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基于51单片机的心率计仿真设计

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zxcv275908 发表于 2018-1-2 20:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
·        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。
手指放上去尽量别乱动。


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
0.png

0.png 0.png

单片机源程序如下:
  1. #include <reg52.h>
  2. #include <intrins.h>         //                         包含头文件

  3. #define uint            unsigned int
  4. #define uchar           unsigned char
  5. #define ulong           unsigned long         //宏定义
  6. #define LCD_DATA        P0                                 //定义P0口为LCD_DATA

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

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

  12. void delay5ms(void);   //误差 0us
  13. void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA);         /********LCD1602数据写入***********/
  14. void LCD_WriteCom(uchar LCD_1602_COM);                 /********LCD1602命令写入***********/
  15. 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*/
  16. void InitLcd();//液晶初始化函数

  17. void Tim_Init();

  18. uchar Xintiao_Change=0;           //
  19. uint  Xintiao_Jishu;
  20. uchar stop;
  21. uchar View_Data[3];
  22. uchar View_L[3];
  23. uchar View_H[3];
  24. uchar Xintiao_H=100;        //脉搏上限
  25. uchar Xintiao_L=40;                //脉搏下限


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

  30. void main()          //主函数
  31. {
  32. InitLcd();
  33. Tim_Init();
  34. lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");          //初始化显示
  35. TR0=1;
  36. TR1=1;                                  //打开定时器
  37. while(1)                          //进入循环
  38.   {
  39.    if(Key_Change)          //有按键按下并已经得出键值
  40.     {
  41.          Key_Change=0;          //将按键使能变量清零,等待下次按键按下
  42.          View_Change=1;
  43.          switch(Key_Value)                                //判断键值
  44.           {
  45.            case 1:                                                //设置键按下
  46.                  {
  47.                           View_Con++;                        //设置的位加
  48.                           if(View_Con==3)                //都设置好后将此变量清零
  49.                            View_Con=0;
  50.                           break;                                //跳出,下同
  51.                          }
  52.            case 2:                                                //加键按下
  53.                  {
  54.                           if(View_Con==2)                //判断是设置上限
  55.                            {
  56.                                    if(Xintiao_H<150)        //上限数值小于150
  57.                                  Xintiao_H++;                //上限+
  58.                            }
  59.                           if(View_Con==1)                //如果是设置下限
  60.                            {
  61.                                    if(Xintiao_L<Xintiao_H-1)//下限值小于上限-1(下限值不能超过上限)
  62.                                  Xintiao_L++;                //下限值加
  63.                            }
  64.                           break;
  65.                          }
  66.            case 3:                                                //减键按下
  67.                  {
  68.                           if(View_Con==2)                //设置上限
  69.                            {
  70.                                    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)
  71.                                  Xintiao_H--;                //上限数据减
  72.                            }
  73.                           if(View_Con==1)                //设置下限
  74.                            {
  75.                                    if(Xintiao_L>30)        //下限数据大于30时
  76.                                  Xintiao_L--;                //下限数据减
  77.                            }
  78.                           break;
  79.                          }
  80.          }
  81.         }
  82.    if(View_Change)//开始显示变量
  83.     {
  84.          View_Change=0;//变量清零
  85.          if(stop==0)                          //心率正常时
  86.           {
  87.            if(View_Data[0]==0x30) //最高位为0时不显示
  88.             View_Data[0]=' ';
  89.           }
  90.          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
  91.           {
  92.            View_Data[0]=' ';
  93.            View_Data[1]=' ';
  94.            View_Data[2]=' ';
  95.           }

  96.          switch(View_Con)
  97.           {
  98.            case 0: //正常显示
  99.                   {
  100.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//显示一行数据
  101.                            lcd_1602_word(0xc0,16,"                ");//显示第二行数据
  102.                            lcd_1602_word(0xcd,3,View_Data);                         //第二行显示心率
  103.                            break;
  104.                           }
  105.            case 1: //设置下限时显示
  106.                   {
  107.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//第一行显示心率
  108.                            lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
  109.                           
  110.                            View_L[0]=Xintiao_L/100+0x30;                //将下限数据拆字
  111.                            View_L[1]=Xintiao_L%100/10+0x30;
  112.                            View_L[2]=Xintiao_L%10+0x30;

  113.                            if(View_L[0]==0x30)                                        //最高位为0时,不显示
  114.                             View_L[0]=' ';
  115.                           
  116.                            lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning L :     ");//第二行显示下限数据
  117.                            lcd_1602_word(0xCd,3,View_L);
  118.                            break;
  119.                           }
  120.            case 2: //设置上限时显示(同上)
  121.                   {
  122.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");
  123.                            lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
  124.                           
  125.                            View_H[0]=Xintiao_H/100+0x30;
  126.                            View_H[1]=Xintiao_H%100/10+0x30;
  127.                            View_H[2]=Xintiao_H%10+0x30;

  128.                            if(View_H[0]==0x30)
  129.                             View_H[0]=' ';
  130.                           
  131.                            lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning H :     ");
  132.                            lcd_1602_word(0xCd,3,View_H);
  133.                            break;
  134.                           }
  135.           }
  136.         }
  137.   }
  138. }

  139. void Time1() interrupt 3                //定时器1服务函数
  140. {
  141.         static uchar Key_Con,Xintiao_Con;
  142.         TH1=0xd8;                   //10ms
  143.         TL1=0xf0;                   //重新赋初值
  144.         switch(Key_Con)   //无按键按下时此值为0
  145.         {
  146.                 case 0:                   //每10ms扫描此处
  147.                 {
  148.                         if((P3&0x07)!=0x07)//扫描按键是否有按下
  149.                         {
  150.                                 Key_Con++;                  //有按下此值加1,值为1
  151.                         }
  152.                         break;
  153.                 }
  154.                 case 1:                                          //10ms后二次进入中断后扫描此处(Key_Con为1)
  155.                 {
  156.                         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)
  157.                         {
  158.                                 Key_Con++;                  //变量加1,值为2
  159.                                 switch(P3&0x07)  //判断是哪个按键按下
  160.                                 {
  161.                                         case 0x06:Key_Value=1;break;         //判断好按键后将键值赋值给变量Key_Value
  162.                                         case 0x05:Key_Value=2;break;
  163.                                         case 0x03:Key_Value=3;break;
  164.                                 }
  165.                         }
  166.                         else                                                                 //如果10ms时没有检测到按键按下(按下时间过短)
  167.                         {
  168.                                 Key_Con=0;                                                 //变量清零,重新检测按键
  169.                         }
  170.                         break;
  171.                 }
  172.                 case 2:                                                                         //20ms后检测按键
  173.                 {
  174.                         if((P3&0x07)==0x07)                                 //检测按键是否还是按下状态
  175.                         {
  176.                                 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)
  177.                                 Key_Con=0;                                                //变量清零,等待下次有按键按下
  178.                         }
  179.                         break;
  180.                 }
  181.         }
  182.        
  183.         switch (Xintiao_Con)//此处与上面按键的检测类似
  184.         {
  185.                 case 0:                         //默认Xintiao_Con是为0的
  186.                 {
  187.                         if(!Xintiao)//每10ms(上面的定时器)检测一次脉搏是否有信号
  188.                         {
  189.                                 Xintiao_Con++;//如果有信号,变量加一,程序就会往下走了
  190.                         }
  191.                         break;
  192.                 }
  193.                 case 1:
  194.                 {
  195.                         if(!Xintiao)           //每过10ms检测一下信号是否还存在
  196.                         {
  197.                                 Xintiao_Con++;//存在就加一
  198.                         }
  199.                         else
  200.                         {
  201.                                 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
  202.                         }
  203.                         break;
  204.                 }
  205.                 case 2:
  206.                 {
  207.                         if(!Xintiao)
  208.                         {
  209.                                 Xintiao_Con++;//存在就加一
  210.                         }
  211.                         else
  212.                         {
  213.                                 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
  214.                         }
  215.                         break;
  216.                 }
  217.                 case 3:
  218.                 {
  219.                         if(!Xintiao)
  220.                         {
  221.                                 Xintiao_Con++;//存在就加一
  222.                         }
  223.                         else
  224.                         {
  225.                                 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
  226.                         }
  227.                         break;
  228.                 }
  229.                 case 4:
  230.                 {
  231.                         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
  232.                         {
  233.                                 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
  234.                                 {
  235.                                         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
  236.                                         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
  237.                                         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
  238.                                                                                                   //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
  239.                                         if(((60000/Xintiao_Jishu)>=Xintiao_H)||((60000/Xintiao_Jishu)<=Xintiao_L))//心率不在范围内报警
  240.                                         speaker=0;                        //蜂鸣器响
  241.                                         else
  242.                                         speaker=1;                        //不响
  243.                                        
  244.                                         View_Change=1;           //计算出心率后启动显示
  245.                                         Xintiao_Jishu=0;           //心跳计数清零
  246.                                         Xintiao_Change=0;   //计算出心率后该变量清零,准备下次检测心率
  247.                                         stop=0;                           //计算出心率后stop清零
  248.                                 }
  249.                                 else//第一次脉冲时Xintiao_Change为0
  250.                                 {
  251.                                         Xintiao_Jishu=0;        //脉冲计时变量清零,开始计时
  252.                                         Xintiao_Change=1;//Xintiao_Change置1,准备第二次检测到脉冲时计算心率
  253.                                 }
  254.                                 Xintiao_Con=0;        //清零,准备检测下一次脉冲
  255.                                 break;
  256.                         }
  257.                 }
  258.         }
  259. }
  260. /**定时器T0工作函数**/
  261. void Time0() interrupt 1
  262. {
  263. TH0=0xfc;                   //1ms
  264. TL0=0x18;                   //重新赋初值
  265. Xintiao_Jishu++;  //心跳计数加
  266. if(Xintiao_Jishu==5000)//心跳计数大于5000
  267.   {
  268.    Xintiao_Jishu=0;                //数据清零
  269.    View_Change=1;                //显示位置1
  270.    Xintiao_Change=0;        //置零,准备再次检测
  271.    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
  272.    speaker=1;  //关闭蜂鸣器
  273.   }
  274. }
  275. /**定时器初始化函数**/
  276. void Tim_Init()
  277. {
  278. EA=1;                          //打开中断总开关
  279. ET0=1;                          //打开T0中断允许开关
  280. ET1=1;                          //打开T1中断允许开关
  281. TMOD=0x11;                  //设定定时器状态
  282. TH0=0xfc;                   //1ms
  283. TL0=0x18;                   //赋初值

  284. TH1=0xd8;                   //10ms
  285. TL1=0xf0;                   //赋初值
  286. }
  287. /**在指定地址显示指定数量的指定字符**/
  288. /**Adress_Com显示地址,Num_Adat显示字符数量,Adress_Data显示字符串内容**/
  289. void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data)
  290. {
  291. uchar a=0;
  292. uchar Data_Word;
  293. LCD_WriteCom(Adress_Com); //选中地址
  294. for(a=0;a<Num_Adat;a++)   //for循环决定显示字符个数
  295.   {
  296.    Data_Word=*Adress_Data;          //读取字符串数据
  297.    LCD_WriteData(Data_Word);  //显示字符串
  298.    Adress_Data++;                          //显示地址加一
  299.   }
  300. }

  301. /***************1602函数*******************/
  302. void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA)         /********LCD1602数据写入***********/
  303. {
  304. delay5ms();  //操作前短暂延时,保证信号稳定
  305. LCD_E=0;
  306. LCD_RS=1;
  307. LCD_RW=0;
  308. _nop_();
  309. LCD_E=1;
  310. LCD_DATA=LCD_1602_DATA;
  311. LCD_E=0;
  312. ……………………

  313. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
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hxj + 5 很给力!

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panwenjin 发表于 2018-4-21 19:46 | 显示全部楼层
很给力!
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广告语讲话稿 发表于 2018-4-27 19:42 | 显示全部楼层
很给力
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minikyu 发表于 2018-5-21 17:13 | 显示全部楼层
很厉害的程序
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aa116156 发表于 2018-5-30 21:26 | 显示全部楼层
谢谢分享
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zsyzdx 发表于 2018-5-31 11:33 | 显示全部楼层
给力啊!!!!!!!!!!
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845504622 发表于 2018-6-7 12:53 | 显示全部楼层

谢谢分享
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杰克汗 发表于 2018-6-11 00:51 来自手机 | 显示全部楼层
传感器用什么好
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zhangxiaozi 发表于 2018-6-11 08:02 | 显示全部楼层
核心部分就是红外光电部分,你把它用计数器代替,你的设计就成了频率计或计数器了
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kailuyake 发表于 2018-8-1 20:28 | 显示全部楼层
很厉害的程序
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LHHGCHD 发表于 2018-9-29 15:21 | 显示全部楼层
真的太棒了
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HaiGe 发表于 2018-10-6 16:40 | 显示全部楼层
有没有下载过的
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多啦爱做梦 发表于 2018-11-6 20:14 来自手机 | 显示全部楼层
下载一下看下!
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994147451 发表于 2018-12-6 20:08 | 显示全部楼层
很给力
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zw2017 发表于 2018-12-26 11:22 | 显示全部楼层
是用光电传感器做的吗?
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a2597162136 发表于 2019-1-9 10:40 | 显示全部楼层
我做毕设呢,想跟着大佬做,啊哈哈哈
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大猪蹄子 发表于 2019-1-17 12:00 | 显示全部楼层
很全面的资料,稍微看了 一下程序,很简明清晰,先看看。感谢分享!!!
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JessieJ 发表于 2019-2-14 16:36 来自手机 | 显示全部楼层
很给力
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