基于单片机的心率计设计
● 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V) LM358的引脚结构如图2-5所示。
图2-5 LM358的引脚结构
2.3.4 LCD12864
LCD12864是一种2线或3线串行多种接口方式、具有4位/8位并行，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块方便的操作指令、灵活的接口方式，可构成全中文人机交互图形界面。能显示16×16点阵8×4行的汉字。 也可显示图形，低电压低功耗是它另一个显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论电路硬件结构或程序显示都要简洁很多，且该模块的成本也略低于相同点阵的图形液晶模块。 (1)应用
条线图显示、仪表面板、工业控制、LCD显示 (2)基本特性:
● 低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V） ● 显示分辨率:128×64点
● 内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字 ● 内置 128个16×8点阵字符 ● 2MHZ时钟频率
● 显示方式：半透、STN、正显 ● 驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS ● 视角方向：6点
● 背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 ● 通讯方式：可选串行、并口
● 内置DC-DC转换电路，无需外加负电压 ● 无需片选信号，简化了软件设计
● 工作温度: 0℃ -- +55℃ ,存储温度: -20℃ -- +60℃
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基于单片机的心率计设计
表2-1 RS，R/W的配合选择决定控制界面的4种模式
RS L L H H 统设计
R/W L H L H 功能说明 MPU写指令到指令暂存器（IR） 读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态 MPU写入数据到数据暂存器（DR） MPU从数据暂存器（DR）中读出数据
3 硬件系
3.1 系统设计框图
心率计的总体设计电路框图如图3-1所示，主要包括信号采集电路、放大电路、比较电路和单片机信号处理电路和液晶显示电路。先用红外传感器采集与心跳同频率的信号，当人体组织半透明度的数值较大时，红外发射管Dl发射出的透过人体组织的光强度很弱，光敏三极管无法导通，输出高电平；当人体组织半透明度的数值较小时，红外发射管Dl发射出的透过人体组织的光强度较强，光敏三极管导通，输出低电平。这样就形成了频率与脉搏次数成正比的低频信号，它是近似于正弦的波形。
当脉搏为40次/分时，检测到的频率是0.78Hz，当脉搏为40次/分时，检测到的频率是3.33Hz，从传感器过来的是低频信号。该低频信号首先经RC振荡器滤波以消除高频干扰，经无极性隔直流电容C3、C5加到线性放大器的输入端。运算放大器将此信号放大100倍，并与R3、R4、C6组成的低通T型滤波器滤除残留的干扰。正弦信号经微分形成尖脉冲信号，单稳态振荡电路将尖脉冲信号转化为同频率的长脉冲信号，该脉冲信号通过R12送到单片机后，经过软件对信号的处理，最后在以数值形式显示在液晶上。
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基于单片机的心率计设计
图 3-1 系统设计原理框图
3.2 信号采集电路
信号采集电路如图3-2所示。5MM红外对管D1与D2组成红外传感器。因红外传感器输出的脉冲信号是非常微弱的信号，而且频率很低（如脉搏50次/分钟为0.78Hz，200次/分钟为3.33Hz），并且还伴有各种噪声干扰，故该信号要经过R3、C1低通滤波，去除高频干扰。当传感器检测到较强的干扰噪音时，其输出端的直流电压信号会有很大变化。
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基于单片机的心率计设计
图3-2 信号采集电路
3.3信号放大电路
3.3.1一级信号放大电路
如图3-3所示，R5与R1、R2、R3的电阻和之比为放大器的放大倍数，经过计算所得该放大器的理论值为200倍，但由于4号接口上-5V供压不足再加上材料限制和人为的因素，该放大倍数只有20倍左右。
图中C2为耦合电容，作用为隔直流通交流，之所以使用10u的电容，是为了让所有的信号通过。C3同C2一样。信号放大电路仿真图如图3-4所示。
图 3-3 信号放大电路
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