基于51单片机的脉搏测量仪

（仿真＋程序＋原理图＋设计报告）

功能介绍

具体功能：

本系统由STC89C51/52单片机+LCD1602显示模块+5mm红外接收管+LM358运放电路+按键模块等构成

1.手指放到红外对管中，2秒内读出心率；

2.LCD1602液晶显示当前的心率（心率/分钟）；

3.按键可以设置报警的上下限心率，当测得的心率值超过报警值时发出报警。

演示视频：

基于51单片机的脉搏测量仪—心率计

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

程序

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>	 //	包含头文件
/***公众号：木子单片机****/
#define uint            unsigned int
#define uchar           unsigned char
#define ulong           unsigned long	 //宏定义
#define LCD_DATA        P0				 //定义P0口为LCD_DATA

sbit LCD_RS =P2^5;
sbit LCD_RW =P2^6;
sbit LCD_E  =P2^7;						 //定义LCD控制引脚

sbit Xintiao =P1^0 ;					 //脉搏检测输入端定义
sbit speaker =P2^4;						 //蜂鸣器引脚定义

void delay5ms(void);   //误差 0us
void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA);	 /********LCD1602数据写入***********/
void LCD_WriteCom(uchar LCD_1602_COM);		 /********LCD1602命令写入***********/
void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data); /*1602字符显示函数，变量依次为字符显示首地址，显示字符长度，所显示的字符*/
void InitLcd();//液晶初始化函数

void Tim_Init();

uchar Xintiao_Change=0;	   //
uint  Xintiao_Jishu;
uchar stop;
uchar View_Data[3];
uchar View_L[3];
uchar View_H[3];
uchar Xintiao_H=100;	//脉搏上限
uchar Xintiao_L=40;		//脉搏下限


uchar Key_Change;
uchar Key_Value;		//按键键值
uchar View_Con;			//设置的位（0正常工作，1设置上限，2设置下限）
uchar View_Change;

void main()	  //主函数
{
 InitLcd();
 Tim_Init();
 lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");	  //初始化显示
 TR0=1;
 TR1=1;				  //打开定时器
 while(1)			  //进入循环
  {
   if(Key_Change)	  //有按键按下并已经得出键值
    {
	 Key_Change=0;	  //将按键使能变量清零，等待下次按键按下
	 View_Change=1;
	 switch(Key_Value)				//判断键值
	  {
	   case 1:						//设置键按下
	         {
			  View_Con++;			//设置的位加
			  if(View_Con==3)		//都设置好后将此变量清零
			   View_Con=0;
			  break;				//跳出，下同
			 }
	   case 2:						//加键按下
	         {
			  if(View_Con==2)		//判断是设置上限
			   {
			   	if(Xintiao_H<150)	//上限数值小于150
				 Xintiao_H++;		//上限+
			   }
			  if(View_Con==1)		//如果是设置下限
			   {
			   	if(Xintiao_L<Xintiao_H-1)//下限值小于上限-1（下限值不能超过上限）
				 Xintiao_L++;		//下限值加
			   }
			  break;
			 }
	   case 3:						//减键按下
	         {
			  if(View_Con==2)		//设置上限
			   {
			   	if(Xintiao_H>Xintiao_L+1)//上限数据大于下限+1（同样上限值不能小于下限）
				 Xintiao_H--;		//上限数据减
			   }
			  if(View_Con==1)		//设置下限
			   {
			   	if(Xintiao_L>30)	//下限数据大于30时
				 Xintiao_L--;		//下限数据减
			   }
			  break;
			 } 
	 }
	}
   if(View_Change)//开始显示变量
    {
	 View_Change=0;//变量清零
	 if(stop==0)			  //心率正常时
	  {
	   if(View_Data[0]==0x30) //最高位为0时不显示
	    View_Data[0]=' ';
	  }
	 else					  //心率不正常（计数超过5000，也就是两次信号时间超过5s）不显示数据
	  {
	   View_Data[0]=' ';
	   View_Data[1]=' ';
	   View_Data[2]=' ';
	  }

	 switch(View_Con)
	  {
	   case 0: //正常显示
	          {
			   lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//显示一行数据
			   lcd_1602_word(0xc0,16,"                ");//显示第二行数据
			   lcd_1602_word(0xcd,3,View_Data);			 //第二行显示心率
			   break;
			  }
	   case 1: //设置下限时显示
	          {
			   lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//第一行显示心率
			   lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
			   
			   View_L[0]=Xintiao_L/100+0x30;		//将下限数据拆字
			   View_L[1]=Xintiao_L%100/10+0x30;
			   View_L[2]=Xintiao_L%10+0x30;

			   if(View_L[0]==0x30)					//最高位为0时，不显示
			    View_L[0]=' ';
			   
			   lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning L :     ");//第二行显示下限数据
			   lcd_1602_word(0xCd,3,View_L);
			   break;
			  }
	   case 2: //设置上限时显示（同上）
	          {
			   lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");
			   lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
			   
			   View_H[0]=Xintiao_H/100+0x30;
			   View_H[1]=Xintiao_H%100/10+0x30;
			   View_H[2]=Xintiao_H%10+0x30;

			   if(View_H[0]==0x30)
			    View_H[0]=' ';
			   
			   lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning H :     ");
			   lcd_1602_word(0xCd,3,View_H);
			   break;
			  }
	  }
	}
  }
}

void Time1() interrupt 3		//定时器1服务函数
{
 static uchar Key_Con,Xintiao_Con;
 TH1=0xd8;		   //10ms
 TL1=0xf0;		   //重新赋初值
 switch(Key_Con)   //无按键按下时此值为0
  {
   case 0:		   //每10ms扫描此处
          {
		   if((P3&0x07)!=0x07)//扫描按键是否有按下
		    {
			 Key_Con++;		  //有按下此值加1，值为1
			}
		   break;
		  }
   case 1:					  //10ms后二次进入中断后扫描此处（Key_Con为1）
          {
		   if((P3&0x07)!=0x07)//第二次进入中断时，按键仍然是按下（起到按键延时去抖的作用）
		    {
			 Key_Con++;		  //变量加1，值为2
			 switch(P3&0x07)  //判断是哪个按键按下
			  {
			   case 0x06:Key_Value=1;break;	 //判断好按键后将键值赋值给变量Key_Value
			   case 0x05:Key_Value=2;break;
			   case 0x03:Key_Value=3;break;
			  }
			}
		   else								 //如果10ms时没有检测到按键按下（按下时间过短）
		   	{
			 Key_Con=0;						 //变量清零，重新检测按键
			}
		   break;
		  }
   case 2:									 //20ms后检测按键
          {
		   if((P3&0x07)==0x07)				 //检测按键是否还是按下状态
		    {
			 Key_Change=1;					 //有按键按下使能变量，（此变量为1时才会处理键值数据）
			 Key_Con=0;						//变量清零，等待下次有按键按下
			}
		   break;
		  }
  }
 
 switch (Xintiao_Con)//此处与上面按键的检测类似
  {
   case 0:			 //默认Xintiao_Con是为0的
          {
		   if(!Xintiao)//每10ms（上面的定时器）检测一次脉搏是否有信号
		    {
			 Xintiao_Con++;//如果有信号，变量加一，程序就会往下走了
			}
		   break;
		  }
   case 1:
          {
		   if(!Xintiao)	   //每过10ms检测一下信号是否还存在
		    {
			 Xintiao_Con++;//存在就加一
			}
		   else
		    {
			 Xintiao_Con=0;//如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是脉搏信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测
			} 
		   break;
		  }
  case 2:
          {
		   if(!Xintiao)
		    {
			 Xintiao_Con++;//存在就加一
			}
		   else
		    {
			 Xintiao_Con=0;//如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是脉搏信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测
			} 
		   break;
		  }
  case 3:
          {
		   if(!Xintiao)
		    {
			 Xintiao_Con++;//存在就加一
			}
		   else
		    {
			 Xintiao_Con=0;//如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是脉搏信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测
			} 
		   break;
		  }
  case 4:
          {
		   if(Xintiao)//超过30ms一直有信号，判定此次是脉搏信号，执行以下程序
		    {
			 if(Xintiao_Change==1)//心率计原理为检测两次脉冲间隔时间计算心率，变量Xintiao_Change第一次脉冲时为0的，所有走下面的else，第二次走这里
			  {
			   View_Data[0]=(60000/Xintiao_Jishu)/100+0x30;
	           View_Data[1]=(60000/Xintiao_Jishu)%100/10+0x30;
	           View_Data[2]=(60000/Xintiao_Jishu)%10+0x30;

			   if(((60000/Xintiao_Jishu)>=Xintiao_H)||((60000/Xintiao_Jishu)<=Xintiao_L))//心率不在范围内报警
			    speaker=0;			//蜂鸣器响
			   else
			    speaker=1;			//不响

			   View_Change=1;	   //计算出心率后启动显示
			   Xintiao_Jishu=0;	   //心跳计数清零
			   Xintiao_Change=0;   //计算出心率后该变量清零，准备下次检测心率
			   stop=0;			   //计算出心率后stop清零
			  }
			 else//第一次脉冲时Xintiao_Change为0
			  {
			   Xintiao_Jishu=0;	//脉冲计时变量清零，开始计时
			   Xintiao_Change=1;//Xintiao_Change置1，准备第二次检测到脉冲时计算心率
			  }
			 Xintiao_Con=0;	//清零，准备检测下一次脉冲
			 break;
			}
		  }
  }
}
/**定时器T0工作函数**/
void Time0() interrupt 1
{
 TH0=0xfc;		   //1ms
 TL0=0x18;		   //重新赋初值
 Xintiao_Jishu++;  //心跳计数加
 if(Xintiao_Jishu==5000)//心跳计数大于5000
  {
   Xintiao_Jishu=0;		//数据清零
   View_Change=1;		//显示位置1
   Xintiao_Change=0;	//置零，准备再次检测
   stop=1;	   //心跳计数超过5000后说明心率不正常或者没有测出，stop置1
   speaker=1;  //关闭蜂鸣器
  }
}
/**定时器初始化函数**/
void Tim_Init()
{
 EA=1;			  //打开中断总开关
 ET0=1;			  //打开T0中断允许开关
 ET1=1;			  //打开T1中断允许开关
 TMOD=0x11;		  //设定定时器状态
 TH0=0xfc;		   //1ms
 TL0=0x18;		   //赋初值
 
 TH1=0xd8;		   //10ms
 TL1=0xf0;		   //赋初值
}
/**在指定地址显示指定数量的指定字符**/
/**Adress_Com显示地址，Num_Adat显示字符数量，Adress_Data显示字符串内容**/ 
void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data)
{
 uchar a=0;
 uchar Data_Word;
 LCD_WriteCom(Adress_Com); //选中地址
 for(a=0;a<Num_Adat;a++)   //for循环决定显示字符个数
  {
   Data_Word=*Adress_Data;	  //读取字符串数据
   LCD_WriteData(Data_Word);  //显示字符串
   Adress_Data++;			  //显示地址加一
  }
}

硬件设计

使用元器件：

单片机：STC89C51；

（注意：单片机是通用的，无论51还是52、无论stc还是at都一样，引脚功能都一样。程序也是一样的。）

9*15万用板；40脚IC座

8脚座；LM358芯片；

1602液晶；16p插针；

16p单排母座；按键*4；

5mm红外接收管；

5mm红外发射管；

103可调电位器；

2.2k电阻；1k电阻；