在计算机技术以及电子电路技术和传感器技术迅猛发展的今天，同时伴随着5G和互联网的快速普及和入网的终端设备以及覆盖的人群越来越广，远程医疗、健康实时检测等概念被不断提出，所以在生命健康检测方面又有了很多的新的、符合时代、需要满足用户多样化需求的移动监测身体健康状况的设备和终端。因此提出和研发用于医疗以及个人用户的生命体检和健康实时监测设备是非常有意义的一件事。本文就是基于这样的出发点，基于ARM的Crotex-M3内核的STM32F103C8T6这一款单片机控制芯片，设计开发出了一款实用的脉搏和心率监测设备，为终端用户提供了稳定和可靠的心率监测服务，为用户的身体健康提供数据支持。主要使用的元器件有温湿度传感器、脉搏心率传感器、LED指示灯、OLED显示屏等。主要实现的功能是不仅能够实施的检测用户的实时心率状态，同时也可以监测当前环境的温湿度信息，为用户提供准确环境信息参考。
目录
一、 引言 1
(一) 本课题研究的背景和意义 1
(二) 国内的相关市场的研究 1
(三) 本文研究的主要内容以及文章的写作思路 1
二、 本系统的需求分析 3
(一) 系统总体硬件框架以及需求分析 3
(二) 实现心率测量的具体方法 3
三、 主要元器件选型和硬件电路设计 5
(一) 单片机的选型方案及其最小系统设计 5
(二) 供电方案的选择与硬件电路的设计 6
(三) 心率测量方案的选择以及心率测量电路的设计 8
(四) 屏幕显示器件的选择以及驱动电路 8
(五) AT24C08数据储存电路 9
四、 系统的软件设计 11
(一) 系统总流程图与软件框架设计 11
(二) 心率传感器采集流程 12
五、 实物整体调试与运行 13
六、 总结与展望 15
七、 致谢 16
八、 参考文献 17
附录一 系统原理图 18
附录二 系统PCB设计图 19
附录三 所用的元器件型号与数目 20
附录四 系统程序源代码 22
引言
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/> 本课题研究的背景和意义
自古以来，医学的发展就是和脉搏是分不开的。古时候的望闻问切，其中切指的就是切脉，资深的中医医生可以从脉象中获取一个人的健康状况信息，由此可见脉搏信息的重要性。其包含了大量的人体健康信息，我国的医学著名著作《脉经》从公元三世纪就已经诞生，并且作为中医中的重要手段和分支也一直延续发展至今，这也是中医中的最具代表性的一种诊疗方式。这种针对方式与西医不同是，他不需要金钱投资大量的专业仪器与设备，也不需要类似于西医中做胃镜时，还需要将相关的设备从口腔食管深入到胃里面去，这种诊疗方式不仅可以节约大量的金钱成本，以降低了患者的很多痛苦，是一种低成本，无痛苦的快速的诊疗方式。医生仅通过手指打在腕部脉搏位置就可以得知患者的健康状况，这种方式凭着低沉本，无痛苦，快捷便利的特点非常容易被患者认可与接受。
对于生命健康需要实时监测的病人，比如说是做手术或者ICU的病人，再或者是心脏有疾病的患者，这类人的脉搏信息需要实时的监测，并且需要稳定的记录一个时段内的信息为医生判断进行数据支持，这时候采用这种传统的方式测量就显得效率非常低了。近年来医疗检测行业涌现出了大量的脉搏测量设备，并由此形成了全新的脉搏测量手段。新阶段这种测量仪器使用的范围越来越广泛，不仅是医院在用，也不仅限于医疗设备，就连现在比较热门的智能手表与智能手环都有这样的功能。这种智能和微型的脉搏测量设备的普及，大大提高了人们对自身健康的关注度，也降低了他们只能去医院使用的专业仪器的成本。
国内的相关市场的研究
这里不得不提的就是国内市场今年来流行的智能穿戴设备，很多的大型企业，比如说国内的华为、小米等企业也都陆续推出了智能手环与智能手表，这种设备将传统的石英手表与现代的电子技术相结合，内部集成了多种高精度的传感器，能够实时的采集脉搏的值，同时也能够将数据通过无线的低功耗的蓝牙传输到手机上，通过厂商的大数据能够智能分析出用户当前的身体健康状况，这方面的市场前景非常好。
本文研究的主要内容以及文章的写作思路
根据上文的说明，本文的设计目标主要就是设计一个能够实时测量用户脉搏心率的设备，同时可以显示当前环境中的温湿度。在脉搏信息超标时，能够进行指示灯提示，以提醒用户。本论文一共十一个章节，分别介绍了以下方面：
一是绪论，主要说明了本文的研究背景以及相关市场的研究现状，目的就是说明本文的研究意义和研究目的。
二是说明了本设计所使用的主要元器件和主要的硬件电路设计，包括了测量温湿度的电路，脉搏测量电路的硬件设计以及采集方法，还有数据超标时的报警电路。
三主要说明了系统的软件设计，包括整体软件框架的软件流程图以及脉搏心率测量传感器的工作原理。
四是说明了本设计实物制作完成之后主要的调试和测量步骤。
五是总结了本文的主要收获以及下步的努力方向。
六是论文的额致谢部分。
七是本文的参考文献部分。
最后的几部分就是依次附录了本文的硬件原理图和PCB设计图以及元器件的BOOM表以及程序的源代码。
本系统的需求分析
系统总体硬件框架以及需求分析
根据此系统设计阶段的开发需求以及用户的设计使用情况考虑，本设计主要实现的功能有：使用STM32构建最小运行环境，设计一个稳定的电源电路便于给整个系统提供稳定的电源使用，能够实现本系统主要功能的心率采集模块，此部分需要通过心传感器采集脉搏的信号，再通过单片机的定时器进行心率的数值计算。最后还能够将以上采集的所有数据进行统一显示到显示屏上给用户进行查看。
所以综合分析以上所要实现的功能，同时综合利用模块化设计整个硬件的思路，设计出本系统所需要的各种基本硬件电路。


图1.1 系统硬件框图

原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/608421.html