于单片机的脉搏测量仪的设计摘要脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血系统中许多生理疾病的血流特征。
根据人体脉搏信号特征，本论文设计了一种基于单片机的脉搏测量系统。
系统采用红外发射与接收二极管充当脉搏传感器来采集脉搏信号。
首先将采集到的信号通过低通滤波与放大电路对脉搏信号进行处理，然后，将放大的脉搏信号通过整形电路进行电压基准变化，在经过一次放大电路对整形后的脉搏信号进行放大，将信号转换为AT89S52单片机易于处理的脉冲信号。
通过单片机编程对脉冲信号进行处理，测量出一分钟内的脉搏次数，最终在数码管中直观的显示出来。
为了节省时间，一般不会作一分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内的脉搏数，再把结果乘以6即得到每分钟的脉搏数。
发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。
关键词：脉搏测量仪；AT89S52；LED；信号处理目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 脉搏测量仪介绍 (2)1.2脉搏测量仪的应用 (2)第2章主要器件介绍 (3)2.1 单片机的选择 (3)2.1.1 AT89S52简介 (3)2.1.2 AT89S52特点.................................................................................................... . (3)2.1.3 AT89S52引脚功能说明 (4)2.2 传感器的选择 (6)2.2.1 红外发光二极管简介 (6)2.2.2光敏三极管简介 (7)2.3 驱动芯片的选择 (7)2.3.1 74LS245简介 (7)2.3.2 74LS04简介 (8)2.4 显示器的选择 (9)2.4.1 三位共阳八段数码管简介 (9)2.4.2 八段数码管字形表 (9)第3章系统硬件设计 (10)3.1 设计原理 (10)3.2 外围电路 (10)3.2.1 电源电路...................................... 错误！未定义书签。
3.2.2 复位电路 (11)3.2.3 晶振电路 (12)3.2.4 脉搏信号采集放大电路.......................... 错误！未定义书签。
3.2.5 LED显示电路.................................. 错误！未定义书签。
第4章系统软件设计.. (14)第5章软件调试及仿真 (15)5.1 软件编译......................................................................................... 错误！未定义书签。
5.2单片机的选择 (17)5.3系统仿真测试 (16)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录一 (20)附录二 (21)引言脉搏测量仪属于检测有无脉搏的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。
用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。
这二种测量方式各有优缺点，指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降；耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。
但是因为耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。
从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。
几乎世界上所有的名族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。
脉搏波所呈现出的形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波采集和。
处理具有很高的医学价值和应用前景。
但是人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必须经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
第1章绪论1.1 脉搏测量仪介绍脉搏测量仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分，因此，在现代医学上具有非常重要的作用。
随着人们生活环境和经济条件的改善，以及文化素质的提高，其生活方式，保健需求以及疾病种类、治疗措施等发生了明显的变化。
但在目前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。
其发病率和死亡率均居各种疾病之首，是人类死亡的主要原因之一。
而脉搏测量仪在预防和发现这些疾病中有着至关重要的作用。
从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。
几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段，中医中脉诊在“望、闻、问、切”四诊中占有非常重要的地位。
脉搏是常见的生理现象，蕴含着丰富的人体生理病理信息。
脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波的采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。
1.2 脉搏测量仪的应用20世纪50年代初，朱颜将脉搏器引入到中医脉诊的客观化研究方面。
此后随着机械和电子技术的发展，中医脉象仪方面的研究进展很快，尤其是七十年代中期，天津、上海、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组织，多学科共同合作促使其进入了一个新的发展水平。
脉象探头式样很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组成。
脉象探头的主要原件有应变片、压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF 压电薄膜等。
其中以单部单点应变片最为广泛，不过近年来正在向三部多点式方向设计[1]。
目前脉搏测量仪在许多领域被广泛利用，除了应用与医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、脉率检测等等，商业应用也不断发展，如运动、健身器材中心的心率测试都用到了先进的脉搏测量仪[2]。
第2章主要器件介绍2.1 单片机的选择本次设计单片机选用ATMEL公司的AT89S52单片机。
2.1.1 AT89S52简介AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储技术制造，与工业8031、80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程（IPS下载），亦适用于常规编程器[3]。
图2-1 AT89S52单片机实物图2.1.2 AT89S52特点AT89S52的主要特点：（1）8k字节Flash；（2）256字节RAM；（3）32 位I/O 口线；（4）看门狗定时器；（5）2 个数据指针；（6）三个16 位定时器/计数器；（7）一个6向量2级中断结构；（8）全双工串行口；（9）片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
8 位微控制器8K 字节在系统可编程[4]。
2.1.3 AT89S52引脚功能说明AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
其引脚图如图2-2所示。
图2-2 AT89S52引脚图各引脚功能说明：P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下， P0不具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1(P1.0~P1.7)口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P2(P2.0~P2.7)口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。
在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。
在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3(P3.0~P3.7)口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P3 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。
对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。
在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
表2-1 P3口第二功能表引脚第二功能特性P3.0 串行输入口RXDP3.1 串行输出口TXDP3.2 外中断0P3.3 外中断1P3.4 定时/计数器0P3.5 定时/计数器1P3.6 外部存储器写选通P3.7 外部存储器读选通RST：复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。
要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。