護腕式心電監(jiān)控器的設(shè)計

陳紅友　郭禧斌

摘 要：通過有效的測量人的心跳，便可初步的來判斷一個人的健康狀況，本設(shè)計從護腕式心電監(jiān)控器對心率的監(jiān)控范圍、監(jiān)控器的靈敏程度、監(jiān)控方式以及監(jiān)控完成的效果等方面進行了一次全面系統(tǒng)的設(shè)計分析，并對其工作模式進行設(shè)計，使其能夠?qū)崿F(xiàn)對人體心率的實時監(jiān)控。經(jīng)過軟硬件的系統(tǒng)調(diào)試，本系統(tǒng)實現(xiàn)了心率的實時監(jiān)測與顯示、以及報警提醒等功能。

關(guān)鍵詞：心率監(jiān)測；AT89C51單片機；脈搏傳感器

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

1.1 系統(tǒng)整體框架圖

整個系統(tǒng)是以AT89C51單片機為主控制器，輔以脈搏傳感器SON1205，為LCD1602液晶顯示器，脈搏信號采集及提示系統(tǒng)，另外再配合一些其他元器件構(gòu)成各個報警電路，調(diào)節(jié)電路，系統(tǒng)中各功能電路模塊相互協(xié)作完成系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)原理圖

該設(shè)計中采用了以AT89C51單片機作為主控芯片結(jié)合數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，利用單片機系統(tǒng)內(nèi)部定時器來計算時間，用脈搏傳感器感應(yīng)心跳，單片機通過脈搏傳感器發(fā)送的脈沖累加得到心臟跳動次數(shù)，把心跳次數(shù)在數(shù)碼管上顯示出來，同時設(shè)計了一個5V的直流電源對整個電路進行供電。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

2 軟件整體設(shè)計方案

2.1 主程序設(shè)計

通過程序的設(shè)計來控制主控系統(tǒng)中的單片機，并通過軟件中的指令來控制它的運行操作方式。在將整個設(shè)計電路連接電路通上電以后，系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序指令對系統(tǒng)進行復(fù)位。復(fù)位其實就是對電路中的所有設(shè)備進行初始化，使之回復(fù)到最初的未工作狀態(tài)。系統(tǒng)初始化之后，各個功能會按照程序當(dāng)中預(yù)先設(shè)計的指令進行各項工作，根據(jù)軟件程序當(dāng)中每個模塊的子程序不同功能的編寫來控制硬件電路完成不同的設(shè)定功能。

2.2 部分程序代碼

定時器中斷服務(wù)程序由兩部分構(gòu)成，既然是定時器肯定要有計時部分，判斷是否中斷的依據(jù)是有無測試信號，所以有無測試信號也是中斷服務(wù)程序的一部分。當(dāng)中斷程序開始工作后，緊接著指令傳輸?shù)较乱粋€單元，這是一分鐘開始計時，60s之后停止并且可以保存所測得的心跳次數(shù)。

3 實現(xiàn)效果分析

一次測試結(jié)束想要在開始新的測試只需復(fù)位測試值就可以了，同時可以對按鍵進行檢測，外部中斷程序主要是用來做外部信號的測量和計算，主要任務(wù)是完成一分鐘的定時測試功能和保存所測得的心跳的次數(shù)等。心電監(jiān)控測試數(shù)值顯示如圖3所示。

4 結(jié)束語

測試結(jié)果可以看出，通過脈搏傳感器感應(yīng)心跳，以STC89C51單片機作為主控芯片結(jié)合數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，把脈搏傳感器發(fā)送的脈沖累加得到心臟跳動次數(shù)，然后通過數(shù)碼管上顯示出來，從而實現(xiàn)了對心電監(jiān)控的設(shè)計。

參考文獻(xiàn)

[1]孟妍，等.可穿戴心電信號采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機科學(xué)，2015（10）：39-42.

[2]陳千偉，張亞君.基于GSM遠(yuǎn)程心電自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].信息安全與技術(shù)，2011（12）：78-80.

[3]宋健.便攜式心電圖儀存儲與控制模塊設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京交通大學(xué)，2008.

[4]張宏瑞.單片機原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

*通訊作者：陳紅友（1986，08-），男，河南洛陽人，碩士研究生，助教，主要從事自動化智能控制、數(shù)字信號處理等方面的教學(xué)和科研工作。