毕业设计 基于STM32单片机生理监控心率脉搏TFT彩屏波形曲线设计

1、项目简介

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1.1 系统构成

本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+心率传感器电路+报警电路+按键+TFT彩屏组成。

1.2 系统功能

• 1、TFT液晶实时显示心率值。
• 2、TFT液晶实时显示采集到的的模拟信号的曲线图，直接显示心率变化曲线。
• 3、通过按键可以设置心率报警阈值，按键有设置按键、设置+、设置-，在设置情况下可以对设置值进行加减。
• 4、当前心率值超过设置阈值，蜂鸣器报警，同时显示心率值为红色；否则蜂鸣器不报警，心率值显示蓝色。

2、部分电路设计

2.1 STM32F103C8T6核心系统电路设计

STM32F103C8T6单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这三部分电路后，单片机即可正常工作。

单片机最小系统原理图如下图所示：

实物图：

2.2心率检测电路设计

心率检测电路由pulsesensor心率传感器与LM393比较器构成，将DO与AO引脚连接到STM32单片机引脚上，进行数据采集。

其具体电路原理图如下图所示：

实物图如下图所示：

2.3 TFT2.4寸彩屏电路设计

TFT（Thin Film Transistor）即薄膜场效应晶体管，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。TFT-LCD液晶显示屏是薄膜晶体管型液晶显示屏，也就是“真彩”(TFT)。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，但也存在着比较耗电和成本较高的不足。TFT液晶技术加快了手机彩屏的发展。彩屏手机中基本上都支持65536色，还有26万.130万显示，有的甚至支持1600万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。

其具体电路原理图如下图所示：

实物图如下：

3、部分代码展示

3.1 ADC初始化

由于需要对模拟信号进行处理，所以使用到STM32中的ADC

void  Adc_Init(void)
{ 	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1	, ENABLE );	  //使能ADC1通道时钟RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M//PA1 作为模拟通道输入引脚                         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		//模拟输入引脚GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;	//模数转换工作在单通道模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	//模数转换工作在单次转换模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//转换由软件而不是外部触发启动ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//ADC数据右对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	//顺序进行规则转换的ADC通道的数目ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);	//根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);	//使能指定的ADC1ADC_ResetCalibration(ADC1);	//使能复位校准  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));	//等待复位校准结束ADC_StartCalibration(ADC1);	 //开启AD校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));	 //等待校准结束}		

3.2 获取ADC采样值

u16 GetAdc(u8 ch)   
{//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_41Cycles5 );	//ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期	  			    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);		//使能指定的ADC1的软件转换启动功能	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC1);	//返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

3.3 LCD引脚初始化

void LCDInit(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	 //使能PB,PD端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_13;				 //LED0-->PB.8 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					 //根据设定参数初始化GPIOA.8}

3.3 在LCD指定位置显示字符串

void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 mode)
{u8 temp;u8 pos,t;u16 x0=x;u16 colortemp=POINT_COLOR;      if(x>LCD_W-16||y>LCD_H-16)return;	    //设置窗口		   num=num-' ';//得到偏移后的值Address_set(x,y,x+8-1,y+16-1);      //设置光标位置 if(!mode) //非叠加方式{for(pos=0;pos<16;pos++){ temp=asc2_1608[(u16)num*16+pos];		 //调用1608字体for(t=0;t<8;t++){                 if(temp&0x01)POINT_COLOR=colortemp;else POINT_COLOR=BACK_COLOR;LCD_WR_DATA(POINT_COLOR);	temp>>=1; x++;}x=x0;y++;}	}else//叠加方式{for(pos=0;pos<16;pos++){temp=asc2_1608[(u16)num*16+pos];		 //调用1608字体for(t=0;t<8;t++){                 if(temp&0x01)LCD_DrawPoint(x+t,y+pos);//画一个点     temp>>=1; }}}POINT_COLOR=colortemp;	    	   	 	  
}