基于STM32F103C8T6的車載心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)

劉文婕 高星宜 余越

摘要：系統(tǒng)以STM32F103C8T6單片機(jī)為核心通過心率傳感器進(jìn)行心率采集。經(jīng)測試，系統(tǒng)工作正常，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這樣的系統(tǒng)性能良好，結(jié)構(gòu)簡單，耗電低，體積小，輸出顯示穩(wěn)定。通過該課題學(xué)習(xí)掌握了測量的原理、方法、實(shí)現(xiàn)過程。學(xué)會了相關(guān)的單片機(jī)知識，能夠較全面的融合電路、電子技術(shù)、信號采集和處理、程序設(shè)計(jì)等等的專業(yè)知識。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量技術(shù)也越來越先進(jìn)，對脈搏的測量精度也越來越高，脈搏測量儀的發(fā)展主要向以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：

（1） 數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。

（2）多功能化越來越明顯。

（3）藍(lán)牙遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞： STM32F103C8T6單片機(jī);心率體溫;傳感器;信號采集;藍(lán)牙

1. 選題的背景及意義

智能安全帶，并非僅一個(gè)智能化的安全帶。而是一套全新的將人體生物信息，與終端緊密相連的一個(gè)體系。

方向一：汽車

智能安全帶可實(shí)時(shí)的將人體的生命體征傳輸至控制端，當(dāng)駕駛員或乘客身體突發(fā)狀況時(shí)，安全帶可將信號傳輸給終端，終端可控制汽車采取必要的措施。

方向二：游樂場

當(dāng)游客因?yàn)檫^度興奮等因素，造成身體上突發(fā)的心率突升、高血壓時(shí)，智能安全帶監(jiān)測到情況的同時(shí)會聯(lián)系終端，采取及時(shí)關(guān)閉設(shè)備等措施。

方向三：老人座椅、高空作業(yè)安全帶

智能安全帶并非一個(gè)獨(dú)立的配件，而是一套新概念的安全保障系統(tǒng)。由于其具有生命體征監(jiān)測的功能，更可以用于其他設(shè)備。如應(yīng)用于老人的智能座椅，更合理的滿足老人的生活需求。應(yīng)用于作業(yè)安全帶，對高空作業(yè)工作者的身體狀況進(jìn)行預(yù)測和實(shí)時(shí)的監(jiān)測，防止作業(yè)者因作業(yè)者的身體出現(xiàn)狀況而發(fā)生意外。

2.系統(tǒng)單片機(jī)選擇

32單片機(jī)是INTEL公司生產(chǎn)的。它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，易于開發(fā)的特點(diǎn)。通用型，有總線擴(kuò)展，有較強(qiáng)的位處理功能，有全雙工異步串行通信口。本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)只需要對脈搏信號的波動頻率進(jìn)行測量、計(jì)算和顯示，對單片機(jī)的要求不是很高。而對32單片機(jī)，本人比較熟悉，所以，本設(shè)計(jì)中選擇STM32F103C8T6單片機(jī)作為信息處理核心系統(tǒng)：采用STM32F103C8T6單片機(jī)作為控制器，分別對輸入、顯示、信號的處理和控制。

3. STM32F103C8T6的介紹

單片機(jī)也就是我們經(jīng)常說的單片小型計(jì)算機(jī)。經(jīng)常用在控制領(lǐng)域中。是微型計(jì)算機(jī)的非常重要的一部分。在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用來進(jìn)行控制。單片機(jī)主要是由內(nèi)部單塊集成電路構(gòu)成。內(nèi)部最為重要的就是包含了cpu處理芯片也就是中央處理器、IO口和存儲器。我們只需要用相應(yīng)的編譯器燒寫程序就可以實(shí)現(xiàn)對外圍器件的控制。對單片機(jī)的選型設(shè)計(jì)是以STM32C8T6核心板。STM32單片機(jī)是一個(gè)低電壓，高性能微處理和快速可擦除字節(jié)。它非常簡單，方便，易于使用。在醫(yī)療機(jī)構(gòu)和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制、停車場、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和通信設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。

STM32F103是STM32f101的增強(qiáng)型單片機(jī)，在32位的MCU中性能最強(qiáng);具有出眾的控制和通訊，非常適合低電壓/低功耗的應(yīng)用場合。

STM32103基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核。時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品;內(nèi)置32K到128K的閃存，閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。STM32有4個(gè)p口;SPI-NSS片選，使能。

SPI-MISO數(shù)據(jù)輸出;SPI-SCK時(shí)鐘線;SPI-MOSI數(shù)據(jù)輸入。

STM32單片機(jī)復(fù)位：復(fù)位電路的作用是為了是系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)的，單片機(jī)的復(fù)位方式也是存在好幾種的：上電復(fù)位，系統(tǒng)復(fù)位，備份區(qū)域復(fù)位。上電復(fù)位：其產(chǎn)生的條件是，當(dāng)系統(tǒng)上電、掉電，以及系統(tǒng)從待機(jī)模式返回時(shí)，發(fā)生電源復(fù)位。電源復(fù)位能夠復(fù)位除了備份區(qū)域寄存器之外的所有寄存器的狀態(tài)。系統(tǒng)復(fù)位： 位：

1.NRST引腳上的低電平（外部復(fù)位）

2. 窗口看門狗計(jì)數(shù)終止（WWDG復(fù)位）

3. 獨(dú)立看門狗計(jì)數(shù)終止（IWDG復(fù)位）

4. 軟件復(fù)位（SW復(fù)位）

5. 低功耗管理復(fù)位

STM32有著很強(qiáng)大的通信功能和控制功能。這一點(diǎn)是51單片機(jī)無法比擬的。因?yàn)?1單片機(jī)只有1個(gè)串口進(jìn)行通信，而32單片機(jī)具有5個(gè)串口進(jìn)行通信，所以對一些要求用串口進(jìn)行通信的模塊而且就不需要通過CD4052等雙串口模塊來轉(zhuǎn)換，所以這一點(diǎn)被市場上廣泛的運(yùn)用，32單片機(jī)因?yàn)楸旧砜梢赃M(jìn)行多種不同的時(shí)鐘模數(shù)來進(jìn)行工作，所以在功耗要求比較嚴(yán)格的產(chǎn)品中占有一席之地。

STM32特點(diǎn)：

1. STM32C8T6系列的起振晶部分采用了RTC，低負(fù)載的方式，而沒有像傳統(tǒng)的比較廉價(jià)的圓柱晶振。

2.引腳個(gè)數(shù)為48個(gè)。

3.工作頻率為72MHZ。

4.單片機(jī)具有3個(gè)普通定時(shí)器和1個(gè)高級定時(shí)器。

5.單片機(jī)具有2個(gè)2位/16通道的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換。

6.使用了3.3V穩(wěn)壓芯片，可以保證最大輸出300MA電流。

7.支持ST-LINK和JTAG調(diào)試下載。

8.存儲資源為64kb byte FLASH和20byte Sram。

參考文獻(xiàn)：

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