护腕式心电监控器的设计

陈红友　郭禧斌

摘 要：通过有效的测量人的心跳，便可初步的来判断一个人的健康状况，本设计从护腕式心电监控器对心率的监控范围、监控器的灵敏程度、监控方式以及监控完成的效果等方面进行了一次全面系统的设计分析，并对其工作模式进行设计，使其能够实现对人体心率的实时监控。经过软硬件的系统调试，本系统实现了心率的实时监测与显示、以及报警提醒等功能。

关键词：心率监测；AT89C51单片机；脉搏传感器

1 系统总体设计方案

1.1 系统整体框架图

整个系统是以AT89C51单片机为主控制器，辅以脉搏传感器SON1205，为LCD1602液晶显示器，脉搏信号采集及提示系统，另外再配合一些其他元器件构成各个报警电路，调节电路，系统中各功能电路模块相互协作完成系统的功能。系统结构框图如图1所示。

1.2 系统原理图

该设计中采用了以AT89C51单片机作为主控芯片结合数模转换系统，利用单片机系统内部定时器来计算时间，用脉搏传感器感应心跳，单片机通过脉搏传感器发送的脉冲累加得到心脏跳动次数，把心跳次数在数码管上显示出来，同时设计了一个5V的直流电源对整个电路进行供电。系统原理图如图2所示。

2 软件整体设计方案

2.1 主程序设计

通过程序的设计来控制主控系统中的单片机，并通过软件中的指令来控制它的运行操作方式。在将整个设计电路连接电路通上电以后，系统会根据预先设定的程序指令对系统进行复位。复位其实就是对电路中的所有设备进行初始化，使之回复到最初的未工作状态。系统初始化之后，各个功能会按照程序当中预先设计的指令进行各项工作，根据软件程序当中每个模块的子程序不同功能的编写来控制硬件电路完成不同的设定功能。

2.2 部分程序代码

定时器中断服务程序由两部分构成，既然是定时器肯定要有计时部分，判断是否中断的依据是有无测试信号，所以有无测试信号也是中断服务程序的一部分。当中断程序开始工作后，紧接着指令传输到下一个单元，这是一分钟开始计时，60s之后停止并且可以保存所测得的心跳次数。

3 实现效果分析

一次测试结束想要在开始新的测试只需复位测试值就可以了，同时可以对按键进行检测，外部中断程序主要是用来做外部信号的测量和计算，主要任务是完成一分钟的定时测试功能和保存所测得的心跳的次数等。心电监控测试数值显示如图3所示。

4 结束语

测试结果可以看出，通过脉搏传感器感应心跳，以STC89C51单片机作为主控芯片结合数模转换系统，把脉搏传感器发送的脉冲累加得到心脏跳动次数，然后通过数码管上显示出来，从而实现了对心电监控的设计。

参考文献

[1]孟妍，等.可穿戴心电信号采集与分析系统的设计与实现[J].计算机科学，2015（10）：39-42.

[2]陈千伟，张亚君.基于GSM远程心电自动监控系统的研究[J].信息安全与技术，2011（12）：78-80.

[3]宋健.便携式心电图仪存储与控制模块设计与实现[D].北京：北京交通大学，2008.

[4]张宏瑞.单片机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2008.

*通讯作者：陈紅友（1986，08-），男，河南洛阳人，硕士研究生，助教，主要从事自动化智能控制、数字信号处理等方面的教学和科研工作。