基于51单片机的心率计仿真设计

1.本设计基于STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用，可任选）单片机。

2.LCD1602液晶显示当前的心率，单位是心率/分钟。

3.手指放到红外对管中，2秒内读出心率。

4.按键可以设置报警的上下限心率。

使用方法：
三个按键：一个设置，一个加，一个减。
按下设置的时候才可以加减。

由于仿真中没有红外，手指也模拟不了，其实就是单片机的IO口检测脉冲信号，那样用个方波信号模拟就ok

单片机源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h> // 包含头文件
#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有信号，判定此次是脉搏信号，然后当信号消失后，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; //计算心跳并拆字显示：心跳计时是以1ms为单位，两次心跳中间计数如果是1000次，也就是1000*1ms=1000ms=1s
View_Data[1]=(60000/Xintiao_Jishu)%100/10+0x30; //那么计算出的一分钟（60s）心跳数就是：60*1000/（1000*1ms）=60次其中60是一分钟60s，1000是一秒有1000ms，1000是计数值，1是一次计数对应的时间是1ms
View_Data[2]=(60000/Xintiao_Jishu)%10+0x30; //计算出的心跳数/100得到心跳的百位，%100是取余的，就是除以100的余数，再除以10就得到十位了，以此类推
//拆字后的单个数据+0x30的目的是得到对应数字的液晶显示码，数字0对应的液晶显示码是0x30，1是0x30+1，以此类推
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
}
}
/***************1602函数*******************/
void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA) /********LCD1602数据写入***********/
{
delay5ms(); //操作前短暂延时，保证信号稳定
LCD_E=0;
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
_nop_();
LCD_E=1;
LCD_DATA=LCD_1602_DATA;
LCD_E=0;
…………………具体源程序链接
https://download.csdn.net/download/tang2010up/89471756