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1、摘 要 本系统设计的是基于单片机控制的人体健康监测系统，本系统需要检测人体的三个健康体征：心跳、体温、血压。由硬件和软件两部分组成。首先是心跳检测，利用压电传感器将检测到的心跳信号转换为电信号再通过集成运放转换成单片机可以接收的信号。其次是温度检测，利用一线口温度传感器DS18B20进行温度检测，由于该芯片采用单总线模式，在编程过程中严格按照该芯片的读写时序进行温度检测。再次是血压检测，利用压力传感器BP01将血压转换成为电信号，通过ADC0809模数转换器转化为数字信号通过单片机处理显示出来。另外还包括单片机电源电路、超限报警电路、复位电路以及键盘电路。本系统的研究于开发有利于人体健康检测的
2、需要，对日常生活的改善有很多好处，具有很高的实用价值。 关键词单片机8051； DS18B20； BP01； A/D转换I毕业设计(论文) Abstract AbstractThis system design is the human body health monitor system whichcontrols based on the monolithic integrated circuit, this system needshealthily to examine the human body three health body drafts:Palpitation, body
3、temperature, blood pressure. Are composed by the hardware and the software two parts. First is the palpitation examines, will examine the palpitation signalusing the piezoelectric pick-up to transform into the electricalsignal transports again through the integration puts transforms thesignal which
4、the monolithic integrated circuit will be allowed toreceive. Next is the temperature examination, uses mouth temperature sensorDS18B20 to carry on the temperature examination, because this chipuses the single main line pattern, strictly carries on the temperatureexamination in the programming proces
5、s according to this chipread-write succession. Is the blood pressure examination once more, transforms into usingpressure transmitter BP01 the blood pressure the electrical signal,transforms through the ADC0809 modulus switch for the digital signaldemonstrates through monolithic integrated circuit p
6、rocessing. Moreover also includes the monolithic integrated circuit powercircuit, ultra limits the alarm circuit, repositions the electriccircuit as well as the keyboard electric circuit.This system research is advantageous to the development to the humanbody health examination need, has very many a
7、dvantage to the dailylife improvement, has the very high practical valueKey wordMonolithic integrated circuit 8051; DS18B20; BP01; A/D transformation II毕业 (论 文) 目录目 录III中文摘要及关键字-I-英文摘要及关键字-II-绪论- 1 -1. 总体方案- 2 -11方案论证及系统工作原理- 2 -12 总体方案图- 2 -2硬件设计- 3 -21主控芯片MCS51介绍- 3 -22 ADC0809的介绍- 8 -23心跳检测原理设计-
8、10 -24温度检测的原理及设计- 11 -25血压检测电路原理及设计- 15 -26其他电路设计- 17 -27 硬件总电路图- 17 -3软件设计- 18 -31主程序流程图- 18 -32 子程序流程图- 19 -321心跳检测流程- 19 -322温度检测流程图- 20 -323血压检测流程图- 21 -33主程序清单- 22 -34子程序清单- 25 -341心跳子程序：- 25 -342温度检测子程序：- 27 -343血压检测子程序：- 31 -结论- 33 -致 谢- 35 -参考文献- 36 -附录一- 37 -附录二- 41 -毕业 (论 文) 绪论绪论当今社会，随着科技发
9、展的日新月异，特别是计算机技术突飞猛进的发展，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，同时计算机也越来越广泛的被应用到人们的生活、工作领域的各个方面。单片微型计算机以其其体积小、功能强、速度快、价格低等优点，在数据处理和实时控制等应用中有着无以伦比的优越性，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中。随着微控制技术（以软件代硬件的高性能控制技术）的日益完善和发展，单片机的应用必将导致传统控制技术发生巨大的变化。单片微型计算机的应用广度和深度，已经成为一个国家科技水平的一项重要标志。为了进一步加深对
10、单片机及其接口的理解，掌握一般的软硬件的设计方法，巩固大学四年之所学，也给自己一个实践锻炼的机会，几个月以来，我们全心投入本次毕业设计-人体基本健康监测器。本系统用于实时监测人体的基本生命体征：心跳、体温、血压。传统测量方法尤其是血压的测量，即使用血压计的测量，操作过程比较复杂需要有专业人士完成，不能完全满足对人体基本健康动态的一个随时掌握的要求。而人体基本健康监测器集测量心跳、体温、血压、为一体，并用单片机加以处理控制，普通人群都可以方便使用，而不需要具备专业的医疗知识，相信这一点肯定倍受广大群众的青睐。在不断的发现问题，思考问题，解决问题之后，我们基本完成了毕业设计任务。但由于时间以及经验
11、有限加之缺乏实际的检验，我们的设计肯定有许多不足之处，望老师能给予进一步指正及帮助。在本次设计中我与张锡阳同学一组，完成这个课题，他主要负责硬件部分设计，我本人主要负责软件部分的编写。所以本论文在介绍硬件部分的基础上将重点介绍软件部分的编写。- 41 -毕业 (论 文) 总体方案1. 总体方案 1.1 方案论证及系统工作原理 本系统通过键盘设定三种工作方式：心跳检测，人体体温检测，血压检测。 心跳检测采用传感器将心跳转换成单片机可以接受的信号，每跳动一次就产生一个脉冲，让单片机产生一个中断，每中断一次就进行一次计数，每分钟进行一次采样进行统计心跳数。人体体温检测利用芯片DS18B20这个数字温
12、度传感器进行温度测量。测的数据通过CD4511进行译码，输入数码管进行显示。测的数据如果超限则进行报警。血压检测利用BP01型压力传感器将压力信号转化为电信号经过运放由ADC0809转化为数字量送入单片机处理。如果血压超限则报警。 该方案可以有效、实时的测量心跳、体温、血压这些要求监测参数，能够达到系统设计的各项指标，设计方案是切实可行的。 1.2总体方案图显示心跳，温度电路温度，心跳的超限报警电路键盘 单 片 机心跳的检测电路温度传感器电路 血压传感器 2 硬件设计2.1主控芯片MCS51介绍主要功能MCS-51单片机采用的是冯.诺伊曼提出的经典计算机体系结构框架，即一台计算机是由运算器、控
13、制器、存储器、输入设备和输出设备共五个基本部分组成。MCS-51单片机在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等。MCS-51单片机的系统结构框图如图1所示。图MCS-51单片机系统结构框图 由图可以看出，单片机内部主要包含下列几个部件：8位CPU 片内带震荡器，震荡频率f范围为1.212MHz:可有时钟输出 128个字节的片内数据存储器 4K字节的片内程序存储器 程序存储器的寻址范围为64K字节 片外数据存储器的寻址范围为64K字节 4个8位并行I/O接口:P0、P1、P2、P3 2个16位定时器/计数器 中断系统有5个中断源 MCS51单片机内部结构 MCS
14、51单片机芯片内部结构框图如图2所示。图 2 MCS51单片机芯片内部结构 CPU 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。CPU是单片机的核心部件，由运算器和控制器两部分电路组成。 运算器电路 运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。运算电路以ALU为核心单元，可以完成半字节、单字节以及多字节数据的运算操作，其中包括加、减、乘、除、十进制调整等算术运算以及与、或、异或、求补和循环等逻辑操作，运算结果的状态由状态寄存器保存。 控制器电路 控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。 定时器/计数器 MCS51单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器
