【毕业设计】项目教学法的应用——快速心率测试仪的设计缩写文

毕业论文缩写稿题目项目教学法应用快速心率测试仪的设计学生高飞学号20110311112专业电子信息工程指导教师李慧贞陕西科技大学职业教育师范学院2015年6月2日项目教学法应用快速心率测试仪的设计信工111班高飞指导教师李慧贞陕西科技大学职业教育师范学院陕西西安710021摘要项目教学法就是在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理信息的收集，方案的设计,项目实施及最终评价,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。本课题设计完成了一个基于52单片机的心率监测系统。系统以AT89C52单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，利用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管感应心跳脉冲，单片机通过脉冲累加得到心脏跳动次数，在数码管上显示心跳次数和时间。关键词心率测试仪，AT89C52单片机，光电传感器THEAPPLICATIONOFPROJECTTEACHINGTHEDESIGNOFTHERAPIDHEARTRATETESTERABSTRACTPROJECTTEACHINGMETHODISUNDERTHEGUIDANCEOFTHETEACHER,ISARELATIVELYINDEPENDENTPROJECTSREFERTOTHESTUDENTTHECOLLECTIONOFINFORMATION,SCHEMEDESIGN,PROJECTIMPLEMENTATIONANDFINALEVALUATION,UNDERSTANDANDGRASPTHEWHOLEPROCESSANDTHEBASICREQUIREMENTSINEVERYASPECTTHISPAPERPROPOSESANEWSYSTEMBASEDONASINGLECHIPMICROCOMPUTERANDTWOSENSORSOFANINFRAREDLIGHTEMITTINGDIODEANDAPHOTOTRANSISTORTHESENSORSDETECTHEARTBEATINGANDTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERGETSTHEFREQUENCYACCUMULATINGTHETIMESOFHEARTBEATINGTHETIMEISOBTAINEDBYTHEINNERTIMEROFTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERSYSTEMCANNOTONLYDISPLAYTHEHEARTRATE,THETESTTIMEONLINE,BUTALSOGIVEALARMINGASAREMINDINGWHENTHEHEARTRATEISNOTNORMALKEYWORDSHEARTINGRATEMONITORING，AT89C52SINGLECHIPMICROCOMPUTER，PHOTOELECTRICSENSOR1项目教学法跨专业课程又称为项目教学法，它是通过“项目”的形式进行教学。为了使学生在解决问题中习惯于一个完整的方式，所设置的“项目”包含多门课程的知识。项目教学法就是在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理信息的收集，方案的设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。项目教学法萌芽于欧洲的劳动教育思想，项目教育模式是建立在工业社会、信息社会基础上的现代教育的一种形式，它以大生产和社会性的统一为内容，以将受教育者社会化，以使受教育者适应现代生产力和生产关系相统一的社会现实与发展为目的，即为社会培养实用型人才为直接目的的一种人才培养模式。2心率测试仪的结构心率测量仪的设计，必须是通过采集人体心率变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的心率变化，最后要得出每分钟的心率次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化，有了这个系统的设计思路，本课题就此开始实施。21硬件系统设计光电心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、液晶显示、电源等部分。（1）光电传感器即将非电量红外光转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系通常是线性关系转换成便于测量的物理量如电压、电流或频率等输出。（2）信号处理即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路包括放大、滤波、整形等。3单片机电路即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括AT89S52、外部晶振、外部中断等）。（4）液晶显示即把单片机计算得出的结果用LCD1602来显示，便于直接准确无误的读出数据。（5）电源即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，可以是5V的直流的稳压电源。22工作原理本设计采用单片机AT89S52为控制核心，实现心率测量仪的基本测量功能。心率测量仪硬件框图如下图21图21的工作原理当手指放在红外线发射二极管和接收二极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到液晶显示。3软件系统设计主流程如图31所示。在软件设计中，一般采用模块化的程序设计方法，它具有明显的优点。把一个多功能的复杂的程序划分为若干个简单的、功能单一的程序模块，有利于程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的阅读性和可靠性，使程序的结构层次一目了然。应用系统的程序由包含多个模块的主程序和各种子程序组成。各程序模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，在具体需要时调用相应的模块即可。开始系统初始化P32是否为下降沿心率测量子程序LCD显示NY显示结果是否大于120或小于60LCD显示驱动蜂鸣器报警NY图31序流程图定时器中断程序流程如图32所示。保存心率数继续计时YYY到1S到60S处于检测返回NN按键检测定时器初值设定图32定时器中断程序流程定时器中断服务程序由一分钟计时、按键检测、有无测试信号判断等部分组成。当定时器中断开始执行后，对一分钟开始计时，1S计时到之后继续检测下1S，直到60S到了再停止并保存测得的心率次数。同时可以对按键进行检测，只要复位测试值就可以重新开始测试。主要完成一分钟的定时功能和保存测得的心率次数。INT中断程序流程如图33所示。外部中断服务程序完成对外部信号的测量和计算。外部中断采用边沿触发的方式，当处于测量状态的时候，来一个脉冲心率次数就加一，由单片机内部定时器控制一分钟，累加得出一分钟内的心率次数。没有处于检测状态时，按下按键检测开始，进行心率数的累加。定时器中断0进入处于检测心率数1等待按键按下返回NY图33INT中断程序流程参考文献1蔡启明自动心率测试仪的设计J数据采集与处理1995，10（2）2高峰单