畢業(yè)論文縮寫稿題目項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用快速心率測(cè)試儀的設(shè)計(jì)學(xué)生高飛學(xué)號(hào)20110311112專業(yè)電子信息工程指導(dǎo)教師李慧貞陜西科技大學(xué)職業(yè)教育師范學(xué)院2015年6月2日項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用快速心率測(cè)試儀的設(shè)計(jì)信工111班高飛指導(dǎo)教師李慧貞陜西科技大學(xué)職業(yè)教育師范學(xué)院陜西西安710021摘要項(xiàng)目教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理信息的收集，方案的設(shè)計(jì),項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià),了解并把握整個(gè)過(guò)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。本課題設(shè)計(jì)完成了一個(gè)基于52單片機(jī)的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心，以紅外發(fā)光二極管和光敏三極管為傳感器，利用單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)計(jì)算時(shí)間，由光敏三極管感應(yīng)心跳脈沖，單片機(jī)通過(guò)脈沖累加得到心臟跳動(dòng)次數(shù)，在數(shù)碼管上顯示心跳次數(shù)和時(shí)間。關(guān)鍵詞心率測(cè)試儀，AT89C52單片機(jī)，光電傳感器THEAPPLICATIONOFPROJECTTEACHINGTHEDESIGNOFTHERAPIDHEARTRATETESTERABSTRACTPROJECTTEACHINGMETHODISUNDERTHEGUIDANCEOFTHETEACHER,ISARELATIVELYINDEPENDENTPROJECTSREFERTOTHESTUDENTTHECOLLECTIONOFINFORMATION,SCHEMEDESIGN,PROJECTIMPLEMENTATIONANDFINALEVALUATION,UNDERSTANDANDGRASPTHEWHOLEPROCESSANDTHEBASICREQUIREMENTSINEVERYASPECTTHISPAPERPROPOSESANEWSYSTEMBASEDONASINGLECHIPMICROCOMPUTERANDTWOSENSORSOFANINFRAREDLIGHTEMITTINGDIODEANDAPHOTOTRANSISTORTHESENSORSDETECTHEARTBEATINGANDTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERGETSTHEFREQUENCYACCUMULATINGTHETIMESOFHEARTBEATINGTHETIMEISOBTAINEDBYTHEINNERTIMEROFTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERSYSTEMCANNOTONLYDISPLAYTHEHEARTRATE,THETESTTIMEONLINE,BUTALSOGIVEALARMINGASAREMINDINGWHENTHEHEARTRATEISNOTNORMALKEYWORDSHEARTINGRATEMONITORING，AT89C52SINGLECHIPMICROCOMPUTER，PHOTOELECTRICSENSOR1項(xiàng)目教學(xué)法跨專業(yè)課程又稱為項(xiàng)目教學(xué)法，它是通過(guò)“項(xiàng)目”的形式進(jìn)行教學(xué)。為了使學(xué)生在解決問(wèn)題中習(xí)慣于一個(gè)完整的方式，所設(shè)置的“項(xiàng)目”包含多門課程的知識(shí)。項(xiàng)目教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理信息的收集，方案的設(shè)計(jì),項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià),都由學(xué)生自己負(fù)責(zé),學(xué)生通過(guò)該項(xiàng)目的進(jìn)行,了解并把握整個(gè)過(guò)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。項(xiàng)目教學(xué)法萌芽于歐洲的勞動(dòng)教育思想，項(xiàng)目教育模式是建立在工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代教育的一種形式，它以大生產(chǎn)和社會(huì)性的統(tǒng)一為內(nèi)容，以將受教育者社會(huì)化，以使受教育者適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系相統(tǒng)一的社會(huì)現(xiàn)實(shí)與發(fā)展為目的，即為社會(huì)培養(yǎng)實(shí)用型人才為直接目的的一種人才培養(yǎng)模式。2心率測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)心率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，必須是通過(guò)采集人體心率變化引起的一些生物信號(hào)，然后把生物信號(hào)轉(zhuǎn)化為物理信號(hào)，使得這些變化的物理信號(hào)能夠表達(dá)人體的心率變化，最后要得出每分鐘的心率次數(shù)。在硬件設(shè)計(jì)中一般的物理信號(hào)就是電壓變化，有了這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，本課題就此開(kāi)始實(shí)施。21硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)光電心率測(cè)量?jī)x是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測(cè)心率跳動(dòng)的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用電子儀表進(jìn)行測(cè)量和顯示的裝置。本系統(tǒng)的組成包括光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)電路、液晶顯示、電源等部分。（1）光電傳感器即將非電量紅外光轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它由紅外發(fā)射二極管和接收三極管組成，它可以將接收到的紅外光按一定的函數(shù)關(guān)系通常是線性關(guān)系轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的物理量如電壓、電流或頻率等輸出。（2）信號(hào)處理即處理光電傳感器采集到的低頻信號(hào)的模擬電路包括放大、濾波、整形等。3單片機(jī)電路即利用單片機(jī)自身的定時(shí)中斷計(jì)數(shù)功能對(duì)輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算得出心率（包括AT89S52、外部晶振、外部中斷等）。（4）液晶顯示即把單片機(jī)計(jì)算得出的結(jié)果用LCD1602來(lái)顯示，便于直接準(zhǔn)確無(wú)誤的讀出數(shù)據(jù)。（5）電源即向光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)提供的電源，可以是5V的直流的穩(wěn)壓電源。22工作原理本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S52為控制核心，實(shí)現(xiàn)心率測(cè)量?jī)x的基本測(cè)量功能。心率測(cè)量?jī)x硬件框圖如下圖21圖21的工作原理當(dāng)手指放在紅外線發(fā)射二極管和接收二極管中間，隨著心臟的跳動(dòng)，血管中血液的流量將發(fā)生變換。由于手指放在光的傳遞路徑中，血管中血液飽和程度的變化將引起光的強(qiáng)度發(fā)生變化，因此和心跳的節(jié)拍相對(duì)應(yīng)，紅外接收三極管的電流也跟著改變，這就導(dǎo)致紅外接收三極管輸出脈沖信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大、濾波、整形后輸出，輸出的脈沖信號(hào)作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)。單片機(jī)電路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后把結(jié)果送到液晶顯示。3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流程如圖31所示。在軟件設(shè)計(jì)中，一般采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，它具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。把一個(gè)多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試，有利于程序的優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應(yīng)用系統(tǒng)的程序由包含多個(gè)模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個(gè)明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的功能，在具體需要時(shí)調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。開(kāi)始系統(tǒng)初始化P32是否為下降沿心率測(cè)量子程序LCD顯示NY顯示結(jié)果是否大于120或小于60LCD顯示驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警NY圖31序流程圖定時(shí)器中斷程序流程如圖32所示。保存心率數(shù)繼續(xù)計(jì)時(shí)YYY到1S到60S處于檢測(cè)返回NN按鍵檢測(cè)定時(shí)器初值設(shè)定圖32定時(shí)器中斷程序流程定時(shí)器中斷服務(wù)程序由一分鐘計(jì)時(shí)、按鍵檢測(cè)、有無(wú)測(cè)試信號(hào)判斷等部分組成。當(dāng)定時(shí)器中斷開(kāi)始執(zhí)行后，對(duì)一分鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)，1S計(jì)時(shí)到之后繼續(xù)檢測(cè)下1S，直到60S到了再停止并保存測(cè)得的心率次數(shù)。同時(shí)可以對(duì)按鍵進(jìn)行檢測(cè)，只要復(fù)位測(cè)試值就可以重新開(kāi)始測(cè)試。主要完成一分鐘的定時(shí)功能和保存測(cè)得的心率次數(shù)。INT中斷程序流程如圖33所示。外部中斷服務(wù)程序完成對(duì)外部信號(hào)的測(cè)量和計(jì)算。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測(cè)量狀態(tài)的時(shí)候，來(lái)一個(gè)脈沖心率次數(shù)就加一，由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器控制一分鐘，累加得出一分鐘內(nèi)的心率次數(shù)。沒(méi)有處于檢測(cè)狀態(tài)時(shí)，按下按鍵檢測(cè)開(kāi)始，進(jìn)行心率數(shù)的累加。定時(shí)器中斷0進(jìn)入處于檢測(cè)心率數(shù)1等待按鍵按下返回NY圖33INT中斷程序流程參考文獻(xiàn)1蔡啟明自動(dòng)心率測(cè)試儀的設(shè)計(jì)J數(shù)據(jù)采集與處理1995，10（2）2高峰單