基于stm32的人体健康检测仪(附件)【字数:6358】
目录
一、引言 1
二、系统设计的总体方案 2
(一)设计要求 2
(二)总体设计框图 3
三、系统硬件部分设计 7
(一)系统硬件原理图 7
(二)单片机最小系统系统 8
(三)液晶显示电路设计 10
(四)蜂鸣器电路 11
(五)心率血氧模块电路设计 12
(六)温度传感器电路设计 13
四、系统软件部分设计 14
(一)主程序流程图设计 14
(二)按键子程序 16
(三)液晶程序流程图 17
(四)报警程序 18
(五)心率血氧程序流程图 19
(六)温度流程图 20
五、实物的设计与调试 23
(一)打开电源 23
(二)调节心率血氧体温的上限值(K2,K3对数值进行加减) 23
(三)测量体温 24
(四)测量心率及血氧 25
(五)使用完之后先关掉电源键,再拔电源线。 25
六、总结 25
致谢 27
参考文献 28
附录1 29
附录2 30
一、引言
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携式一体化健康检测仪可以对人体的各生理指标情况进行实时监测,这对我们日常生活中疾病的随时监控起到重要价值,国家也对这一方向大力的支持。其中心率、血氧、体温是人生理的重要参数,任何参数的不寻常都会导致身体不适,甚至疾病的诱发。
心率是指正常情况下人每分钟心跳的次数,一般为60~100次/分,若超出这个范围,过小则是心率过缓,过大则是心率过速,它们都会导致人体出现异常,具体会导致人出现心率失常,从而出现多种不适感,例如:心悸、心慌、胸闷等不良反应。心率也会随着年龄、人群的不同,也会存在差异,老年人心跳比年轻人快,女性比男性快,运动员的心率普遍低于60等等。
血氧是指血液中氧气的含量,正常情况下人体的血氧饱和度在95%以上,当然是越高越好,血氧越高,人体的新陈代谢就越快,当然也不能过高,容易导致细胞老化。一般情况下,血氧高于90%即为健康的,但是老人必须在95%以上,否则容易导致缺氧。若血氧饱和度过低,则容易导致人出现头晕、烦躁、无力等症状,出现这种症状也不可怕,通过吸氧即可缓解。
体温一直是决定一个人健康的重要标准。人正常的体温在36到37之间,若超出37.3则就是发热,37.3 到38度则为低烧;38.1到40度则为高烧,若40度以上随时都会有生命危险。体温也并不是固定的,导致它发生变化的因素有:性别、年龄、昼夜、情绪和运动等这些温度变化都在正常体温的范围内,无需担心。
由此可见这三个参数对人体很重要,人们也越来越重视。随着科学技术的发展,单独测量体温或血氧或心率的医疗仪器就显得很单调,而现在单一的人体健康检测仪已经增加到多种检测情况,而多种检测人体多种生理参数的医疗器材便随之而出,基于STM32单片机的心率、血氧、体温检测仪(统称人体健康检测仪)能更好的加快处理数据的能力,也更加方便快捷。
二、系统总体设计方案
(一)设计要求
对于本设计,我们需要用到的是能够对数据进行集中和处理的单片机;分别采集人体的心率、血氧、体温的传感器;可以显示检测数值的显示屏;可以设置检测数值的上下限范围的程序与按键;可以对超过所设置的上下限的报警系统;以及设计实物整体的外观的要求。综上所述,我们采用STM32F103C8T6单片机作为设计的总芯片,负责处理数据,对数据进行整合;采用MAX30102心率血氧传感器和DS18B20温度传感器分别进行心率、血氧,体温的测量;采用LCD1602液晶显示屏来显示我们所测出的数值;采用按钮和蜂鸣器来实现修改所检测数值的上下限范围和报警。整体上我们采用洞洞板来实现元件的整合与排布。
(二)总体设计框图
如图221所示,血氧心率传感器、温度传感器以及按键均作为输入,它们负责将采集到的数据或高低电平的变化传输给单片机,再有单片机进行总和处理再送到显示器里,由此显示出传感器所测数据大小,当所测数据超出设置的上下限时,单片机会催动蜂鸣器进行报警。
/图221总体设计框图
1.单片机的选择
方案一: STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K的Flash存储器。内核使用的是MCS51,虽然使用的是C51的内核,但在这款C52的芯片上做了很大的改进,增加了C51所没有的功能,因此比C51更加灵活高效。它还具有512字节RAM、32位I/O线、看门狗定时器、最高运作频率达到35MHZ等标准功能。
方案二:STM32F103是一款高性能、低成本、低功耗的嵌入式的微控制器。该系列的芯片由意法半导体公司出品,它的芯片按照Flash的大小分为16K、32K、64K、128K、256K、384K、512K。此款芯片还集成了很多外设功能,如:CAN,ADC,SPI,12C,USB等。它所使用的内核是ARM 32位的CortexM3,它的工作频率高达72MHZ,工作速度大约是C52的一半时间。是同类产品中性能最高的。
同时它还具有睡眠、停机和待机模式,极大的降低了功耗。
对比这两种方案,我们所需要的指令、库文件只有STM32单片机俱全,而且内部资源(寄存器和外设功能)较8051都要多得多,性能接近于计算机的CPU。关键是STM32的使用频率更快,速度更快,且功耗低,成本也低。综上所述,我们采用STM32系列单片机。图222为STM32的实物图。
原文链接:http://www.jxszl.com/dzxx/txgc/559730.html
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