江西财经大学本科毕业设计
3 硬件电路设计
本设计以STC89C52单片机为核心，采用反射式式光电传感器SON1303采集心率信号，并通过集成运放SON3130对其进行放大、整形将心率模拟信号转化为方波信号并传输到单片机中，整个过程由集成模块SON1205完成，采用温度传感器DS18B20进行体温检测，将温度数据以数字电信号的形式传输到单片机中，利用外部时钟芯片DS1302保存时间（时、分、秒、年、月、日）信息并传输到单片机中，单片机处理接收到的心率、温度和时间信息，分析心率体温是否正常，不正常将启用蜂鸣器和LED灯报警提示，同时将数据传送到LCD1602上显示出来，硬件仿真电路图如图3-1所示。
图3-1 硬件仿真电路图
本章将详细介绍硬件各部分组成以及电路设计。
3.1 单片机电路
3.1.1 STC89C52
本次设计采用STC89C52作为主控芯片控制系统各部分的运转。虽然该单片机虽然只有8 位得CPU ，但是配合8Kb的Flash，可以实现相当多的功能，造就了其虽成本低然功能多的使用特性，应用范围相当广。
STC89C52使用的是封装形式是PDIP封装。其引脚图如图3-2所示。
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图3-2 STC89C52的引脚图
该单片机为功耗不高于0.1uA的掉电工作模式，掉电模式下可以被外部中断唤醒，在中断返回后，会继续执行原来的程序，空闲模式下功耗仅为2mA，正常工作情况下其功耗也仅仅为4-7mA，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。引脚功能如表 3-1所示。
表 3-1 STC89C52引脚功能表 引脚编号 引脚名称 引脚功能 1 Vcc 接电源 2 Gnd 低电平接地 3 P0 8位漏极开路双向I/0口、地址/数据总线复用口 8位带内部上拉电阻双向I/O口，可驱动4个TTL逻辑4 Pl& P2 门电路。 可以作为输入或者输出口，外接输入或者输出设备，也5 P3 可以使用第二功能。 6 RST 复位引脚，出现高电平会使单片机复位。 7 ALE/PROG 它可对外输出时钟或用于定时目的。 8 PSEN 其输出是外部程序存储器的读选通信号 9 EA／VPP 当其值为1是没办法访问外部存储器的 10 XTAL1 晶振电路输入端 11 XTAL2 晶振电路输出端 3.1.2 单片机电路
单片机STC89C52作为本次设计主控芯片，控制着整个系统的工作运行，其电路图如图3-3所示。XTAL1和XTAL2接晶振电路，RAT接复位电路，P10~P12接DS1302获取时钟信号，P13接入心率信号，P0数据口接LCD1602液晶显示器，
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P32接DS18B20数据接口，采集温度信号，P35~P37接按键电路，P15接报警电路。
图3-3 单片机电路
3.2 心率采集模块
本次设计心率信号的采集处理使用的是集成模块SON1205，如图3-4所示。
图3-4 SON1205
该模块基于松恩电子的心率传感器SON1303设计，尺寸可达到5mm*12mm，反应灵敏，上电以后瞬间就可以测试出心率，稳定性高，即使用户在剧烈运动中仍然可以监测心率，板子上提供了4个引脚，分别是VCC,GND，心率波形输出和心率脉冲输出。该模块电路图也即心率采集电路图如图3-5所示。
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图3-5 心率采集电路
SON1205主要由光电传感器SON1303和集成运放SON3130构成。SON1303传
感器采集心率信号，对其进行一级放大和滤波，然后又SON3130集成运放进行放大整形，将模拟信号转换成单片机可以直接处理的数字脉冲信号。
3.2.1 光电传感器SON1303
SON1303是反射式光电传感器，用于采集人体心率信号，输出模拟量，理论上适用于人体各个部位。该传感器使用反射率比红光更高的绿光作为发光二极管，是接受端信号更强，灵敏度更高，即使在心率信号难获取的部位也能获取稳定的心率。同时，其内部还集成了光滤波传感器，通过检测环境光，将干扰光信号过滤掉，减少外部干扰。
SON1303内部集成一级放大电路，SON1303外围电路如图3-6所示。R1和R2为双绿色LED灯， VOUT输出心率模拟信号。
图3-6 SON1303外围电路图
3.2.2 集成运放 SON3130
SON3130是专门为心率传感器SON1303而设计的集成运放，以实现心率信号
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的数字信号输出。SON3130集成多个运放，其引脚图如图3-7所示。
1615141312不仅可以实现信号的放大还可以对模拟信号进行模电转换，原理是运用运放构成比较电路，来判断心率信号电压大小，大于比较电压部分的则输出5V，小于比较电压部分的输出0V，从而将模拟信号转化为0-5V的数字脉冲信号，其外围电路如图3-8所示，电路等效图如图3-9所示。
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图3-7 SON3130引脚图
图3-8 SON3130外围电路图
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腕带式心率体温计设计 - 图文
