【毕业设计】基于单片机心跳体温血压系统仿真设计（原理图+仿真+演示视频+论文）

任务书

以单片机为控制核心，设计一种电子血压计，同时具有测量体温的功能。该系统利用压力传感器采集压力信号，通过温度传感器采集温度信号，整个系统包括处理模块、测量模块、信号处理模块、显示模块以及电源处理模块；血压和体温通过按键进行切换。
基本要求：
1、用Proteus完成整体硬件设计原理图；
2、基于Keil C51编写软件，编译出所需的实际程序；
3、在Proteus硬件原理图中通过仿真验证的方式确定该电子血压计的可操作

本设计利用红外光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。测量范围限可以用按键调节，并进行声音报警，测量结果以数字方式显示，测量精确到2次/分。同时还可以设定上限次数和下限次数，当测量的范围超过设定的范围则驱动蜂鸣器报警提醒，结果最终可以把采集到的脉搏信号显示在LCD1602上。
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参考设计文章

设计说明书

摘要

本设计要求设计基于单片机的电子血压计，运用单片机原理，结合传感器电 路，设计一个电子血压计并且具有测量体温功能。可以通过切换系统来实现血压 和体温的精确测量，测量结果将用数码管显示出来，要求设计仿真电路图，编写 程序。实际性能满足要求，可演示测量效果，记录结果。该电子血压计使用血压 触感器进行血压数据收集，再通过放大电路将采集的模拟信号进行放大，使其转 化为单片机可以接收的电压值，主控器内的数模转换器可以将模拟信号转化成数 字信号，最后在数码管上显示出血压值。这样就完成了血压的测量。也可以把收 集到的体温数据转换成数字信号，在显示电路上得到数据。这种血压计操作简单, 非医护人员也可以使用。而且它能更精确的测量出血压值和体温值，减少了误差 的存在。
这种血压计是将传感技术与单片机有机结合而成的，它的结构应该保证完成 三项基本流程：感应血流的压力，并能够将信号转变成压电信号；利用单片机技 术判断高压与低圧；在屏幕上显示测量结果。对于传感器的要求是：高性能低成 本的，灵敏度要高，测量范围倒不需要很大。能根据血压变动及时抓住高、低压 体积小，集成度高，抗干扰能力强，可靠性高，价格低，程序简单，运用灵活， 易于实现产品化的单片机；使用具有显示清晰，亮度高，寿命长等优点的显示器。
水银血压计能直接测得血压值，较为直观，准确性和可靠性很好，价格低廉, 其缺点是较重，携带不方便，且需要用听诊器不是专业的医护人员无法使用，弹 簧式血压计有以下优点，携带方便，操作简单，但是准确度不高，维修起来很不 方便，刻度数值较小，需要听诊器听力视力不好的老人使用起来比较困难，而我 们将要开发的电子血压计克服了以上血压计的缺点，方便易学，能自动显示血压 测量值，可以提供脉搏读数，更为方便的监测血压变化，随着科技的发展，降低 了血压计的生产成本，未来将会有很大的发展空间。

设计说明书及设计文件

```C
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include “adc0832.h”
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long /* 宏定义 /
#define LCD_DATA P0 / 定义P0口为LCD_DATA */

sbit LCD_RS = P2 ^ 5;
sbit LCD_RW = P2 ^ 6;
sbit LCD_E = P2 ^ 7; /* 定义LCD控制引脚 */

sbit Xintiao = P1 ^ 0; /* 心率检测输入端定义 /
sbit speaker = P2 ^ 4; / 蜂鸣器引脚定义 */
sbit DQ = P3 ^ 7;

uchar blood = 0;

void delay5ms( void ); /* 误差 0us */

void LCD_WriteData( uchar LCD_1602_DATA ); /LCD1602数据写入***/

void LCD_WriteCom( uchar LCD_1602_COM ); /LCD1602命令写入***/

void lcd_1602_word( uchar Adress_Com, uchar Num_Adat, uchar *Adress_Data ); /1602字符显示函数，变量依次为字符显示首地址，显示字符长度，所显示的字符/

void InitLcd(); /* 液晶初始化函数 */

void Tim_Init();

uchar Xintiao_Change = 0; /* */
uint Xintiao_Jishu;
uchar stop;
uchar View_Data[3];
uchar View_L[3];
uchar View_H[3];
uchar Xintiao_H = 100; /*上限 */
uchar Xintiao_L = 40; /*下限 */
uint wendu = 0;

uchar Key_Change;
uchar Key_Value; /*按键键值 /
uchar View_Con; / 设置的位（0正常工作，1设置上限，2设置下限） */
uchar View_Change;

uchar bloodL = 139;
uchar bloodH = 160;
uint tempL = 360;
uint tempH = 373;

/延时子程序/
void Delay_DS18B20( int num )
{
while ( num-- )
;
}

/初始化DS18B20/
void Init_DS18B20( void )
{
unsigned char x = 0;
DQ = 1; /* DQ复位 */
Delay_DS18B20( 8 ); /*稍做延时 /
DQ = 0; / 单片机将DQ拉低 /
Delay_DS18B20( 80 ); / 精确延时，大于480us /
DQ = 1; / 拉高总线 */
Delay_DS18B20( 34 );
}

/读一个字节/
unsigned char ReadOneChar( void )
{
unsigned char i = 0;
unsigned char dat = 0;
for ( i = 8; i > 0; i-- )
{
DQ = 0; /* 给脉冲信号 /
dat >>= 1;
DQ = 1; / 给脉冲信号 */
if ( DQ )
dat |= 0x80;
Delay_DS18B20( 4 );
}
return(dat);
}

void WriteOneChar( unsigned char dat )
{
unsigned char i = 0;
for ( i = 8; i > 0; i-- )
{
DQ = 0;
DQ = dat & 0x01;
Delay_DS18B20( 5 );
DQ = 1;
dat >>= 1;
}
}

/读取温度/
unsigned int ReadTemperature( void )
{
unsigned char a = 0;
unsigned char b = 0;
unsigned int t = 0;
float tt = 0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar( 0xCC ); /* 跳过读序号列号的操作 /
WriteOneChar( 0x44 ); / 启动温度转换 /
Init_DS18B20();
WriteOneChar( 0xCC ); / 跳过读序号列号的操作 /
WriteOneChar( 0xBE ); / 读取温度寄存器 /
a = ReadOneChar(); / 读低8位 /
b = ReadOneChar(); / 读高8位 /
t = b;
t <<= 8;
t = t | a;
tt = t * 0.0625;
t = tt * 10 + 0.5; / 放大10倍输出并四舍五入 */
return(t);
}

/*

• =====================================================================================
• =====================================================================================
• =====================================================================================
  */

void main() /* 主函数 */
{
InitLcd();
Tim_Init();

lcd_1602_word( 0x80, 16, "Heart Rate:     " );          /* 初始化显示 */
lcd_1602_word( 0xC0, 16, "Te:      BP:    " );          /* 显示第二行数据 */
TR0	= 1;
TR1	= 1;                                            /* 打开定时器 */
while ( 1 )                                             /* 进入循环 */
{if ( View_Con == 0 ){wendu = ReadTemperature();lcd_1602_word( 0xC0, 3, "Te:" );        /* 显示第二行数据 */if ( wendu != 0 && wendu !=850){LCD_WriteCom( 0x80 + 0x40 + 3 );LCD_WriteData( wendu / 100 + 0x30 );LCD_WriteData( wendu % 100 / 10 + 0x30 );LCD_WriteData( '.' );LCD_WriteData( wendu % 100 % 10 + 0x30 );LCD_WriteData( 0xdf );if(wendu>350 && wendu<450) {if (wendu >= tempH || wendu < tempL )       /* 不在范围内报警 */speaker = 0;                                                                            /* 蜂鸣器响 */elsespeaker = 1;}}lcd_1602_word( 0xC0 + 8, 4, " BP:" );                   /* 显示第二行数据 */LCD_WriteCom( 0x80 + 0x40 + 12 );LCD_WriteData( blood / 100 + 0x30 );LCD_WriteData( blood % 100 / 10 + 0x30 );LCD_WriteData( blood % 100 % 10 + 0x30 );lcd_1602_word( 0xC0 + 15, 1, " " );                     /* 显示第二行数据 */if (blood >= bloodH || blood < bloodL )       /* 不在范围内报警 */speaker = 0;                                                                            /* 蜂鸣器响 */elsespeaker = 1;}if ( Key_Change )                                               /*有按键按下并已经得出键值 */{Key_Change	= 0;                                    /* 将按键使能变量清零，等待下次按键按下 */View_Change	= 1;switch ( Key_Value )                                    /* 判断键值 */{case 1:                                                 /* 设置键按下 */{View_Con++;                                     /* 设置的位加 */if ( View_Con == 3 )                            /* 都设置好后将此变量清零 */View_Con = 0;break;                                          /* 跳出，下同 */}case 2:                                                 /* 加键按下 */{if ( View_Con == 2 )                            /* 判断是设置上限 */{if ( Xintiao_H < 150 )                  /*上限数值小于150 */Xintiao_H++;                    /*上限+ */}if ( View_Con == 1 )                            /* 如果是设置下限 */{if ( Xintiao_L < Xintiao_H - 1 )        /*下限值小于上限-1（下限值不能超过上限） */Xintiao_L++;                    /*下限值加 */}break;}case 3:                                                 /* 减键按下 */{if ( View_Con == 2 )                            /* 设置上限 */{if ( Xintiao_H > Xintiao_L + 1 )        /*上限数据大于下限+1（同样上限值不能小于下限） */Xintiao_H--;                    /*上限数据减 */}if ( View_Con == 1 )                            /* 设置下限 */{if ( Xintiao_L > 30 )                   /*下限数据大于30时 */Xintiao_L--;                    /*下限数据减 */}break;}}}if ( View_Change )                                              /* 开始显示变量 */{View_Change = 0;                                        /* 变量清零 */if ( stop == 0 )                                        /* 心率正常时 */{if ( View_Data[0] == 0x30 )                     /* 最高位为0时不显示 */View_Data[0] = ' ';}else   {                                               /* 心率不正常（计数超过5000，也就是两次信号时间超过5s）不显示数据 */View_Data[0]	= ' ';View_Data[1]	= ' ';View_Data[2]	= ' ';}switch ( View_Con ){case 0:                                                 /* 正常显示 */{lcd_1602_word( 0x80, 16, "Heart Rate:     " );  /* 显示一行数据 */lcd_1602_word( 0x8d, 3, View_Data );            /* 第1行显示心率 */break;}case 1:                                                 /* 设置下限时显示 */{lcd_1602_word( 0x80, 16, "Heart Rate:     " );  /* 第一行显示心率 */lcd_1602_word( 0x8d, 3, View_Data );View_L[0]	= Xintiao_L / 100 + 0x30;       /* 将下限数据拆字 */View_L[1]	= Xintiao_L % 100 / 10 + 0x30;View_L[2]	= Xintiao_L % 10 + 0x30;if ( View_L[0] == 0x30 )                        /* 最高位为0时，不显示 */View_L[0] = ' ';lcd_1602_word( 0xC0, 16, "Warning L :     " );  /* 第二行显示下限数据 */lcd_1602_word( 0xCd, 3, View_L );break;}case 2:                                                 /* 设置上限时显示（同上） */{lcd_1602_word( 0x80, 16, "Heart Rate:     " );lcd_1602_word( 0x8d, 3, View_Data );View_H[0]	= Xintiao_H / 100 + 0x30;View_H[1]	= Xintiao_H % 100 / 10 + 0x30;View_H[2]	= Xintiao_H % 10 + 0x30;if ( View_H[0] == 0x30 )View_H[0] = ' ';lcd_1602_word( 0xC0, 16, "Warning H :     " );lcd_1602_word( 0xCd, 3, View_H );break;}}}
}

}

void Time1() interrupt 3 /* 定时器1服务函数 /
{
static uchar Key_Con, Xintiao_Con;
TH1 = 0xd8; / 10ms /
TL1 = 0xf0; / 重新赋初值 /
blood = choiceADC( 0 ); / 读取ADC数值 /
switch ( Key_Con ) / 无按键按下时此值为0 /
{
case 0: / 每10ms扫描此处 /
{
if ( (P3 & 0x07) != 0x07 ) / 扫描按键是否有按下 */
{
Key_Con++; /*有按下此值加1，值为1 /
}
break;
}
case 1: / 10ms后二次进入中断后扫描此处（Key_Con为1） /
{
if ( (P3 & 0x07) != 0x07 ) / 第二次进入中断时，按键仍然是按下（起到按键延时去抖的作用） /
{
Key_Con++; / 变量加1，值为2 /
switch ( P3 & 0x07 ) / 判断是哪个按键按下 /
{
case 0x06: Key_Value = 1; break; / 判断好按键后将键值赋值给变量Key_Value /
case 0x05: Key_Value = 2; break;
case 0x03: Key_Value = 3; break;
}
}else { / 如果10ms时没有检测到按键按下（按下时间过短） /
Key_Con = 0; / 变量清零，重新检测按键 /
}
break;
}
case 2: / 20ms后检测按键 /
{
if ( (P3 & 0x07) == 0x07 ) / 检测按键是否还是按下状态 */
{
Key_Change = 1; /*有按键按下使能变量，（此变量为1时才会处理键值数据） /
Key_Con = 0; / 变量清零，等待下次有按键按下 */
}
break;
}
}

switch ( Xintiao_Con )                                  /* 此处与上面按键的检测类似 */
{
case 0:                                                 /* 默认Xintiao_Con是为0的 */
{if ( !Xintiao )                                 /* 每10ms（上面的定时器）检测一次是否有信号 */{Xintiao_Con++;                          /* 如果有信号，变量加一，程序就会往下走了 */}break;
}
case 1:
{if ( !Xintiao )                                 /* 每过10ms检测一下信号是否还存在 */{Xintiao_Con++;                          /* 存在就加一 */}else  {Xintiao_Con = 0;                        /* 如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测 */}break;
}
case 2:
{if ( !Xintiao ){Xintiao_Con++;          /* 存在就加一 */}else  {Xintiao_Con = 0;        /* 如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测 */}break;
}
case 3:
{if ( !Xintiao ){Xintiao_Con++;                                                                                          /* 存在就加一 */}else  {Xintiao_Con = 0;                                                                                        /* 如果不存在了，检测时间很短，说明检测到的不是信号，可能是其他干扰，将变量清零，跳出此次检测 */}break;
}
case 4:
{if ( Xintiao )                                                                                                  /* 超过30ms一直有信号，判定此次是信号，执行以下程序 */{if ( Xintiao_Change == 1 )                                                                              /* 心率计原理为检测两次脉冲间隔时间计算心率，变量Xintiao_Change第一次脉冲时为0的，所有走下面的else，第二次走这里 */{View_Data[0]	= (60000 / Xintiao_Jishu) / 100 + 0x30;View_Data[1]	= (60000 / Xintiao_Jishu) % 100 / 10 + 0x30;View_Data[2]	= (60000 / Xintiao_Jishu) % 10 + 0x30;if ( ( (60000 / Xintiao_Jishu) >= Xintiao_H) || ( (60000 / Xintiao_Jishu) <= Xintiao_L) || tempL >= wendu )       /* 不在范围内报警 */speaker = 0;                                                                            /* 蜂鸣器响 */elsespeaker = 1;                                                                            /*不响 */View_Change	= 1;                                                                            /* 计算出心率后启动显示 */Xintiao_Jishu	= 0;                                                                            /* 心跳计数清零 */Xintiao_Change	= 0;                                                                            /* 计算出心率后该变量清零，准备下次检测心率 */stop		= 0;                                                                            /* 计算出心率后stop清零 */TR0		= 0;/**   wendu=ReadTemperature();*   TR1=0;*/}else  { /* 第一次脉冲时Xintiao_Change为0 */Xintiao_Jishu	= 0;                                                                            /*脉冲计时变量清零，开始计时 */Xintiao_Change	= 1;                                                                            /* Xintiao_Change置1，准备第二次检测到脉冲时计算心率 */TR0		= 1;}Xintiao_Con = 0;                                                                                        /* 清零，准备检测下一次脉冲 */break;}
}
}

}

/定时器T0工作函数/
void Time0() interrupt 1
{
TH0 = 0xfc; /* 1ms /
TL0 = 0x18; / 重新赋初值 /
Xintiao_Jishu++; / 心跳计数加 /
if ( Xintiao_Jishu == 5000 ) / 心跳计数大于5000 /
{
Xintiao_Jishu = 0; / 数据清零 /
View_Change = 1; / 显示位置1 /
Xintiao_Change = 0; / 置零，准备再次检测 /
stop = 1; / 心跳计数超过5000后说明心率不正常或者没有测出，stop置1 /
speaker = 1; / 关闭蜂鸣器 */
}
}

/定时器初始化函数/
void Tim_Init()
{
EA = 1; /* 打开中断总开关 /
ET0 = 1; / 打开T0中断允许开关 /
ET1 = 1; / 打开T1中断允许开关 /
TMOD = 0x11; / 设定定时器状态 /
TH0 = 0xfc; / 1ms /
TL0 = 0x18; / 赋初值 */

TH1	= 0xd8; /* 10ms */
TL1	= 0xf0; /* 赋初值 */

}

/Adress_Com显示地址，Num_Adat显示字符数量，Adress_Data显示字符串内容/
void lcd_1602_word( uchar Adress_Com, uchar Num_Adat, uchar *Adress_Data )
{
uchar a = 0;
uchar Data_Word;
LCD_WriteCom( Adress_Com ); /*选中地址 /
for ( a = 0; a < Num_Adat; a++ ) / for循环决定显示字符个数 */
{
Data_Word = Adress_Data; / 读取字符串数据 /
LCD_WriteData( Data_Word ); / 显示字符串 /
Adress_Data++; / 显示地址加一 */
}
}

/1602函数****/
void LCD_WriteData( uchar LCD_1602_DATA ) /LCD1602数据写入***/
{
delay5ms(); /* 操作前短暂延时，保证信号稳定 */
LCD_E = 0;
LCD_RS = 1;
LCD_RW = 0;
nop();
LCD_E = 1;
LCD_DATA = LCD_1602_DATA;
LCD_E = 0;
LCD_RS = 0;
}

/LCD1602命令写入***/
void LCD_WriteCom( uchar LCD_1602_COM )
{
delay5ms(); /* 操作前短暂延时，保证信号稳定 */
LCD_E = 0;
LCD_RS = 0;
LCD_RW = 0;
nop();
LCD_E = 1;
LCD_DATA = LCD_1602_COM;
LCD_E = 0;
LCD_RS = 0;
}

void InitLcd() /* 初始化液晶函数 /
{
delay5ms();
delay5ms();
LCD_WriteCom( 0x38 ); / display mode /
LCD_WriteCom( 0x38 ); / display mode /
LCD_WriteCom( 0x38 ); / display mode /
LCD_WriteCom( 0x06 ); / 显示光标移动位置 /
LCD_WriteCom( 0x0c ); / 显示开及光标设置 /
LCD_WriteCom( 0x01 ); / 显示清屏 */
delay5ms();
delay5ms();
}

void delay5ms( void ) /* 5ms延时函数 */
{
unsigned char a, b;
for ( b = 185; b > 0; b-- )
for ( a = 12; a > 0; a-- )
;
}