基于51单片机的心率体温测试系统 - 图文

第六章 实物验证及结论

6.1 实物验证

此次实物电路先使用protel软件画出原理图，并通过原理图生成网表，最后生成相对应的PCB图，此次设计的电路PCB为单层的，其中一些连线不能绘制的通过跳线的方式进行连接，然后手工制作PCB板，通过熨斗将油印好的绘制电路烫到铜板上，然后通过化学药剂洗去多余的铜皮，最后给PCB的元器件摆放位置进行钻孔，购买元器件进行焊接，最后进行调试，通过调试发现其中相应电路问题，并做出相应修改和修正，最后调试成功，验证此次的设计切实可行，原理图，PCB图，实物图等请见附录。

此次的实物调试重点在于PT100体温信号的采集以及心率信号的采集。而PT100体温信号的采集属于一个模拟的变动不大的直流值，因此只要在调试过程对相应误差处理得到，则可得出准确的体温值，处理误差的方式可以通过软件补偿和硬件补偿两种方式，软件补偿通过实物的调试获取PT100本身所存在的误差，并在软件中对采集的值减去相对应的误差从而得到准确的值。硬件补偿一般用来补偿由于功放或电路本身所造成的误差，可以使用功放的电位器调节输出的误差值，使得采集的体温值准确。

而心率信号是通过红外对接法实现的，其波形本身是波动的波形信号，因此在实物调试中，存在着不小的难度，通过示波器去观察并进行一次次的实物电路修整，首先抓取未经过放大心率信号波形，如图所示，其电压幅度为几百毫伏：

图6.1.1 未经放大前的心率信号

经过放大后，电压幅值大幅度提升，但是其中的杂波信号依然存在，波形

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质量不佳，经示波器观察，波峰值约为10V左右如图所示：

图6.1.2 放大后未经滤波的心率信号

心率信号放大后，通过两级RC滤波后，经示波器观察其信号质量有明显改善，信号上的毛刺被消除，具体如下图所示：

图6.1.3 放大滤波后的心率信号

最后将该波形通过比较器输出为标准的方波波形信号，幅值为5V，周期大概在500ms-1s之间，基本符合一般人心跳的规律，达到心率采集的设计目的，具体波形如下：

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图6.1.4 比较器输出前后波形比较图

6.2 结论

在这几个月的设计中，我从搜集参考大量相关材料确定设计方向及思路，到最后原理图设计，PCB绘制，程序的编写，以及最后实物的焊接和调试，解决其中所遇到的有关问题，通过调试得出稳定的体温值以及稳定的心率脉冲信号，最终完成基于STC89C52单片机的体温心率计的设计。

体温心率计主要用于对人体的体温及心率的实时测试，以及报警功能，并附带时钟显示功能，通过按键设定相应心率和体温范围，以及实现自动存储功能。此次设计中涉及了多个方面的知识，首先在原理上提出了相应的硬件设计方案，接着画出了相应的硬件电路图，程序设计采用模块化的设计思想，先想好具体的程序编写方案，并通过软件流程图明确各模块的任务，接着进行具体C语言程序编写与调试，为以后在设计中熟练的使用相应的软件提供了基础，并且通过对实物的焊接与调试，增强了动手能力，了解到理论与实践上存在一定的差距，并对项目的具体设计环节有所了解和认知。此次的设计达到了预想的目的：学到了知识，提高了能力，完成了相关功能。

随着社会的发展，科学技术的不断提高，基于心率和体温方面的研究将不断进步，且相应的方法不断的创新和提高，而且性能和工作原理也不断的被完善，心率计的各个组成部分也将更加现代化、智能化。

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参考文献

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