考虑到降低设计成本,最终决定选择用方案二中的51单片机。
2.2显示模块的选择
方案一:使用点阵式数码管来显示数据,价格较昂贵。
方案二:使用LCD液晶显示屏,液晶显示屏耗电少,使用寿命长,成本低,同时显示效果更加清晰。
考虑到点阵式数码管的性价比不高,最终决定选择用方案二中的LCD液晶显示屏来显示系统中的心率值、时间等数据。
2.3传感器的选择
方案一:利用压电传感器来采集脉搏信号,有些电介质在受到来自一个方向的挤压时会产生形态的变化,从而表面出现电荷,压电传感器就是利用这一原理工作的。
方案二:利用光电传感器来采集脉搏信号,人体的手指主要由血液和非血液部分组成,忽略掉稳定吸收光的非血液部分和微弱到可以忽略不计的静脉血流,可以认为,利用手指的透光性可以检测到脉搏信号[4]。
考虑到附近电子市场没有找到光电传感器,最终决定选择用方案二中容易购买到的光电传感器来收集脉搏跳动发出的信号。
2.4时钟芯片的选择
方案一:利用单片机定时计数器实现时钟,价格低廉但很容易产生差错。
方案二:利用DS1302时钟芯片实现时钟,时钟电路DS1302是一种具有涓细电流充电能力的电路,使用普通32.768kHz晶振作为标准时钟。它是利用串行数据来实现的,当电源没电的时候,该时钟可以用来充电,而且可以编写程序[5]。
考虑到性能稳健,准确性等方面,最终决定选择用方案二中的DS1302芯片来实现时钟功能。
3 系统硬件设计
3.1主控模块的设计
主控模块是整个系统的核心部分,系统运转全靠这一模块来支撑。经过多方考虑,我选用了51系列单片机中的STC89C52单片机来控制整个系统,利用其来检测参数,驱动各个部件。
虽然STC89C52单片机的内核是传统的MCS-51,但是这个芯片在功能上有了质一般飞跃。该芯片有一个智能的8位CPU和一个系统可编程的闪存,因此STC89C52能够提供敏捷高效的解决方案。
51单片机的心率计设计+电路图(3):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_206205.html
