便攜式單片機(jī)控制液晶顯示型心率計(jì)(06-100)

　　經(jīng)采集處理后得到的脈沖信號(hào)，通過P3.3引腳被輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)被設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式。因此，每次脈沖下降沿到達(dá)時(shí)，單片機(jī)就將被觸發(fā)并產(chǎn)生中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)；而當(dāng)下一次脈沖的下降沿到達(dá)時(shí)，單片機(jī)就對(duì)兩次脈沖間的時(shí)間間隔進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果就是心率。這個(gè)結(jié)果值，將通過P1口送至SMC1602A液晶顯示芯片的數(shù)據(jù)端口，從而被顯示出來。

　　在顯示心率值之后，單片機(jī)將對(duì)此心率值與80~120的人體正常脈搏范圍進(jìn)行比較。若此值X為80≤X≤120，液晶顯示芯片中會(huì)顯示“Very Good！”，以表示被測(cè)者心率正常；若此值不在80~120范圍之內(nèi)，即X＜80或者X＞120，那么，液晶顯示芯片中會(huì)顯示“A Little Bad！”，以便表示被測(cè)者心率出現(xiàn)不正常。

　　另外，為了提示用戶及時(shí)觀察心率值的顯示，電路中還設(shè)置了一個(gè)提示音的裝置。即每次脈沖到來時(shí)，單片機(jī)P3.7引腳所連接的蜂鳴器SP均會(huì)發(fā)出提示音，這樣，當(dāng)用戶第二次聽到這個(gè)提示音時(shí)，就表明1分鐘的脈搏計(jì)數(shù)顯示已經(jīng)完成。如此一來，結(jié)合前面心率采集處理電路中對(duì)于每次脈搏給予的點(diǎn)亮閃爍裝置，本心率計(jì)在使用時(shí)就可以通過聲光相結(jié)合的形式形象地把脈搏的快慢顯示出來。

　　此外，本心率計(jì)設(shè)計(jì)的有效測(cè)量顯示范圍為50次/分~199次/分。為避免可能出現(xiàn)的干擾的影響，單片機(jī)對(duì)兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間距進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)有干擾，即次數(shù)值不在設(shè)置的有效測(cè)量顯示范圍之內(nèi)時(shí)，則忽略該干擾而不顯示。這樣就更加降低了心率計(jì)在實(shí)際使用時(shí)出現(xiàn)誤差的可能性。

　　元器件選取

　　電路中單片機(jī)選用AT89C2051單片機(jī)。液晶顯示器芯片則選用SMC1602A，電路中用到的運(yùn)算放大器IC1為常用的四運(yùn)放LM324，它的四路分別分配給了IC1a、IC1b、IC1c和IC1d。本心率計(jì)的電源為7~9V直流電源，可以通過電池供電，也可通過交直流轉(zhuǎn)換后來獲取，正常工作時(shí)的工作電流為100mA。設(shè)計(jì)中使用的提示音裝置為普通蜂鳴器，也可用8Ω微型喇叭來代替。另外，單片機(jī)采用的是12MHz的晶振，若用其它頻率晶振，在軟件設(shè)計(jì)中就需進(jìn)行相應(yīng)修改。

　　在使用前的安裝時(shí)，可以將紅外線發(fā)射管D1和紅外線接收管Q1分別連接到一個(gè)夾子的兩端。將剩余的電路板等部件安裝于一個(gè)小盒中，為便于攜帶，小盒外部在電路安裝完畢后應(yīng)粘接一個(gè)可連接皮帶的裝置。為了方便使用時(shí)進(jìn)行按鍵和觀察，復(fù)位鍵K1、紅色發(fā)光二極管D3、蜂鳴器SP以及液晶顯示器芯片的顯示窗口均要在盒子上留出相應(yīng)放置的位置。同時(shí)液晶顯示的窗口還應(yīng)外加一個(gè)保護(hù)硬模，以免室外測(cè)量時(shí)的損壞。

　　在實(shí)際使用時(shí)，先將由圖1中紅外線發(fā)射管D1和紅外線接收管Q1構(gòu)成的檢測(cè)夾子裝置夾在被測(cè)者的任意一個(gè)檢測(cè)手指上，然后連通電源。若觀察到紅色發(fā)光二極管在閃爍，那就表明心率計(jì)能夠正常工作。此時(shí)，為保證觀察的準(zhǔn)確性，可以按下復(fù)位鍵K1使系統(tǒng)復(fù)位之后再重新開始測(cè)量并計(jì)數(shù)顯示。

　　注意在兩次聽到蜂鳴器的提示音之后，首先觀察到的結(jié)果是被檢測(cè)者的心率，然后就是這個(gè)心率是否正常的英文提示語。若顯示為“Very Good！”，則表示被檢測(cè)者心率正常；若顯示“A Little Bad！”，那么就表明被檢測(cè)者的心率不太正常了。