基于单片机的智能心率检测系统设计与实现
目录
TOC\o1-1\h\u26211绪论 5
14621.1课题背景及意义 5
318271.2国内外研究现状 5
182301.3国内现状的问题 5
112841.4研究的主要内容 6
257412要求和原理框图 6
326133方案及模块选择 7
148864工作原理 9
180685总体电路 14
257106开发工具介绍 18
27897实物 19
摘要
每个人的心脏每次跳动都会导致指尖毛细血管的收缩和扩张。毛细血管状态的这种变化可用于测定心率。个人的心率直接影响日常生活方式和未来疾病的发展趋势，心率检测尤为重要。心率检查一般以数字形式反映到各种仪器设备中，快速准确地形成各种数据，为心血管疾病患者和中老年人群提供应对方法，是一种有效的形式。
本课题的重点是如何把单片机，声音和心率检测三种技术结合起来，关注这三种技术的未来发展前景和广泛应用。在设计过程中，我们要不断探索新变化，努力使用最新最便捷的新兴技术。主要使用脉搏传感器，脉搏心率传感器，Syn6288语音合成模块，STC12C5A60S2等芯片，完成本课题设计，努力实现本课题所需功能。
通过这次设计，我们可以了解心率检测的工作原理，建立完成心率播报的电路，考虑目前的应用和后续发展来完成设计目标。此外，还有必要了解相关科学研究。
关键词：心率播报；数字显示；单片机芯片；技术融合
1绪论
1.1课题背景及意义
背景:随着人类进入21世纪，经济、科技、医疗、文化、交通得到了飞速发展。随着社会的发展和我们生活水平的不断提高，高强度的脑力劳动使健康成为我们关注的焦点。心脏是人体最重要的器官。心脏的功能是为血液循环提供足够的能量，并将血液输送到人体的各个器官，心脏问题将直接影响人们的生命安全。不同类型的心跳异常是心脏病死亡的主要原因。这种全身性疾病已成为人类健康和生命的头号杀手。
意义:本课题研究的心率监测器具有体积小，测量准确，成本低的特点，非常适合家庭医疗。将一段时间内收集到的心率数据上传到智能机器上，可以更好地观察到心率数据的整体情况。一般能更有效地检测出人体心率的具体情况，对家庭保健起到很大帮助。
1.2国内外研究现状
2013年3月17日，外国医学研究机构美国心脏协会公布《中国成人的心血管健康情况调查报告》。该报告以9万名成年人的心血管测试数据为基础。本研究主要采用美国心脏协会标准，该标准分为身体健康和行为健康。行为健康主要包括不吸烟，不喝酒，体重标准，适当的体力活动强度，科学饮食。身体健康主要是不吸烟，不喝酒，血压正常，血糖正常，血糖正常。
1.3国内现状的问题
研究结果显示，我国约13%符合身体健康指标，约7%符合行为健康指标，约2%同时符合。研究组将上述健康指标分为异常、中等、较低的部分，但四分之三的人心血管健康状态不好，四分之一的人心血管健康状态中等，几乎没有人处于理想状态。研究报告指出,中国成年人理想的心血管健康率非常低,所有公民都应该专注于心血管疾病的风险因素和实施有效的应对策略,促进中国成年人和老年人的心血管健康。心脏搏动率和心脏搏动率的变异性是临床心血管疾病诊断所必需的重要生理值，因此心脏搏动率和心脏搏动率计的研究是医学，电子和工程研究的重要重点。2006年底，国外开发出便携式心率仪并植入人体，成功测定心率等生理值。当时，由于相关科学水平和生产设备的限制，中国的心率监测产品功能和集成度远低于国外。
1.4研究的主要内容
要直接测定心率有很大难度，不仅难以直接测定一个人的心率，而且准确度不高。我们通常测量脉搏。人类组织的指尖的动脉内容相对较高,与其他组织相比,在人类的身体,手指的尖端的厚度相对较薄。由于通过手指探测光的强度相对较高,通常将人类指尖作为光电脉搏传感器测量位置,即指尖的脉冲与心脏搏动率一致，仪器可以通过测量指尖的脉冲来测量人体的心率。这种方法已被证明是科学可行的。心率测定仪基本功能的第一部分是心率信号从传感器模块中提取，在系统中放大。系统集成后得到0到5v的脉冲信号。心率测量器第二部分的基本功能是用单片机测量心率，被测者的心率也可以显示在数码管中。可选择的可编程设备仿真也可用于心脏搏动率的测量和显示。
2要求和原理框图
2.1要求
1.手动实时播报心率。
2.心率稳定误差≤±10。
2.2原理框图
微控制器模块本系统的整体设计原理框图如下：
微控制器模块
电源模块
电源模块
语音模块
心率采集
心率采集
3方案及模块选择
3.1电源模块
LM2596：3.3V,5V,输出电压12V及调制输出版本可调节范围,高压版本在2~37V或者2~57V，3A输出负载