基于单片机的心率计设计
焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。
焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成焊点脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。
由于本次设计采用单片机开发板来焊接，因此最小系统部分只用焊接元件不用另外布线，减轻了焊接部分的工作量，同时是电路板更美观。虽然用单片机开发板来焊接，但是在焊接过程中也必须认真谨慎，避免虚焊和短路。每焊完一个元器件或者一条线路都要用万用表检查焊接是否成功，最终按照附录一所示仿真图焊接实物。
实物图如图5-1所示。
图 5-1 实物图
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5.3 测试数据与结果分析
5.3.1测量结果与分析
(1)用仪器测量：用信号发生器作信号源，产生一个40~200次/分的方波，观察心率仪读数与信号发生器输出的频率是否相等。表5-1给出了部分测量结果。
表5-1 信号发生器测量结果
测量序号 信号发生器示值及示波器 1 2 3 4
40 80 150 120 心率仪示值 40（低限报警） 80 150 120（高限报警） 由以上测量结果看，用信号发生器产生的信号用心率仪测量时其测量误差为0，且在报警的上下限可报警。
(2)实际测量：对同一同学和不同的同学进行测量，同时由另一同学用听诊器测量脉搏，表5-2给出了部分测量结果。
表5-2实际测量结果比较
测量序号 1 1 1 2 3 4
听诊器测量 88 89 90 72 67 94 心率计值 89 88 92 73 65 95 误差 1 1 2 1 2 1 在实际测量时人工测量的数值与心率仪测量的数值会有误差，在测同一人时其误差只要在允许范围内，有时也超过测量精度，这是因为人工测量时的计数起始时间与结束时间掌握不准所至。
由信号发生器产生的信号测量时没有误差，而实际测量时产生误差，这是因为信号发生器产生的频率稳定，而实际测量时被测人的脉波稳定性、强度不稳定。
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示波器显示的方波以及对应的心率计显示如下图5-2,5-3所示。
图5-2 示波器显示方波波形
图5-3 心率计显示心率值
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5.3.2几种主要系统干扰与影响
(1) 阳光的干扰。
因为本心率计是通过红外光线透过手指采集到信号，进而对信号处理得到人体的心率值，光照在本系统中很关键。而且在各种不同的环境中，外界光照的强度不一样，这对实验的干扰却大。但是外界光照对于人体是均衡的，即各处光照强度相同，对人体内变化的影响是相同的，即可以相互抵消。 (2) 测量过程中手指的抖动。
红外传感器检测到的人体信号很微弱，手指的一点抖动都会引起测量心率值的大幅变化。为了解决这个问题，在设计中，把红外对管相距一定距离（够放下食指）之后固定死，这样在测量的时候只要被测者尽量保持手指不动，就可以大大减小手指抖动对试验的影响。 (3) 呼吸的影响。
试验的原理主要是血液中的含氧量的变化进而导致人体组织变化而检测心率的，这样就使得均匀呼吸和急促呼吸使人体内的含氧量变化很大。据试验所得，当人剧烈运动之后呼吸会比较局促，这时他的心率值就会波动很大。正常情况下 ，心率指的是当人心平气和时的心跳值。
总结和展望
心率指心脏每分钟搏动的次数，它能够反映心脏的工作状态。而心率计是常用的医学检查设备，实时准确的心率测量在病人监控临床治疗及体育竞赛等方面都有着广泛的应用。
但在现实生活中，这种仪器可以直接测量心率不是很普遍，在许多小医院中，医生仍使用古老的手动式听诊器，大大影响了效率和治疗时间。这为心率计的研究和生产奠定了必要的基础。
这篇文章是基于单片机的心率计设计，现在有一些市场研究和设计为基础的FPGA设计的心率，无论是原理和过程基本上是一样的！心率是由身体微弱的传感器信号接收的原则，因为人体的信号弱，一般放大系数要求高，超过100倍。
心率计的硬件设计，包括微控制器的系统及显示电路、信号采集和信号放大和滤波电路三部分组成。单片机采用AT89S52或其兼容系列。具有精度高12MHz晶体振荡器以获得更稳定的时钟频率，减少了测量误差。单片机的P1.0的输出端口40kHz的超声波换能器所需的方波信号，外部中断0来监测从红外传感器输出信号采集电路的信号。显示电路采用简单实用的液晶显示器，信号用LM358芯片放大。
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