基于STM32F103C8T6的车载心电监护仪的设计

刘文婕 高星宜 余越

摘要：系统以STM32F103C8T6单片机为核心通过心率传感器进行心率采集。经测试，系统工作正常，达到设计要求。这样的系统性能良好，结构简单，耗电低，体积小，输出显示稳定。通过该课题学习掌握了测量的原理、方法、实现过程。学会了相关的单片机知识，能够较全面的融合电路、电子技术、信号采集和处理、程序设计等等的专业知识。随着电子技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展：

（1） 数字化技术等先进技术的应用。

（2）多功能化越来越明显。

（3）蓝牙远程数据传输。

关键词： STM32F103C8T6单片机;心率体温;传感器;信号采集;蓝牙

1. 选题的背景及意义

智能安全带，并非仅一个智能化的安全带。而是一套全新的将人体生物信息，与终端紧密相连的一个体系。

方向一：汽车

智能安全带可实时的将人体的生命体征传输至控制端，当驾驶员或乘客身体突发状况时，安全带可将信号传输给终端，终端可控制汽车采取必要的措施。

方向二：游乐场

当游客因为过度兴奋等因素，造成身体上突发的心率突升、高血压时，智能安全带监测到情况的同时会联系终端，采取及时关闭设备等措施。

方向三：老人座椅、高空作业安全带

智能安全带并非一个独立的配件，而是一套新概念的安全保障系统。由于其具有生命体征监测的功能，更可以用于其他设备。如应用于老人的智能座椅，更合理的满足老人的生活需求。应用于作业安全带，对高空作业工作者的身体状况进行预测和实时的监测，防止作业者因作业者的身体出现状况而发生意外。

2.系统单片机选择

32单片机是INTEL公司生产的。它具有结构简单，价格便宜，易于开发的特点。通用型，有总线扩展，有较强的位处理功能，有全双工异步串行通信口。本设计中，单片机只需要对脉搏信号的波动频率进行测量、计算和显示，对单片机的要求不是很高。而对32单片机，本人比较熟悉，所以，本设计中选择STM32F103C8T6单片机作为信息处理核心系统：采用STM32F103C8T6单片机作为控制器，分别对输入、显示、信号的处理和控制。

3. STM32F103C8T6的介绍

单片机也就是我们经常说的单片小型计算机。经常用在控制领域中。是微型计算机的非常重要的一部分。在我们日常生活中经常用来进行控制。单片机主要是由内部单块集成电路构成。内部最为重要的就是包含了cpu处理芯片也就是中央处理器、IO口和存储器。我们只需要用相应的编译器烧写程序就可以实现对外围器件的控制。对单片机的选型设计是以STM32C8T6核心板。STM32单片机是一个低电压，高性能微处理和快速可擦除字节。它非常简单，方便，易于使用。在医疗机构和工业生产中广泛应用于实时控制、停车场、计算机外围设备和通信设备等各个领域。

STM32F103是STM32f101的增强型单片机，在32位的MCU中性能最强;具有出众的控制和通讯，非常适合低电压/低功耗的应用场合。

STM32103基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品;内置32K到128K的闪存，闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。STM32有4个p口;SPI-NSS片选，使能。

SPI-MISO数据输出;SPI-SCK时钟线;SPI-MOSI数据输入。

STM32单片机复位：复位电路的作用是为了是系统恢复到初始状态的，单片机的复位方式也是存在好几种的：上电复位，系统复位，备份区域复位。上电复位：其产生的条件是，当系统上电、掉电，以及系统从待机模式返回时，发生电源复位。电源复位能够复位除了备份区域寄存器之外的所有寄存器的状态。系统复位： 位：

1.NRST引脚上的低电平（外部复位）

2. 窗口看门狗计数终止（WWDG复位）

3. 独立看门狗计数终止（IWDG复位）

4. 软件复位（SW复位）

5. 低功耗管理复位

STM32有着很强大的通信功能和控制功能。这一点是51单片机无法比拟的。因为51单片机只有1个串口进行通信，而32单片机具有5个串口进行通信，所以对一些要求用串口进行通信的模块而且就不需要通过CD4052等双串口模块来转换，所以这一点被市场上广泛的运用，32单片机因为本身可以进行多种不同的时钟模数来进行工作，所以在功耗要求比较严格的产品中占有一席之地。

STM32特点：

1. STM32C8T6系列的起振晶部分采用了RTC，低负载的方式，而没有像传统的比较廉价的圆柱晶振。

2.引脚个数为48个。

3.工作频率为72MHZ。

4.单片机具有3个普通定时器和1个高级定时器。

5.单片机具有2个2位/16通道的ADC模数转换。

6.使用了3.3V稳压芯片，可以保證最大输出300MA电流。

7.支持ST-LINK和JTAG调试下载。

8.存储资源为64kb byte FLASH和20byte Sram。

参考文献：

[1]崔昊 周雨枭 刘卓 潘天祺. 智能驾驶辅具及智能可穿戴车载智能设备[D]. 中国高新区，2018.

[2]汤明. 基于物联网的可穿戴式动态心电实时监测终端设计与实现[D]. 浙江大学，2018

[3] J McLaughlin， M McNeill， B Braun and P D McCormack. Piezoelectric sensor determination of arterial pulse wave velocity [M]. UK：INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING， 2003， 6-4.

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