引言
脈搏測量在有脈搏時遮擋光線，無脈搏時透光強，所采用的傳感器是紅外接收二極管和紅外發射二極管。通過觀測脈搏信號，可以對人體的健康進行檢查，通常被用于保健中心和醫院。系統可以供用戶測量當時的脈搏次數，同時還可以設定上限次數和下限次數，當測量的范圍超過設定的范圍則驅動蜂鳴器報警提醒，除此外用戶還可以設定每天鬧鐘提醒測量，時間可以自行設定[1]。
從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據，歷來都受到中外醫學界的重視。系統以STC89C52單片機為核心，以光電傳感器利用單片機系統內部定時器來計算時間，由光電傳感器感應產生信號，單片機通過對信號累加得到脈搏跳動次數，時間由定時器定時而得。系統運行中可以通過觀察指示燈閃爍，若均勻閃爍說明測量值準確。幾乎世界上所有的民族都用過“摸脈”作為診斷疾病的手段。脈搏波所呈現出的形態(波形)、強度(波幅)、速率(波速)和節律(周期)等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統中許多生理病理的血流特征,但人體的生物信號多屬于強噪聲背景下的低頻的弱信號, 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號, 必需經過放大和后級濾波以滿足采集的要求。
第一章 概述
1.1 選題的背景和意義
脈搏攜帶有豐富的人體健康狀況的信息，自公元三世紀我國最早的脈學專著《脈經》問世以來，脈學理論得到不斷的發展和提高。在中醫四診（望、聞、問、切）中，脈診占有非常重要的位置。脈診是我國傳統醫學中最具特色的一項診斷方法，其歷史悠久，內容豐富，是中醫“整體觀念”、“辨證論證”的基本精神的體現與應用。脈診作為“綠色無創”診斷的手段和方法，得到了中外人士的關注。但由于中醫是靠手指獲取脈搏信息，雖然脈診具有簡便、無創、無痛的特點易為患者接受，然而在長期的醫療實踐中也暴露出一些缺陷。首先，切脈單憑醫生手指感覺辨別脈象的特征，受到感覺、經驗和表述的限制，并且難免存在許多主觀臆斷因素，影響了對脈象判斷的規范化；其次，這種用手指切脈的技巧很難掌握；再則，感知的脈象無法記錄和保存影響了對脈象機理的研究。脈診的這種定性化和主觀性，大大影響了其精度與可行性，成為中醫脈診應用、發展和交流中的制約因素。為了將傳統的中醫藥學發揚光大，促進脈診的應用和發展，必須與現代科技相結合，實現更科學、客觀的診斷[1]。
醫院的護士每天都要給住院的病人把脈記錄病人每分鐘脈搏數，方法是用手按在病人腕部的動脈上，根據脈搏的跳動進行計數。為了節省時間，一般不會作1分鐘的測量，通常是測量10秒鐘時間內心跳的數，再把結果乘以6即得到每分鐘的心跳數，即使這樣做還是比較費時，而且精度也不高。為了提高脈搏測量的精確與速度，多種脈搏測量儀被運用到醫學上來，從而開辟了一條全新的醫學診斷方法。
早在1860年Vierordt 創建了第一臺杠桿式脈搏描記儀，國內20世紀50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫脈診的客觀化研究方面。此后隨著機械及電子技術的發展，國內外在研制中醫脈象儀方面進展很快，尤其是70年代中期，國內天津、上海、江西等地相繼成立了跨學科的脈象研究協作組，多學科共同合作促使中醫脈象研究工作進入了一個新的境界。脈象探頭式樣很多，有單部、三部、單點、多點、剛性接觸式、軟性接觸式、氣壓式、硅杯式、液態汞、液態水、子母式等組成,脈象探頭的主要原件有應變片、壓電晶體、單晶硅、光敏元件、PVDF壓電薄膜等，其中以單部單點應變片式為最廣泛，不過近年來正在向三部多點式方向設計[2]。
目前脈搏測量儀在多個領域被廣泛應用，除了應用于醫學領域，如無創心血管功能檢測、妊高癥檢測、中醫脈象、脈率檢測等等，商業應用也不斷拓展，如運動、健身器材中的心率測試都用到了技術先進的脈搏測量儀。
1.2 脈搏測量儀的發展與應用
隨著科學技術的發展，脈搏測量技術也越來越先進，對脈搏的測量精度也越來越高，國內外先后研制了不同類型的脈搏測量儀，而其中關鍵是對脈搏傳感器的研究。起初用于體育測量的脈搏測試集中在對接觸式傳感器的研究，利用此類傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優缺點。指脈測量比較方便、簡單，但因為手指上的汗腺較多，指夾常年使用，污染可能會使測量靈敏度下降：耳脈測量比較干凈，傳感器使用環境污染少，容易維護。但因耳脈較弱，尤其是當季節變化時，所測信號受環境溫度影響明顯，造成測量結果不準確。過去在醫院臨床監護和日常中老年保健中出現的日常監護儀器，如便攜式電子血壓計，可以完成脈搏的測量,但是這種便攜式電子血壓計利用微型氣泵加壓橡膠氣囊，每次測量都需要一個加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會有不適、脈搏檢測的精確度低等缺點。
近年來國內外致力于開發無創非接觸式的傳感器，這類傳感器的重要特征是測量的探測部分不侵入機體，不造成機體創傷，能夠自動消除儀表自身系統的誤差，測量精度高，通常在體外，尤其是在體表間接測量人體的生理和生化參數。
其中光電式脈搏傳感器是根據光電容積法制成的脈搏傳感器，通過對手指末端透光度的監測，間接檢測出脈搏信號。具有結構簡單、無損傷、精度高、可重復使用等優點。通過光電式脈搏傳感器所研制的脈搏測量儀已經應用到臨床醫學等各個方面并收到了理想效果。
人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張，是血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統傳播，這種波成為脈搏波。從脈搏波中提取人體的心理病理信息作為臨床診斷和治療的依據，歷來都受到中外醫學界的重視。脈搏波所呈現出的形態(波形)、強度(波幅)、速率(波速)和節律(周期)等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統中許多生理病理的血流特征,因此對脈搏波采集和處理具有很高的醫學價值和應用前景。但人體的生物信號多屬于強噪聲背景下的低頻的弱信號, 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號,因此必需經過放大和后級濾波以滿足采集的要求。
第二章 總體方案的論證與設計
2.1主控模塊的選型和論證
方案一：
采用MSP430系列單片機，該單片機是TI公司1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器。其內部集成了很多模擬電路、數字電路和微處理器，提供強大的功能。不過該芯片昂貴不適合一般的設計開發[3]。
方案二
采用51系列的單片機，該單片機是一個高可靠性，超低價，無法解密，高性能的8位單片機，32個IO口，且STC系列的單片機可以在線編程、調試，方便地實現程序的下載與整機的調試。
因此選用方案二中的51系列單片機作為主控芯片。
2.2顯示模塊的選型和論證
方案一：
采用點陣式數碼管顯示，點陣式數碼管是由八行八列的發光二極管組成，對于顯示文字比較合適，如采用在顯示數字顯得太浪費，且價格也相對較高，所以不用此種作為顯示。
方案二：
采用LED數碼管動態掃描，LED數碼管價格雖適中，對于顯示數字也最合適，而且采用動態掃描法與單片機連接時，占用單片機口線少。
所以本設計中方案二中的數碼管顯示屏作為顯示模塊。
2.3傳感器的選型和論證
方案一：
采用壓電傳感器用來提取人的脈搏信號，壓電傳感器是利用某些電介質受力后產生的壓電效應制成的傳感器。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內部電荷的極化現象，會在其表面產生電荷的現象。通過此現象可以提取出人的脈搏信號。
方案二：
采用光電傳感器提取人體脈搏信號，授予手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動相對動脈血是十分微弱的，可以忽略，因此可以認為光透過手指后的變化僅由動脈血的充盈而引起，那么在恒定波長的光源的照射下，通過檢測透過手指的光強將可以間接測量到人體的脈搏信號[4]。
由于光電傳感器較壓電傳感器容易在一般的地方可以買得到，因此這里選用光電傳感器來提取人體脈搏信號。
2.5系統整體設計概述
系統總體設計由STC89C52、按鍵、數碼管、光電傳感器、時鐘模塊、運放等構成，如圖2.1所示，系統設有四個按鍵，可以設置上下限脈搏數，當超過范圍的時候單片機會驅動蜂鳴器發響，脈搏測量的時候需要人把手輕輕的按在光電傳感器上面，由于人脈搏跳動的時候，血液的透光性不一樣會導致接收器那邊接收的信號強弱不一樣，間接的把人脈搏信號傳回，通過運放對其進行放大、整形后連接到單片機的IO口，單片機利用外部中斷對其進行計數，最終換算成人一分鐘脈搏的跳動次數，最終顯示在數碼管上。
第三章 系統硬件電路設計
3.1主控模塊
主控模塊模塊在整個系統中起著統籌的作用，需要檢測鍵盤等各種參數，同時驅動數碼管顯示相關參數，在這里我們選用了51系列單片機中的STC89C52單片機作為系統的主控芯片。
51系列單片機最初是由Intel 公司開發設計的，但后來Intel 公司把51 核的設計方案賣給了幾家大的電子設計生產商，譬如SST、Philip、Atmel 等大公司。因此市面上出現了各式各樣的均以51 為內核的單片機[6]。這些各大電子生產商推出的單片機都兼容51 指令、并在51 的基礎上擴展一些功能而內部結構是與51一致的。
STC89C52有40個引腳，4個8位并行I/O口，1個全雙工異步串行口，同時內含5個中斷源，2個優先級，2個16位定時/計數器。STC89C52的存儲器系統由4K的程序存儲器(掩膜ROM)，和128B的數據存儲器(RAM)組成。
STC89C52單片機的基本組成框圖見圖3.1所示。
圖3.1 STC89C52單片機結構圖
3.1.1 STC89C52單片機主要特性
1. 一個8 位的微處理器(CPU)。
2. 片內數據存儲器RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據等，SST89 系列單片機最多提供1K 的RAM。
3. 片內程序存儲器ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數據和表格。但也有一些單片機內部不帶ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。目前單片機的發展趨勢是將RAM 和ROM 都集成在單片機里面，這樣既方便了用戶進行設計又提高了系統的抗干擾性。SST 公司推出的89系列單片機分別集成了16K、32K、64K Flash 存儲器，可供用戶根據需要選用。
4. 四個8 位并行I／O 接口P0~P3，每個口既可以用作輸入，也可以用作輸出。
5. 兩個定時器／計數器，每個定時器／計數器都可以設置成計數方式，用以對外部事件進行計數，也可以設置成定時方式，并可以根據計數或定時的結果實現計算機控制。為方便設計串行通信，目前的52 系列單片機都會提供3 個16 位定時器/計數器。
6. 五個中斷源的中斷控制系統。現在新推出的單片機都不只5 個中斷源，例如SST89E58RD 就有9 個中斷源。
7. 一個全雙工UART(通用異步接收發送器)的串行I／O 口，用于實現單片機之間或單機與微機之間的串行通信。
8. 片內振蕩器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHz。SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達40MHz，因而大大的提高了指令的執行速度。
圖3.2 STC89C52單片機管腳圖
STC89C52單片機管腳如圖3.2所示，部分引腳說明：
1．時鐘電路引腳XTAL1 和XTAL2：
XTAL2(18 腳)：接外部晶體和微調電容的一端；片內它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。
要檢查振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2 端是否有脈沖信號輸出。
XTAL1(19 腳)：接外部晶體和微調電容的另一端；在片內它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地[7]。
2．控制信號引腳RST,ALE,PSEN 和EA：
RST/VPD(9 腳)：RST 是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端保持備用電源的輸入端。當主電源Vcc 發生故障，降低到低電平規定值時，將＋5V 電源自動兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的高電平時，就可以完成復位操作。RST 引腳的第二功能是VPD,即接入RST 端，為RAM 提供備用電源，以保證存儲在RAM 中的信息不丟失，從而合復位后能繼續正常運行。
ALE/PROG(30 腳)：地址鎖存允許信號端。當8051 上電正常工作后，ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率fOSC 的1/6。CPU 訪問片外存儲器時，ALE 輸出信號作為鎖存低8 位地址的控制信號。
平時不訪問片外存儲器時，ALE 端也以振蕩頻率的1/6 固定輸出正脈沖，因而ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果想確定8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號輸出。如有脈沖信號輸出，則8051/8031 基本上是好的。
ALE 端的負載驅動能力為8 個LS 型TTL(低功耗甚高速TTL)負載。
此引腳的第二功能PROG 在對片內帶有4KB EPROM 的8751 編程寫入(固化程序)時，作為編程脈沖輸入端。
PSEN(29 腳)：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此引肢接EPROM 的OE 端(見后面幾章任何一個小系統硬件圖)。PSEN 端有效，即允許讀出EPROM／ROM 中的指令碼。PSEN 端同樣可驅動8 個LS 型TTL 負載。要檢查一個8051/8031 小系統上電后CPU 能否正常到EPROM／ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN 端有無脈沖輸出。如有則說明基本上工作正常。
EA/Vpp(31 腳)：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。當EA 引腳接高電平時，CPU只訪問片內EPROM/ROM并執行內部程序存儲器中的指令，但當PC(程序計數器)的值超過0FFFH(對8751/8051 為4K)時，將自動轉去執行片外程序存儲器內的程序。當輸入信號EA 引腳接低電平(接地)時，CPU 只訪問外部EPROM/ROM 并執行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內程序存儲器。對于無片內ROM 的8031 或8032,需外擴EPROM，此時必須將EA 引腳接地。此引腳的第二功能是Vpp 是對8751 片內EPROM固化編程時，作為施加較高編程電壓(一般12V～21V)的輸入端[8]。
3．輸入/輸出端口P0/P1/P2/P3：
P0口(P0.0～P0.7，39~32 腳)：P0口是一個漏極開路的8 位準雙向I/O口。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅動8 個LS 型TTL 負載。當P0 口作為輸入口使用時，應先向口鎖存器(地址80H)寫入全1,此時P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時要先寫1,這就是準雙向口的含義。在CPU 訪問片外存儲器時，P0口分時提供低8 位地址和8 位數據的復用總線。在此期間，P0口內部上拉電阻有效。
P1口(P1.0～P1.7，1~8 腳)：P1口是一個帶內部上拉電阻的8 位準雙向I/O口。P1口每位能驅動4 個LS 型TTL 負載。在P1口作為輸入口使用時，應先向P1口鎖存地址(90H)寫入全1,此時P1口引腳由內部上拉電阻拉成高電平。
P2口(P2.0～P2.7，21~28 腳)：P2口是一個帶內部上拉電阻的8 位準雙向I/O口。P口每位能驅動4個LS 型TTL 負載。在訪問片外EPROM/RAM 時，它輸出高8 位地址。
P3口(P3.0～P3.7，10~17 腳)：P3口是一個帶內部上拉電阻的8 位準雙向I/O口。P3口每位能驅動4個LS型TTL負載。P3口與其它I/O 端口有很大的區別，它的每個引腳都有第二功能，如下：
P3.0：(RXD)串行數據接收。
P3.1：(RXD)串行數據發送。
P3.2：(INT0#)外部中斷0輸入。
P3.3：(INT1#)外部中斷1輸入。
P3.4：(T0)定時/計數器0的外部計數輸入。
P3.5：(T1)定時/計數器1的外部計數輸入。
P3.6：(WR#)外部數據存儲器寫選通。
P3.7：(RD#)外部數據存儲器讀選通。
3.1.2 STC89C52單片機的中斷系統
STC89C52系列單片機的中斷系統有5個中斷源，2個優先級，可以實現二級中斷服務嵌套。由片內特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應中斷請求；由中斷優先級寄存器IP安排各中斷源的優先級；同一優先級內各中斷同時提出中斷請求時，由內部的查詢邏輯確定其響應次序。
在單片機應用系統中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經常要對外部事件進行計數。STC89C52單片機內集成有兩個可編程的定時/計數器：T0和T1，它們既可以工作于定時模式，也可以工作于外部事件計數模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發生器[9]。
3.1.3單片機最小系統設計
圖3.3 單片機最小系統電路圖
圖3.3為單片機最小系統電路圖，單片機最小系統有單片機、時鐘電路、復位電路組成，時鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時鐘，作用為給單片機提供一個時間基準，其中執行一條基本指令需要的時間為一個機器周期，單片機的復位電路，按下復位按鍵之后可以使單片機進入剛上電的起始狀態。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結構不一樣為漏極開路的結構，因此要加上拉電阻才能正常使用。
3.2顯示模塊電路
顯示采用四位數碼管顯示，當位選打開時，送入相應的段碼，則相應的數碼管打開，關掉位選，打開另一個位選，送入相應的段碼，則數碼管打開，而每次打開關掉相應的位選時，時間間隔低于20ms，從人類視覺的角度上看，就仿佛是全部數碼管同時顯示的一樣。顯示電路如圖3.5
圖3.5 數碼管與STC89C52的引腳連接圖
3.3信號采集電路設計
此部分電路的功能是由傳感器將脈搏信號轉換為電信號，一般為幾十毫伏，必須加以放大，以達到整形電路所需的電壓，一般為幾伏。放大后的信號波形是不規則的脈沖信號，因此必須加以濾波整形，整形電路的輸出電壓應滿足計數器的要求。選擇電路：所選放大整形電路框圖如圖3.8所示。
圖3.8 放大整形電路框圖
3.4.1傳感器簡介
傳感器采用了紅外光電轉換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動情況，把脈搏跳動轉換為電信號，其原理電路如圖3.9所示。
圖3.9 傳感器信號調節原理電路
如圖3.9中，紅外管VD采用ST188。用+5V電源供電，R1取150Ω，R2取33kΩ,當人把手指放在發光二極管和光電二極管之間的時候，光電二極管接收到的信號會隨人脈搏強度的變化而變化[11]。
3.4.2濾波電路
圖3.10 放大濾波電路
圖3.10為脈搏計的放大濾波信號，由于脈搏信號輸出的信號十分微弱，一般在uV級別，除此外輸出的信號一般會伴隨很大的噪聲干擾，因此在這里用LM358搭建起一個放大和濾波電路。
3.4.3放大整形電路
經過放大濾波后的脈搏信號仍是不規則的脈沖信號，且有低頻干擾，仍不滿足計數器的要求，必須采用整形電路，這里選用了滯回電壓比較器，如圖3.11所示，其目的是為了提高抗干擾能力。集成運放采用了LM358，除此外LM358還接上了一個LED用作指示脈搏跳動的狀態。
圖3.11波形整形電路
第四章 系統軟件設計
4.1系統軟件總體設計
圖4.1系統流程圖
主程序流程圖如圖4.1所示，單片機上電后先進行初始化，清楚一些參數的初值，然后等待用戶按下對應的按鍵并進入對應的功能，當用戶按下測量按鍵的時候流程如圖4.1(c)所示，單片機通過定時5s測量人體的脈搏次數流程如圖4.1(b)所示，然后再換算出對應的真實的脈搏次數再在液晶屏幕上顯示流程如圖4.1(a)所示，當用戶按下設置脈搏范圍設定按鍵后，單片機根據用戶按下的按鍵進行增加或減少范圍。
首先先調用液晶自定義的字庫，設置好DDRAM地址后在第一行顯示，根據程序中的數據設置顯示數據的首地址并設置循環量，在循環過程中不斷的取字符代碼直到終止，第二行的顯示過程同一行的顯示過程一樣，兩行顯示完畢后便結束子程序，如圖4.2所示[15]。
圖4.2 數碼管初始化子函數流程圖
4.2程序設計原理
軟件任務分析和硬件電路設計結合進行，哪些功能由硬件完成，哪些任務由軟件完成，在硬件電路設計基本定型后，也就基本上決定下來了。
軟件任務分析環節是為軟件設計做一個總體規劃。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執行軟件，它能完成各種實質性的功能，如測量，計算，顯示，打印，輸出控制和通信等，另一類是監控軟件，它是專門用來協調各執行模塊和操作者的關系，在系統軟件中充當組織調度角色的軟件。這兩類軟件的設計方法各有特色，執行軟件的設計偏重算法效率，與硬件關系密切，千變萬化。
軟件任務分析時，應將各執行模塊一一列出，并為每一個執行模塊進行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。在各執行模塊進行定義時，將要牽扯到的數據結構和數據類型問題也一并規劃好。
各執行模塊規劃好后，就可以監控程序了。首先根據系統功能和鍵盤設置選擇一種最適合的監控程序結構。相對來講，執行模塊任務明確單純，比較容易編程，而監控程序較易出問題。這如同當一名操作工人比較容易，而當一個廠長就比較難了。
軟件任務分析的另一個內容是如何安排監控軟件和各執行模塊。整個系統軟件可分為后臺程序（背景程序）和前臺程序。后臺程序指主程序及其調用的子程序，這類程序對實時性要求不是太高，延誤幾十ms甚至幾百ms也沒關系，故通常將監控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內容，如定時系統和外部中斷（如掉電中斷）。也可以將全部程序均安排在前臺，后臺程序為“使系統進入睡眠狀態”，以利于系統節電和抗干擾。
第五章 系統調試
5.1軟件調試
基于單片機的脈搏計系統是多功能的數字型設計，，所以對于它的程序也較為復雜,所以在編寫程序和調試時出現了相對較多的問題。最后經過多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件。在軟件的調試過程中主要遇到的問題如下：
問題1：燒入程序后，數碼管顯示閃動,而且亮度不均勻。
解決：首先對調用的延時進行逐漸修改，可以解決顯示閃動問題。其次，由于本作品使作動態掃描方式顯示的數字，動態掃描很快，人的肉眼是無法看出,但是調用的顯示程序時，如果不在反回時屏蔽掉最后的附值，則會出現很亮的現象，所以在顯示的后面加了屏蔽子令，最后解決了此問題。
問題2：當用戶按下按鍵的時候，單片機讀取的數值跟設定的數值不對。
解決：重新檢查矩陣鍵盤電路的連接，重新建立一個新的對應關系。
5.2硬件調試
基于單片機的脈搏計系統的電路較大，對于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統中只要出于一處的錯誤，則會對檢測造成很大的不便，而且電路的交線較多，對于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會刺破帶有包皮的導線，則會對電路造成短路現象[14]。
在本脈搏計的設計調試中遇到了很多的問題�；叵脒@些問題只要認真多思考都是可以避免的，以下為主要的問題：
問題1：最開始的時候以為單片機IO口直接可以驅動蜂鳴器發聲，后來調試的時候久久不能出聲音（見附錄C）。
解決：經過查找相關資料，知道揚聲器需要三極管來驅動，后來把三極管放大器加上系統便可以正常工作。
問題2：開始的時候由于沒想到脈搏信號十分微弱大概在uV級別，因此沒有放大足夠的倍數，單片機最后沒有檢測到脈搏的信號（見附錄C）。
解決：經過查找相關資料，確定脈搏信號的幅值范圍后，增加放大器的放大倍數就解決問題。
5.3調試結果
1.放大倍數的增加
傳感器的輸出端經示波器觀察有幅度很小的正弦波，但經整形輸出后檢測到的脈沖還是很弱，在確定電路沒有問題的情況下，加強信號的放大倍數，調整電阻R23和R27的阻值。
2.時鐘的調試
根據晶體振蕩頻率計算出內部定時器的基本參數，通過運行一段時間可通過秒表來校正后,看時間誤差的量,以這個量為依據改變程序中的內部定時器基本參數,就可使時鐘調準確。
3.開機后無顯示
首先檢查交流電源部分，有無交流，若無則可能保險管或變壓器燒壞，如有繼續查直流有無，如無則電源已燒壞，可更換解決。
4.顯示正常但經適當運動后測量，脈搏次數沒有增加
可能是前置放大級有問題，可采用更換的辦法判斷并排除。
5.進人測量狀態, 但測量值不穩定
主要是光電傳感器受到電磁波等干擾，其次是損壞或有虛焊。
6.開機后顯示不正�；虬存I失靈
可查手指擺放的位置或按鍵電路，若無故障則是硬件損壞。
經過一系列的問題查找后系統最終能正常工作，并完成所有的功能。
5.4誤差分析
表5.1誤差分析表
注：實際的脈搏次數以聽診器測出的脈搏次數為參考值。
表3.1列出了測量值，但存在誤差，由于傳感器和其他器件本身并非理想線性，實測數據進行了線性補償。
由均方差公式得：
=0.59
誤差分析：經校準，非線性補償后，誤差以基本達到要求。
結 論
通過這次畢業設計，我學到了不少課本上沒有的知識，也鍛煉了自己的動手能力，將以前學過的零散的知識串到一起。經過我長時間的設計及調試，本系統基本能實現基于單片機的脈搏計的所有功能。不足之處有：1.硬件的穩定性有待進一步提高2.系統人性化還不足。
我的綜合設計主要涉及硬件和軟件兩方面的內容，通過這些我的硬件和軟件開發能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產品的開發流程和所要做的工作�；菊莆樟薖rotel99SE原理圖的方法，并設計了一個單片機最小系統。通過開發板的設計和硬件搭建的過程，使我對51系單片機的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機常用的外圍電路引腳和連接方法，如數碼管，鍵盤等。并且我學會了分析問題解決問題的能力，加深了對所學理論知識的理解和運用。我的動手能力得到了很大的提高，創新意識得到了鍛煉。
致 謝
在這次課程設計的過程中，我的指導老師11111老師給予了我很大的幫助，提供了相關的資料，對我的課程設計作品給予了指導和支持。使我順利圓滿的完成了此次課稱設計設計。在此，向1111老師表示衷心的感謝！同時，也要感謝學院提供制板等設施，使我的設計得以順利完成。
古人云：預則立，不預則廢。祖先曾經教導我們：一年之計在于春，一日之計在于晨。作為即將走向社會的我們又何嘗不是如此？一個沒有規劃的人生，就像一場沒有球門的足球賽，滿場亂踢；一個沒有規劃的人生，就像一葉在茫茫大海上漫無目標的小舟，隨波飄蕩。在我們即將走向社會的時候，我們必須對自己的職業生涯進行規劃。羅素曾說：選擇職業就是選擇你自己的將來。因此我們要針對社會需要，結合自身的情況及早做好相應準備，為我們走向社會打下堅實的基礎。俗話說：磨刀不誤砍柴功。為適應社會需要，促進自我發展，我們除了學好本專業外，還應輔修相關專業知識，積極參加社會實踐活動，培養工作能力，努力提高綜合素質，同時努力培養特長，形成自身競爭優勢。
最后，再次感謝學院給了我們機會，以及電子信息與電氣工程學院的各位老師和許多的朋友、同學在各個方面給予了我很多的幫助和支持，讓我堅持到了最后，謝謝你們！
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