江西财经大学本科毕业设计
图2-3 STC12C5A60S单片机
由于本次设计对单片机要求不高，出于成本的考虑以及学习中对前者接触更多，决定采用STC89C52作为本次设计的主控芯片。
2.3 心率传感器选择
市场上有许许多多关于心率值测量的电子仪器，不仅准确度高而且使用很方便，但是售价颇高。一般心率计测量心率有以下两种方法：釆用压电式或者光电式传感器实现。
（1）压电式传感器
压电式传感器由压电式元件构成，在受到压力时表面产生电荷，它的的检测原理是使用压力传感器将人体脉搏产生的震动转换成模拟电信号。压电式传感器的输出信号比较大，对放大电路要求不高，不仅如此，压电式压电传感器还具有频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、稳定性高和重量轻成本低等优点。压电传感器如图2-4所示。
图2-4 压电式传感器
（2）光电式传感器
光电式传感器是基于光电效应的传感器，指在受到紫外光到红外光的照射下
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会产生光电效应，从而将光能量转化为电信号的一类器件。光电式传感器的检测原理是利用人体内血液流动时对光的透过率或反射率不同而将脉搏信号转换成电信号。这种方法一般采用对射式和反射式两种方式。对射式是将一个LED发射管和一个接收管相对放置，反射式是将LED发射管和接收管朝向一致的放置在同一侧，手指血管中的血流量的变化会引起光电接收管的输出电流变化，从而检测出心率。相比对射式，反射式光电传感器接触点在同一侧，避免了因肤质问题造成的测量误差。一般医学上采用指夹式心率传感器检测心率，如图2-5所示。
图2-5 指夹式心率传感器
综上所述，从传感器的制作工艺、材料的选取、受外界的干扰信号的干扰程度和制作过程中放大整形电路的处理难易程度上考虑，本次设计采用松恩电子生产的集成SON1303心率传感器的SON1205模块获取率值。
2.4 温度传感器选择
温度传感器是温度传感模块的核心部分，品种繁多，有接触式和非接触式之分，接触式主要有热电式传感器，热电偶传感器，热电阻传感器三种。
（1）热电偶传感器
如图2-6所示，采用热电偶传感器测量温度。热电偶传感器具有装配简单，测量范围广，测量精度高，响应快，使用寿命长，耐压性能好的优点，但价格较高。
图2-6 热电偶传感器
（2）热电阻传感器
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热电阻传感器电阻温度特性稳定，复现性好，没有参比度误差问题，测量精度高；有较大的测量范围，特别是在低温方面；易于使用在自动测量方面。热电阻传感器如图2-7所示。
图2-7 热电阻传感器
（3）可编程数字温度传感器DS18B20
DS18B20具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的优点，输出数字信号，只需要一根IO线便可直接与单片机直接通信。温度传感器DS18B20如图2-8所示。
图2-8 DS18B20
热电偶和热敏电阻温度传感器都是把温度转化为模拟电信号，这种传感器与仪表之间通常都连接一根专门的价格较高的温度补偿线，如果补偿线太长，还会影响到测量准确度。DS18B20传感器是将温度转化为数字电信号的传感器，用其采集温度则可以避免这一类问题，并且DS18B20只需要一个I/O口便可以与MCU直接进行通信，不仅价格更低而且精度更高，所以采用DS18B20作为本次设计的温度传感器是最好的选择。
2.5 时钟芯片选择
本次设计采用STC89C52作为主控芯片，芯片内部有时钟计时功能。故时钟芯片选择有以下两种方案。
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（1）采用内部时钟计时。 （2）采用时钟芯片DS1302。
采用内部时钟计时，虽然可以降低成本、节省IO口，但是其内部振荡器使用的是阻容震荡，不仅精度不高，而且温漂也比较大，如果使用了串口或者PWM等对时钟比较敏感的功能，会使得时钟产生混乱。而采用时钟芯片DS1302，不仅可以对时间进行时分秒计时还可以对年月日周进行计时，就算使用串口等对时钟比较敏感的功能，也不会产生任何影响，而且在接通备用电源的情况下就算系统掉电DS1302还会继续计时，免去了每次都要设置时间的麻烦。所以选择DS1302。
2.6 显示器选型
本次设计可采用以下两种方案作为显示器。 （1）采用数码管显示。
数码管是一类通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字或者一些简单字符的显示屏。在家电方面运用较多，像洗衣机、电饭煲、微波炉上都能轻松的看到它的身影，很大一部分原因是因此其价格便宜针对性强。数码管如图2-9所示。
图2-9 数码管
数码管共有a、b、c、d、e、f、g、dp这8个段，每一个段都可以看成LED小灯，其可以看成由8个LED小灯组成。数码管的动态显示其实就是轮流点亮数码管，利用人的余晖效应让数码管同时显示实现动态显示。由于数码管LED灯的点亮时间只有短短的几ms，闪烁时间过快，人眼根本无法感知，像静态显示一样，不仅能够节省I/O口，而且功耗更低。
（2）采用LCD1602显示器显示。
1602液晶，顾名思义可知其容量，显示两行，每行显示16个字符。LCD1602液晶单元是容性负载，可视为无极性电阻，它的工作电压在4.5V到5.5V之间。由于LCD1602液晶单元在直流电压作用下会产生电解作用，因此必须要用交流电压供电，或者限定交流电压中直流成分不超过20mv。1602每行只能显示16个字
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符，它也只有16个引脚，16个引脚中有三个是读写选择和使能端，控制液晶的读写命令和数据，有八个是数据引脚，通过这八个数据引脚来读写数据命令，这里统一接到CPU的P0口上。LCD1602液晶显示屏的显示信息量大、寿命长和低电压供电等优点使其得到广泛运用。LCD1602如图2-10所示。
图2-10 LCD1602显示器
采用数码管显示时间温度数据简洁方便，十分明了，但是需要用到好几个数码管，占用I/O接口比较多，不仅极大地降低了I/O口的有效利用率，而且只能显示数字及a-f英文字符。虽然使用LCD1602在编程上比数码管显示的复杂性要高，但其占用的I/O资源相对较少，显示的内容也比数码管要多，显示数值的同时还可以显示英文字符串，所以使用LCD1602显示器显示。
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腕带式心率体温计设计 - 图文
