【資料圖】

一、設(shè)計介紹

當(dāng)前基于STC89C52單片機和PCF8591、PulseSensor心率傳感器、SSD1306 OLED顯示屏等元件實現(xiàn)了一個心率檢測儀。檢測儀可以通過采集心率傳感器輸出的模擬信號，并經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后計算出實時的心率值，然后將心率值通過IIC協(xié)議傳輸?shù)絆LED顯示屏上進行展示。用戶只需要將心率傳感器固定在身體上，啟動心率檢測儀，就能夠方便地實時監(jiān)測自己的心率。

本項目的應(yīng)用范圍廣泛，可以用于健康管理、健身鍛煉、醫(yī)療等領(lǐng)域。在家庭中，人們可以使用該心率檢測儀，及時監(jiān)測自己的心率，對身體健康進行有效管理和控制；在健身房或健身教練中心，教練可以利用該心率檢測儀來監(jiān)測運動員的心率變化，以便針對性地調(diào)整訓(xùn)練計劃，提高訓(xùn)練效果；在醫(yī)療機構(gòu)中，醫(yī)護人員可以使用該心率檢測儀，監(jiān)測患者的心率情況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，為患者的治療提供有力的依據(jù)和參考。

二、硬件選型

本項目需要用到的硬件：

三、實現(xiàn)代碼

下面是項目核心代碼，通過PCF8591接PulseSensor心率傳感器采集心率，并通過IIC協(xié)議的0.96寸OLED顯示屏顯示出來：

#include < reg52.h > #include < intrins.h > ? #define uchar unsigned char #define uint unsigned int ? sbit SCL = P1^0; sbit SDA = P1^1; sbit LED = P2^0; ? #define ADDR_PCF8591    0x90    // PCF8591的IIC地址：1001 0000 #define CMD_PCF8591_WR  0x40    // PCF8591寫數(shù)據(jù)命令字：0100 CCCC，CCCC為通道選擇 #define CMD_PCF8591_RD  0x41    // PCF8591讀數(shù)據(jù)命令字：0100 CCCC，CCCC為通道選擇 ? #define ADDR_OLED       0x78    // SSD1306 OLED顯示屏的IIC地址：0111 1000 ? uchar heartRate[3];             // 存儲心率值的字符串 ? /**  * 延時函數(shù)，控制IIC通信速度  */ void Delay() {     uint i, j;     for(i=0; i< 50; i++)         for(j=0; j< 500; j++); } ? /**  * IIC啟動信號  */ void IIC_Start() {     SCL = 1;     SDA = 1;     Delay();     SDA = 0;     Delay();     SCL = 0; } ? /**  * IIC停止信號  */ void IIC_Stop() {     SCL = 0;     SDA = 0;     Delay();     SCL = 1;     SDA = 1;     Delay(); } ? /**  * IIC發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)  * @parambyte發(fā)送的字節(jié)  * @return 接收到的應(yīng)答位  */ uchar IIC_SendByte(uchar byte) {     uchar i, ack; ?     for(i=0; i< 8; i++)     {         SDA = (bit)(byte & 0x80);         byte < <= 1;         Delay();         SCL = 1;         Delay();         SCL = 0;     } ?     SDA = 1;     Delay();     SCL = 1;     Delay();     ack = SDA;     SCL = 0; ?     return ack; } ? /**  * 初始化PCF8591模塊  */ void Init_PCF8591() {     IIC_Start();     IIC_SendByte(ADDR_PCF8591);     IIC_SendByte(CMD_PCF8591_WR | 0);     IIC_Stop(); } ? /**  * 讀取PCF8591的AD值  * @param ch 選擇的通道編號  * @return AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值  */ uchar Read_PCF8591(uchar ch) {     uchar value; ?     IIC_Start();     IIC_SendByte(ADDR_PCF8591);     IIC_SendByte(CMD_PCF8591_WR | ch);     IIC_Stop(); ?     IIC_Start();     IIC_SendByte(ADDR_PCF8591 | 0x01);     value = IIC_SendByte(0xFF);     IIC_Stop(); ?     return value; } ? /**  * 初始化SSD1306 OLED顯示屏  */ void Init_OLED() {     IIC_Start();     IIC_SendByte(ADDR_OLED);     IIC_SendByte(0xAE);     // 關(guān)閉顯示     IIC_SendByte(0x00);     // 列地址低4位     IIC_SendByte(0x10);     // 列地址高4位     IIC_SendByte(0x40);     // 起始行地址     IIC_SendByte(0xB0);     // 設(shè)置頁地址     IIC_SendByte(0x81);     // 對比度設(shè)置命令     IIC_SendByte(0xCF);     // 對比度值     IIC_SendByte(0xA1);     // 段復(fù)用設(shè)置     IIC_SendByte(0xA6);     // 常規(guī)顯示模式     IIC_SendByte(0xA8);     // 多路復(fù)用設(shè)置     IIC_SendByte(0x3F);     // 頁面數(shù)-1     IIC_SendByte(0xC8);     // 掃描方式設(shè)置     IIC_SendByte(0xD3);     // 設(shè)置顯示偏移     IIC_SendByte(0x00);     IIC_SendByte(0xD5);     // 頻率設(shè)置命令     IIC_SendByte(0x80);     // 分頻系數(shù)     IIC_SendByte(0xD9);     // 設(shè)置預(yù)充電周期     IIC_SendByte(0xF1);     IIC_SendByte(0xDA);     // 設(shè)置COM硬件連接方式     IIC_SendByte(0x12);     IIC_SendByte(0xDB);     // VCOMH設(shè)置     IIC_SendByte(0x40);     IIC_SendByte(0xA4);     // 全部點亮/正常顯示     IIC_SendByte(0xA6);     // 正常/反顯示控制     IIC_SendByte(0xAF);     // 開啟顯示     IIC_Stop(); } ? /**  * 在OLED上顯示字符串  * @param x 開始列地址  * @param y 開始頁地址  * @param str 需要顯示的字符串  */ void ShowString_OLED(uchar x, uchar y, uchar *str) {     uchar i = 0; ?     IIC_Start();     IIC_SendByte(ADDR_OLED);     IIC_SendByte(0x00);     // 列地址低4位     IIC_SendByte(0x10);     // 列地址高4位     IIC_SendByte(0xB0 + y);// 設(shè)置頁地址     for(i=0; str[i]!="\\0"; i++)     {         IIC_SendByte(0xB0 + y);         IIC_SendByte((x + 8*i) & 0x0F);         IIC_SendByte(((x + 8*i) > > 4) | 0x10);         IIC_SendByte(str[i]);     }     IIC_Stop(); } ? /**  * 主函數(shù)，心率計算和顯示  */ void main() {     Init_PCF8591();     // 初始化PCF8591模塊     Init_OLED();        // 初始化OLED顯示屏 ?     while(1)     {         uchar adValue = Read_PCF8591(0); // 讀取PCF8591的AD值         uint timeInterval = 100;         // 設(shè)定采集心率的時間間隔，單位為毫秒         uint count = 0;                  // 統(tǒng)計脈搏跳動次數(shù)的計數(shù)器         uint heartRateValue = 0;         // 計算得出的心率值 ?         for (uint i=0; i< timeInterval; i++)  // 在一定時間內(nèi)采集數(shù)據(jù)         {             if (adValue > 200)          // 當(dāng)AD值高于閾值時，統(tǒng)計脈搏跳動次數(shù)             {                 count++;                 while(adValue > 100)    // 等待一段時間，避免同一次脈搏被重復(fù)計數(shù)                 {                     adValue = Read_PCF8591(0);                 }             }             adValue = Read_PCF8591(0);  // 讀取下一個AD值         } ?         heartRateValue = (uint)(count * 60.0 / timeInterval);  // 計算心率值         sprintf(heartRate, "%d", heartRateValue);              // 將心率值轉(zhuǎn)換為字符串 ?         ShowString_OLED(0, 0, "Heart Rate:");     // 在OLED上顯示標(biāo)題         ShowString_OLED(80, 0, heartRate);       // 在OLED上顯示心率值         ShowString_OLED(96, 0, "bpm");           // 在OLED上顯示單位     } }

審核編輯：湯梓紅