本项目设计一种便携式心率体温检测报警系统，该系统的主要功能是实时检测人体的心率和体温数据并显示在液晶显示屏上，能直观方便的告诉人们。该系统硬件部分分为STM32单片机、心率传感器系统、温度传感器系统、蜂鸣器报警系统、液晶显示系统、按键操作系统。本设计能够随时随地的利用心率传感器检测人体的心率，主要的体温检测功能由温度传感器实现检测。检测完毕后会将测量数值显示在液晶显示屏上，一旦超出所设定范围时，蜂鸣器会发出警报，同时LED灯亮起。此时人们便可知道自身出现了什么问题。本设计是本人从实际出发并参考资料设计提供了一种精致小巧、便于操作的人体心率和体温的检测的设备，能够适应大多数家庭条件下的使用环境。
目录
一、引言 1
（一）心率体温检测系统的研究背景及意义 1
（二）心率体温检测系统国内外发展现状 1
二、系统方案设计和主要元器件 3
（一）总体方案 3
（二）STM32主控板 3
1．主控芯片STM32介绍 3
2. STM32资源介绍 4
（三）心率检测方法与选型 4
（四）DS18B20温度传感器 5
（五）液晶屏显示器 7
1. LCD1602介绍 7
2. 液晶显示器件引脚分析 7
三、系统硬件电路设计 9
（一）主控电路设计 9
1. 主控电路 9
2. 晶振电路与Boot电路 9
3. 复位电路 10
4. 供电电路 10
（二）按键电路设计 11
（三）心率检测电路设计 11
（三）温度检测电路设计 12
1. 温度检测电路设计 12
2. DS18B20温度传感器测温原理 12
（四）信号采集电路设计 13
（五）报警电路设计 13
（六）液晶显示电路设计 14
四、系统软件设计 15
(一) 系统主程序流程设计 15
(二) LCD显示流程设计 16
(三) 温度传感器流程设计 17
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/> (四) 心率检测流程设计 18
五、实物的制作与调试 19
六、总结 25
致谢 26
参考文献 27
附录一：原理图 28
附录二：元器件清单 29
附录三：PCB图 30
附录四：程序 31
一、引言
（一）心率体温检测系统的研究背景及意义
心血管疾病是长期困扰人类的疾病，作为世界上最危险的疾病之一，它危害着千千万万的人们，这种疾病影响着各种年龄段的人群，而为了预防这种疾病，每个时代的人们都付出了许许多多的努力，早在中国古代就有了切脉听诊的方法，传统的测量方式是通过人工把脉的方式，根据医者的经验和实际情况来推测人的身体情况，这种方式不仅效率低而且伴随着很大的误差。随着时代的进步，现如今人们测量心率需要前往医院，这种方式虽然能够有效的解决效率和误差的问题，但是由于医疗设备有限，器材笨重复杂，往往会耽误相关检测者的时间。所以本人针对这两种测量心率方式的存在的问题，结合当经电子测量元器件的不断发展，本课题设计一款使用便捷、操作简单的心率温度检测系统。本系统操作起来十分容易上手，它的设备体积小，便于随时测量，能够将数据实时显示，人们可以对自己的身体情况了如指掌。
（二）心率体温检测系统国内外发展现状
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图 1 心率检测仪
随着时代的进步，心率检测系统也在不断更新，国外科学家近年来通过对心脏病患者的长期观察，发现很多病人在心脏病发作前都会有体温心率失调的现象，所以对于心脏病最好的预防方式就是提前掌握病人的身体状态，由此很多科学家们尝试性地研发了一些实际可用的身体状态检测设备，比如便携式心率仪、加强红外体温检测穿戴设备，都可以不同程度对病人的身体状态进行实时检测，但病人有时就需要同时携带两个或以上的可穿戴便携设备，这给人们带来了不可避免的困扰。随着时代的发展，国内的心率检测系统也开始发展，虽然市场上有许多公司研究开发相关产品，如手环运动手表等，但是毕竟起步较晚，所以目前市面上的产品功能太单一不能有效的针对病患情况进行有效的预防。也有人尝试将心率和体温检测两种功能放在同一个设备上，但效果和效率都并不尽如人意，难点在于心率和体温的准确性、真实性、实时反馈性，是否能让病人清晰有效的看到自己的身体状态是最关键的，这也是人们长期以来需要攻克的难题。随着时代的发展进步和我们科研人员的努力，我相信在未来，心率检测仪会普及绝大多数人群，更方便携带，产品功能一定会更加丰富，测量效果和设备的性能更强大。如图 1为心率检测仪。
二、系统方案设计和主要元器件
（一）总体方案
本设计一共分为两个部分，是由硬件部分和软件部分两个部分组成。设计时需要先对整体进行方案设计，本设计一共有五个模块组成，分别是主控模块、温度检测模块、心率检测模块、报警模块和显示模块。当设备通电后，需先行设定心率和温度的正常范围，测量开始后只需通过手持温度传感器和心率传感器便可快速的检测当前的体温和心率，体温通过DS18B20检测、心率数据通过心率检测模块实时检测，将数据通过单片机处理后显示在液晶显示模块上，同时判别测量数据是否在所设定的心率和温度范围内，当数据大于或小于设定的数值范围时，蜂鸣器报警模块就开始报警，LED灯开始工作。如图 2是本设计的系统框图。


图 2 系统框图
（二）STM32主控板
1．主控芯片STM32介绍
经过对相关现有设备的考察研究，结合本次设计的相关要求，最终选用STM32F103C8T6作为本设计的核心主控芯片。我们俗称的单片机原名是单片微型计算器，单片机是集CPU（运算、控制）、RAM（数据存储内存）、ROM（程序存储）、输入输出设备和中断系统为一体的芯片。本设计选择的这款芯片是当前较为主流的单片机开发芯片，能够很好的贴合本设计。STM3是意法半导体集团开发的一个系列的微控制器。它是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计的。其主流有STM32F0、STM32F1、STM32F3等；超低功耗产品有STM32L0、STM32L等；高性能产品有STM32F2、STM32F4等。本设计采用的STM32F103C8T6单片机相比于传统的51单片机增加了不少新的功能，不仅仅体现在运行速度，它本身自带的两个AD转换就让我们在设计时免去了外部的ADC转换，所以使用非常快捷方便。STM32的主要优势体现在以下方面：

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