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51单片机心率计Proteus仿真图与源程序

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楼主
ID:860283 发表于 2021-6-23 12:10 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
proteus仿真文件
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:
  1. #include <reg52.h>
  2. #include <intrins.h>         //                         包含头文件

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

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

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

  16. void delay5ms(void);   //误差 0us
  17. void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA);         /********LCD1602数据写入***********/
  18. void LCD_WriteCom(uchar LCD_1602_COM);                 /********LCD1602命令写入***********/
  19. 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*/
  20. void InitLcd();//液晶初始化函数

  22. void Tim_Init();

  24. uchar Xintiao_Change=0;           //
  25. uint  Xintiao_Jishu;
  26. uchar stop;
  27. uchar View_Data[3];
  28. uchar View_L[3];
  29. uchar View_H[3];
  30. uchar Xintiao_H=100;        //脉搏上限
  31. uchar Xintiao_L=40;                //脉搏下限


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

  39. void main()          //主函数
  40. {
  41. InitLcd();
  42. Tim_Init();
  43. lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");          //初始化显示
  44. TR0=1;
  45. TR1=1;                                  //打开定时器
  46. while(1)                          //进入循环
  47.   {
  48.    if(Key_Change)          //有按键按下并已经得出键值
  49.     {
  50.          Key_Change=0;          //将按键使能变量清零，等待下次按键按下
  51.          View_Change=1;
  52.          switch(Key_Value)                                //判断键值
  53.           {
  54.            case 1:                                                //设置键按下
  55.                  {
  56.                           View_Con++;                        //设置的位加
  57.                           if(View_Con==3)                //都设置好后将此变量清零
  58.                            View_Con=0;
  59.                           break;                                //跳出，下同
  60.                          }
  61.            case 2:                                                //加键按下
  62.                  {
  63.                           if(View_Con==2)                //判断是设置上限
  64.                            {
  65.                                    if(Xintiao_H<150)        //上限数值小于150
  66.                                  Xintiao_H++;                //上限+
  67.                            }
  68.                           if(View_Con==1)                //如果是设置下限
  69.                            {
  70.                                    if(Xintiao_L<Xintiao_H-1)//下限值小于上限-1（下限值不能超过上限）
  71.                                  Xintiao_L++;                //下限值加
  72.                            }
  73.                           break;
  74.                          }
  75.            case 3:                                                //减键按下
  76.                  {
  77.                           if(View_Con==2)                //设置上限
  78.                            {
  79.                                    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）
  80.                                  Xintiao_H--;                //上限数据减
  81.                            }
  82.                           if(View_Con==1)                //设置下限
  83.                            {
  84.                                    if(Xintiao_L>30)        //下限数据大于30时
  85.                                  Xintiao_L--;                //下限数据减
  86.                            }
  87.                           break;
  88.                          }
  89.          }
  90.         }
  91.    if(View_Change)//开始显示变量
  92.     {
  93.          View_Change=0;//变量清零
  94.          if(stop==0)                          //心率正常时
  95.           {
  96.            if(View_Data[0]==0x30) //最高位为0时不显示
  97.             View_Data[0]=' ';
  98.           }
  99.          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
  100.           {
  101.            View_Data[0]=' ';
  102.            View_Data[1]=' ';
  103.            View_Data[2]=' ';
  104.           }

  106.          switch(View_Con)
  107.           {
  108.            case 0: //正常显示
  109.                   {
  110.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//显示一行数据
  111.                            lcd_1602_word(0xc0,16,"                ");//显示第二行数据
  112.                            lcd_1602_word(0xcd,3,View_Data);                         //第二行显示心率
  113.                            break;
  114.                           }
  115.            case 1: //设置下限时显示
  116.                   {
  117.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");//第一行显示心率
  118.                            lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
  119.                            
  120.                            View_L[0]=Xintiao_L/100+0x30;                //将下限数据拆字
  121.                            View_L[1]=Xintiao_L%100/10+0x30;
  122.                            View_L[2]=Xintiao_L%10+0x30;

  124.                            if(View_L[0]==0x30)                                        //最高位为0时，不显示
  125.                             View_L[0]=' ';
  126.                            
  127.                            lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning L :     ");//第二行显示下限数据
  128.                            lcd_1602_word(0xCd,3,View_L);
  129.                            break;
  130.                           }
  131.            case 2: //设置上限时显示（同上）
  132.                   {
  133.                            lcd_1602_word(0x80,16,"Heart Rate:     ");
  134.                            lcd_1602_word(0x8d,3,View_Data);
  135.                            
  136.                            View_H[0]=Xintiao_H/100+0x30;
  137.                            View_H[1]=Xintiao_H%100/10+0x30;
  138.                            View_H[2]=Xintiao_H%10+0x30;

  140.                            if(View_H[0]==0x30)
  141.                             View_H[0]=' ';
  142.                            
  143.                            lcd_1602_word(0xC0,16,"Warning H :     ");
  144.                            lcd_1602_word(0xCd,3,View_H);
  145.                            break;
  146.                           }
  147.           }
  148.         }
  149.   }
  150. }

  152. void Time1() interrupt 3                //定时器1服务函数
  153. {
  154. static uchar Key_Con,Xintiao_Con;
  155. TH1=0xd8;                   //10ms
  156. TL1=0xf0;                   //重新赋初值
  157. switch(Key_Con)   //无按键按下时此值为0
  158.   {
  159.    case 0:                   //每10ms扫描此处
  160.           {
  161.                    if((P3&0x07)!=0x07)//扫描按键是否有按下
  162.                     {
  163.                          Key_Con++;                  //有按下此值加1，值为1
  164.                         }
  165.                    break;
  166.                   }
  167.    case 1:                                          //10ms后二次进入中断后扫描此处（Key_Con为1）
  168.           {
  169.                    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）
  170.                     {
  171.                          Key_Con++;                  //变量加1，值为2
  172.                          switch(P3&0x07)  //判断是哪个按键按下
  173.                           {
  174.                            case 0x06:Key_Value=1;break;         //判断好按键后将键值赋值给变量Key_Value
  175.                            case 0x05:Key_Value=2;break;
  176.                            case 0x03:Key_Value=3;break;
  177.                           }
  178.                         }
  179.                    else                                                                 //如果10ms时没有检测到按键按下（按下时间过短）
  180.                            {
  181.                          Key_Con=0;                                                 //变量清零，重新检测按键
  182.                         }
  183.                    break;
  184.                   }
  185.    case 2:                                                                         //20ms后检测按键
  186.           {
  187.                    if((P3&0x07)==0x07)                                 //检测按键是否还是按下状态
  188.                     {
  189.                          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）
  190.                          Key_Con=0;                                                //变量清零，等待下次有按键按下
  191.                         }
  192.                    break;
  193.                   }
  194.   }

  196. switch (Xintiao_Con)//此处与上面按键的检测类似
  197.   {
  198.    case 0:                         //默认Xintiao_Con是为0的
  199.           {
  200.                    if(!Xintiao)//每10ms（上面的定时器）检测一次脉搏是否有信号
  201.                     {
  202.                          Xintiao_Con++;//如果有信号，变量加一，程序就会往下走了
  203.                         }
  204.                    break;
  205.                   }
  206.    case 1:
  207.           {
  208.                    if(!Xintiao)           //每过10ms检测一下信号是否还存在
  209.                     {
  210.                          Xintiao_Con++;//存在就加一
  211.                         }
  212.                    else
  213.                     {
  214.                          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
  215.                         }
  216.                    break;
  217.                   }
  218.   case 2:
  219.           {
  220.                    if(!Xintiao)
  221.                     {
  222.                          Xintiao_Con++;//存在就加一
  223.                         }
  224.                    else
  225.                     {
  226.                          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
  227.                         }
  228.                    break;
  229.                   }
  230.   case 3:
  231.           {
  232.                    if(!Xintiao)
  233.                     {
  234.                          Xintiao_Con++;//存在就加一
  235.                         }
  236.                    else
  237.                     {
  238.                          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
  239.                         }
  240.                    break;
  241.                   }
  242.   case 4:
  243.           {
  244.                    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
  245.                     {
  246.                          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
  247.                           {
  248.                            View_Data[0]=(60000/Xintiao_Jishu)/100+0x30;
  249.                    View_Data[1]=(60000/Xintiao_Jishu)%100/10+0x30;
  250.                    View_Data[2]=(60000/Xintiao_Jishu)%10+0x30;

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

  257.                            View_Change=1;           //计算出心率后启动显示
  258.                            Xintiao_Jishu=0;           //心跳计数清零
  259.                            Xintiao_Change=0;   //计算出心率后该变量清零，准备下次检测心率
  260.                            stop=0;                           //计算出心率后stop清零
  261.                           }
  262.                          else//第一次脉冲时Xintiao_Change为0
  263.                           {
  264.                            Xintiao_Jishu=0;        //脉冲计时变量清零，开始计时
  265.                            Xintiao_Change=1;//Xintiao_Change置1，准备第二次检测到脉冲时计算心率
  266.                           }
  267.                          Xintiao_Con=0;        //清零，准备检测下一次脉冲
  268.                          break;
  269.                         }
  270.                   }
  271.   }
  272. }
  273. /**定时器T0工作函数**/
  274. void Time0() interrupt 1
  275. {
  276. TH0=0xfc;                   //1ms
  277. TL0=0x18;                   //重新赋初值
  278. Xintiao_Jishu++;  //心跳计数加
  279. if(Xintiao_Jishu==5000)//心跳计数大于5000
  280.   {
  281.    Xintiao_Jishu=0;                //数据清零
  282.    View_Change=1;                //显示位置1
  283.    Xintiao_Change=0;        //置零，准备再次检测
  284.    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
  285.    speaker=1;  //关闭蜂鸣器
  286.   }
  287. }
  288. /**定时器初始化函数**/
  289. void Tim_Init()
  290. {
  291. EA=1;                          //打开中断总开关
  292. ET0=1;                          //打开T0中断允许开关
  293. ET1=1;                          //打开T1中断允许开关
  294. TMOD=0x11;                  //设定定时器状态
  295. TH0=0xfc;                   //1ms
  296. TL0=0x18;                   //赋初值

  298. TH1=0xd8;                   //10ms
  299. TL1=0xf0;                   //赋初值
  300. }
  301. /**在指定地址显示指定数量的指定字符**/
  302. /**Adress_Com显示地址，Num_Adat显示字符数量，Adress_Data显示字符串内容**/
  303. void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data)
  304. {
  305. uchar a=0;
  306. uchar Data_Word;
  307. LCD_WriteCom(Adress_Com); //选中地址
  308. for(a=0;a<Num_Adat;a++)   //for循环决定显示字符个数
  309.   {
  310.    Data_Word=*Adress_Data;          //读取字符串数据
  311.    LCD_WriteData(Data_Word);  //显示字符串
  312.    Adress_Data++;                          //显示地址加一
  313.   }
  314. }

  316. /***************1602函数*******************/
  317. void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA)         /********LCD1602数据写入***********/
  318. {
  319. delay5ms();  //操作前短暂延时，保证信号稳定
  320. LCD_E=0;
  321. LCD_RS=1;
  322. LCD_RW=0;
  323. _nop_();
  324. LCD_E=1;
  325. LCD_DATA=LCD_1602_DATA;
  326. LCD_E=0;
  327. LCD_RS=0;
  328. }

  330. /********LCD1602命令写入***********/
  331. void LCD_WriteCom(uchar LCD_1602_COM)
  332. {
  333. delay5ms();//操作前短暂延时，保证信号稳定
  334. LCD_E=0;
  335. LCD_RS=0;
  336. LCD_RW=0;
  337. _nop_();
  338. LCD_E=1;
  339. LCD_DATA=LCD_1602_COM;
  340. LCD_E=0;
  341. LCD_RS=0;
  342. }


  345. void InitLcd()                   //初始化液晶函数
  346. {
  347. delay5ms();
  348. delay5ms();
  349. LCD_WriteCom(0x38); //display mode
  350. LCD_WriteCom(0x38); //display mode
  351. LCD_WriteCom(0x38); //display mode
  352. LCD_WriteCom(0x06); //显示光标移动位置
  353. LCD_WriteCom(0x0c); //显示开及光标设置
  354. LCD_WriteCom(0x01); //显示清屏
  355. delay5ms();
  356. delay5ms();
  357. }

  359. void delay5ms(void)   //5ms延时函数
  360. {
  361.     unsigned char a,b;
  362.     for(b=185;b>0;b--)
  363.         for(a=12;a>0;a--);
  364. }
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