單片機健康檢測系統(tǒng)的總體方案設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11045單片機健康檢測系統(tǒng)的總體方案設(shè)計案例 1165151.1設(shè)計功能要求 1244071.2元件選型 1290611.1.1芯片選型 132401.1.2溫度傳感器的選型 1115611.1.3心率傳感器的選型 22811.1.4加速度傳感器的選型 28601.1.5顯示器的選型 31.1設(shè)計功能要求本次設(shè)計的老年人身體健康檢測系統(tǒng)主要具有以下功能：1、系統(tǒng)為便攜式，簡潔靈活；2、三大功能：體溫測量、運動計步、測量心率；3、日期、時間顯示；4、具有按鍵調(diào)整功能，可以調(diào)整時間、清除每天累計的步數(shù)。1.2元件選型1.1.1芯片選型方案一：STM32F103系列微控制器，是意大利公司推出的一款32位中低端ARM微控制器，性能強大。FLASH最大容量為512K，內(nèi)核：Cortex-M3。芯片外設(shè)功能有Timer、ADC、I2C、SPI、CAN、UART、USB。該系列芯片具有低功耗的特點，最高可達72MHz工作頻率，供電電源范圍1.0-3.6V。方案二：STC89C52RC單片機，此8位單片機是目前51系類單片機代表，該芯片適合新手入門學(xué)習(xí)使用，資源豐富，寄存器較少。并且該控制器相比傳統(tǒng)的MCS-51芯片做出了很多的改進，例如其P0口無需上拉電阻，可實現(xiàn)ISP在線編程，在電路調(diào)試時方便了很多。該芯片具有低功耗、性能好的特點，具有8K字節(jié)flash，內(nèi)部資源具有定時器、串口、外部中斷等等。綜上所述，根據(jù)本次設(shè)計的要求，要實現(xiàn)對應(yīng)的諸多功能，就必須采用性能比較高而功耗比較低的STM32F103系列芯片，其中具有128kflash的芯片STM32F103C8T6就是最為合適的主控芯片選型。1.1.2溫度傳感器的選型方案一：熱敏電阻對于溫度非常敏感，屬于半導(dǎo)體器件，能測出6-10℃的溫度變化，測溫范圍也寬，最低-55℃、最高315℃。精度不是非常高，也不太可靠，采集的信號需要進行A/D轉(zhuǎn)換才能傳輸，結(jié)構(gòu)有一點復(fù)雜。方案二：DS18B20是一款單線數(shù)字溫度傳感器，在使用時無需任何的外圍元件，而且測量在溫度范圍很廣的同時保持了精度高的特點，一般測溫范圍為-55℃~+125℃；在-10~+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C。接口方式為單總線，僅一根線就能實現(xiàn)與單片機之間的雙向通信，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號并且傳輸給單片機進行處理，抗干擾能力很強。另外就是供電方式靈活，不用接外部電源，會讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡單可靠。綜上所述，本次設(shè)計用于老年人身體健康檢測系統(tǒng)，對于電路上的設(shè)計，需要減少復(fù)雜度，而且對測溫的精度要求比較高，故而采用方案二，數(shù)字式傳感器電路簡單，性能穩(wěn)定。1.1.3心率傳感器的選型方案一：采用pulsesensor心率傳感器，該傳感器是一款用于測量心率的光電反射式模擬傳感器，采用的原理是光電容積法：人體的血管隨著心臟脈搏在不斷搏動的時候，血液也會受到影響，從而其人體組織的透光率也會產(chǎn)生細微變化，以此來進行心率的測量，利用紅外可以有效抗干擾，傳感器輸出波形直觀，方法簡單可靠便捷。方案二：透射型光電式傳感器，利用上端二極管發(fā)出紅外光線，透射手指其中的血液循環(huán)，根據(jù)心臟跳動時血管的舒張與收縮，血管中的血液濃度發(fā)生變化，底部另一個紅外接收二極管會收到穿過不同血液濃度的光信號，傳感器會根據(jù)透射紅外線的光電信號變化進行測量從而計算出心率。綜上，方案二的透射型傳感器，需要夾著手指進行心率測量，而相比于此，方案一的pulsesensor紅外反射型傳感器可用于人體多個部位測量心率，所以選擇方案一。1.1.4加速度傳感器的選型方案一：MPU-6050為一款六軸加速度傳感器，六軸是集成了三軸MEMS陀螺儀和三軸MEMS加速度計，是整合性的一款加速度傳感器，減少了大量的封裝空間。方案二：ADXL345是一款三軸數(shù)字化加速度傳感器，能測X、Y、Z三軸方向的加速度，可以在傾斜時測量靜態(tài)重力加速度，也可以在運動時檢測動態(tài)加速度。分辨率用戶可選，固定分辨率為10位，最高可達13位。該傳感器廣泛用于各種移動設(shè)備，功耗低，靈敏度高。綜上所述，考慮到性價比和體積問題，選擇方案二低功耗的數(shù)字式傳感器ADXL345作為計步器的傳感器。1.1.5顯示器的選型方案一：OLED12864顯示器，這是一款低功耗的顯示器，數(shù)據(jù)通信采用IIC接口驅(qū)動顯示，具有數(shù)據(jù)通信簡單等特點。采用OLED的特點是該器件采用的是二極管自行發(fā)光器件，不需要背光電源，是通過軟件控制的一款顯示模塊。其工作電壓在3.3V-5.V之間，體積小顯示內(nèi)容豐富。方案二：LCD1602是字符型顯示模塊顯示屏。性價比高，功耗低，適用于顯示日常的字符或數(shù)字。顯示時，有兩行內(nèi)容，每行16個字符，所以基本的數(shù)字符號顯示