基于單片機(jī)的便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀

便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀是一種可對(duì)跑步者跑步時(shí)的各種生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的儀器，該儀器以凌陽單片機(jī)為核心，配以DS18B20溫度傳感器、ZD-3微振動(dòng)傳感器、HK-2000脈搏傳感器及LCD顯示電路，使得該儀器具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)并顯示出來的功能隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提高和完善，健康已成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)和追求的目標(biāo)。參加鍛煉無疑是保持健康的最佳方法，但很多人急于求成，往往適得其反，達(dá)不到鍛煉的效果，甚至可能對(duì)身體造成一定程度的傷害。目前市場(chǎng)上只有單純的跑步計(jì)步器，不能同時(shí)監(jiān)測(cè)人體生理參數(shù)并實(shí)時(shí)顯示，反饋給鍛煉者。本文設(shè)計(jì)的基于凌陽單片機(jī)的便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀可將二者結(jié)合起來，并增加了MP3功能，使鍛煉者在鍛煉的同時(shí)還可以聽音樂，放松心情，從而達(dá)到提高鍛煉質(zhì)量的效果。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，配置以各種集成傳感器，使系統(tǒng)體積變的小巧。由于采用了微型封裝的集成電路芯片，使連線變短，減少了通信接口的個(gè)數(shù)，從而提高了整機(jī)工作的可靠性。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集部分
對(duì)生理參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集無疑是最重要的，主要通過傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。由于人體的溫度在鍛煉時(shí)變化也是很緩慢的，因此，主要運(yùn)用軟件定時(shí)中斷的方法進(jìn)行檢測(cè)。步數(shù)和脈搏等參數(shù)，主要記錄的是頻率，只需軟件計(jì)數(shù)就可以，根據(jù)檢測(cè)到的高電平，計(jì)數(shù)器進(jìn)行自加運(yùn)算，從而記錄頻率。
參數(shù)閾值設(shè)定
由于人體溫度正常情況下在36.5℃左右。因此，我們?cè)O(shè)定溫度域值的初值為36.5℃，以0.25℃為步進(jìn)量，可以用上下鍵增減，每按一次按鍵，就遞增或遞減0.25℃，直到達(dá)到鍛煉者想要設(shè)定的閾值為止（在35～42℃之間）。其他參數(shù)設(shè)定類似。
液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
系統(tǒng)顯示功能的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上就是對(duì)OCM4X8C液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)編程。我們按照結(jié)構(gòu)化的編程思想利用C61語言將上翻、下翻、返回和確定等按鍵功能編成子函數(shù)，這樣利于主程序的調(diào)用。液晶驅(qū)動(dòng)的部分程序如下：
#include "spce061v004.h"
void Delay（）
｛ int i;
i=300;
while（i——）;
｝
void WriteBit（char B）
｛ int D;
D=＊P_IOB_Buffer&0xfffd; //SDA輸出數(shù)據(jù)
if（B!=0）
＊P_IOB_Data=D｜0x0002;
else
＊P_IOB_Data=D&0xfffd;
D=＊P_IOB_Buffer&0xfffe; //SCK脈沖
＊P_IOB_Data=D｜0x0001;
＊P_IOB_Data=D&0xfffe;
｝
void WriteByte（char B，char I）
｛ int D，i;
D=＊P_IOB_Buffer&0xffbf;
＊P_IOB_Data=D｜0x0040; //片選有效
for（i=1;i<6;i++）
WriteBit（1）; //5個(gè)空脈沖，數(shù)據(jù)為1 synchronizing bitstring
WriteBit（0）; //RW=0
...
...
...
D=＊P_IOB_Buffer&0xffbf;
＊P_IOB_Data=D&0xffbf; //片選有效
｝
void LCDinit（void）
｛ int D，i;
D=＊P_IOB_Dir&0xffbc; //SDA為輸出
＊P_IOB_Dir=D｜0x0043;
D=＊P_IOB_Attrib&0xffbc; //SDA為正邏輯輸出
＊P_IOB_Attrib=D｜0x0043;
D=＊P_IOB_Buffer&0xffbc; //SCK脈沖
＊P_IOB_Data=D&0xffbc;
i=3;while（i——）;
WriteByte（0x30，0）;
Delay（）;
WriteByte（0x01，0）;
Delay（）;
WriteByte（0x06，0）;
Delay（）;
WriteByte（0x0c，0）;
Delay（）;
｝
..................
主要技術(shù)指標(biāo)
主要生理參數(shù)
便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀能檢測(cè)人在跑步時(shí)的溫度、脈搏、呼吸頻率和所跑過的步數(shù)等參數(shù)。具有實(shí)時(shí)檢測(cè)及實(shí)時(shí)顯示的功能。
測(cè)試精度
可測(cè)的溫度范圍為-55～125℃，精度可以達(dá)到0.05℃。但是人體溫度一般為35～38℃，因此，閾值范圍可以在35～39℃，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)得的溫度與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過設(shè)定參數(shù)時(shí)就聲光報(bào)警。
總結(jié)
此儀器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到人在跑步和鍛煉時(shí)的溫度、呼吸、脈搏和步數(shù)。并可以記錄顯示，當(dāng)超過設(shè)定的閾值時(shí)，可以發(fā)出警報(bào)。本儀器輕便小巧，適合室內(nèi)、室外鍛煉時(shí)使用。同時(shí)，如果能將藍(lán)牙?？旒傻皆搩x器中，可以實(shí)現(xiàn)這些生理參數(shù)的傳輸，達(dá)到對(duì)老人或病危病人的遠(yuǎn)程看護(hù)。