感器 2
（三） LCD1602型显示器介绍 3
（四） 蜂鸣器概述 4
三、硬件系统设计 5
（一） 硬件结构框图设计 5
（二） AT89C51单片机最小系统构建 5
（三） 呼吸检测电路设计 6
（四） LCD1602显示器电路设计 7
（五） 报警器模块设计 8
四、软件系统设计 9
（一） 软件系统流程图设计 9
（二） 呼吸检测流程设计 9
（三） LCD1602显示器工作流程设计 10
（四） 报警流程图设计 11
五、Proteus系统仿真 11
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
一、引言
睡眠呼吸暂停综合症简介
睡眠暂停呼吸综合症指的是在睡眠过程中，呼吸骤然停止10秒钟以上，并在几十秒后又骤然恢复到正常呼吸动作，接着再次进入骤停的现象。这种现象时常发生在打鼾（打呼噜）过程中。呼吸暂停综合症的患病原因主要分为两种，第一类是神经中枢性睡眠呼吸暂停综合症，第二类综合症患者多是肥胖者、扁桃体肿大患者等，这类病人的病情多是由其器官外形异常因此的呼吸道阻塞引起的，因此第二类被称为阻塞性睡眠呼吸综合症。睡眠呼吸暂停由于会带来10秒以上的呼吸暂停，体内氧气量供应及其缺乏，并且体内产生的毒素气体也不能及时被呼吸动作排除，长期已久会给患者带来严重的健康影响甚至带来猝死等现象。
随着科学技术的迅速发展，技术人员发现可以通过简单地温度感应模块实现对睡眠呼吸暂停综合症的检测，这是因为患者在呼吸过程中鼻中会呼出高温气体，将该电子仪器的探头置于患者的鼻孔处，当呼气时气体经过探头，温度
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
眠呼吸综合症。睡眠呼吸暂停由于会带来10秒以上的呼吸暂停，体内氧气量供应及其缺乏，并且体内产生的毒素气体也不能及时被呼吸动作排除，长期已久会给患者带来严重的健康影响甚至带来猝死等现象。
随着科学技术的迅速发展，技术人员发现可以通过简单地温度感应模块实现对睡眠呼吸暂停综合症的检测，这是因为患者在呼吸过程中鼻中会呼出高温气体，将该电子仪器的探头置于患者的鼻孔处，当呼气时气体经过探头，温度感应模块立即有反应，经过简单地处理就可以见到患者的呼吸动作，当出现呼吸暂停时，由于会伴有10秒钟以上的呼吸暂停，因此温度感应模块将会10秒钟以上输不出相应信号，该电子仪器立即报警，通知家属尽快督促患者就医检查。随着单片机技术以及传感器技术的迅速发展，传感器的体积越来越小，性能越来越高，在温度传感器方面，技术上能够将传感器的响应速度和精度做的非常地高，技术人员将温度传感器、单片机以及记录芯片等结合在一起，设计出了体积更小，更方便穿戴的智能型睡眠呼吸暂停综合症检测仪，这种仪器能够实现呼吸暂停的检测、暂停时刻以及暂停时间的记录以及发出警报等功能，但温度检测存在不稳定性，因此本文以基于单片机的睡眠呼吸暂停综合症检测系统设计为课题，设计一款能够通过压电自动检测综合症的控制系统。
（二）本文主要研究内容
本文以基于单片机的睡眠呼吸暂停综合症为课题，选用PVDF压电薄膜式传感器以及微处理器等模块，设计一款能够实现呼吸暂停检测的自动控制系统并具有如下功能：
1、穿戴好检测设备后，当佩戴者出现10秒以上的呼吸暂停后，系统立即发出报警。
2、具有时间显示功能，并能够将呼吸暂停的时间记录下来。
3、采用液晶屏做显示器。
二、元器件介绍
（一）AT89C51单片机介绍
本系统的AT8C51单片机选用了40管脚封装的芯片，其管脚定义如下图所示，其中P0至P3的32个管脚是功能各异的GPIO管脚，每个管脚都具有输入输出功能，每组管脚在驱动方面具有差异，其中P1至P3的24个管脚内部都集成了上拉电阻，因此输出电流的能力很高，但是灌电流能力很弱；而P0的8个管脚内部没有集成上拉电阻，所以几乎没有任何输出电流能力，而灌电流能力很强，这为不同的应用创造了可能；其中P3.0和P3.1是两个复用管脚，通过寄存器的配置，它们分别是UART模块的RXD和TXD管脚；而P3.2和P3.3两个管脚具有中断功能，在外部触发信号对该管脚的作用下，系统能够立即进入管脚中断事件。


图2-1 C51单片机内部结构图
PVDF压电薄膜式传感器
PVDF压电薄膜式传感器是医学上常用的一种人体信号检测传感器，这种传感器依靠内部独特半导体结构的作用，将其表面所受的压力转换为相应的电压信号，以此来实现非电量和电量相互之间的转换，通常情况下它是无源的，即不需要外部进行供电即可工作。本课题将其应用在检测人体是否呼吸，将压电薄膜紧贴在病人胸部位置，当呼吸过程中，由于胸部的扩张和收缩，会引起压电薄膜表面的应力的忽大忽小，因此通过后续电路的处理就就可得到波形规则的方波脉冲，当病人呼吸规律且正常时，方波脉冲的频率应该是比较固定的，而当病人出现呼吸骤停时，则不会有方波产生。下图2-2为PVDF压电薄膜式传感器的实物图。


图2-2 PVDF压电薄膜式传感器
（三）LCD1602型显示器介绍
LCD1602液晶屏是一种工业上常用的字符显示模块，由于它的16个控制管教全部采用直插方式引出，因此非常方便电路的布局。LCD1602显示器采用液晶方式进行显示，所谓液晶就是指当给液晶材料加以一定的电压时，液晶的颜色就会发生突变，因而具有了显示效果，另外值得一说的是，液晶对于工作环境的温度具有较高要求，在低温情况下液晶将失去常温下的显示性能。LCD1602液晶屏共有16个引脚，其中D0至D8的8个管脚具有输入和输出两种功能，主要用于读取或者输出数据，而E、RW和RS三个管脚为LCD1602液晶屏的控制管脚，用于使能液晶屏以及切换LCD16
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