家用智能心率检测仪(14)

单片机课设,运用AT89s52,

括一个12位的二进制计数器和一个16位的二进制除法电路。平均心率的计算应根据测量结束前最后测得的16次心率值求平均，因此心率计算电路还应包括一个能完成12位二时制数加法的电路和一个能完成12位二进制数除法的电路，这个除法运算可通过移位寄存器右移四次来实现。计数器、加法器和移位寄存器也容易实现。下面主要讨论测量的实现方法。

瞬时心率计算公式是一个抛物线函数，分母中计数值N是一个变量，这个除法运算不能通过简单的移位寄存器来实现；而设计16位二进制除法运算电路，无论采用组合电路还是采用时序电路，都将耗费很多的芯片资源。另一方面，人的正常心率为60～120跳/分钟，即使心率出现异常，也不会超过20～200跳/分钟，因此所测量的心率值只有有限个数据。这样，可根据每一个可能出现的心率值，预先求出N的变化范围，制作一张表，存入ROM中。实际测量时，再根据测到的N值，选择相应的心率数据。假设心率的变化范围为20～200，则N的变化范围为3077～300。具体情况如下表。

表1瞬时心率值IHR与计数值N的关系

4.2.5 键盘软件设计

本系统含有五个按键键钮设置，每个按钮实现不同动作，即单片机复位、开始测量、查询、存测量结果及清除记忆数据等操作。

图4.5 键盘流程图

单片机课设,运用AT89s52,

第五章 测 试

5.1 误差分析

一个系统误差的存在是并不可少的，同时误差是很难消除的，更多的是需要使误差降低到最小，以符合系统的最初设计思想，符合用户使用的需求。因此对一个系统误差的分析贵为重要。误差分析的目的就是要找出引起测量的主要原因，从而有针对性的采取措施，减少测量误差，提高测量的精确度。下面将对此系统进行误差分析。

本系统主要的误差存在模拟部分与数字部分，模拟部分包括传感器自身的误差，前端处理电路产生的误差；数字方面包括测量心率误差、软件编写定时程序、延时程序等。

5.1.1模拟部分误差分析

传感器自身误差属于系统误差，只能在硬件上尽量减低，另外也可以再后面的电路上与软件上进行修复。前端心率检测处理电路对整个系统的误差影响比较微弱，不是本系统主要误差。

5.1.2 数字部分误差分析

数字部分误差主要来源于软件程序上的编写与算法，主要分析下心率检测软件编写误差与定时/计数带来的误差。

1.心率程序误差分析

数字方法测量瞬时心率属于时域测量的测频原理，误差来源于计数器计数脉冲相对误差和标准时间相对误差两部分。

误差的传递公式

（1-4）

有误差的传递公式、（1-1）、（1-2）得

f N T (1-5)

f

N

T

1）量化误差--±误差

由前述频率测量fx=N/Ts=Nfs和周期测量Tx=NT0，可见，由于计数值N为整数，fx和Tx必然产生“截断误差”，该误差即为“量化误差”。也称为“±1误差”，它是所有数字化仪器都存在的误差。