2024年6月5日发(作者：大清懿)
·
２９２
·
计算机测量与控制
．２０２２．３０
（
２
）
犆狅犿狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾
狆
智能仪器与传感技术
文献标识码：
Ａ
文章编号：（）：／／
１６７１４５９８２０２２０２０２９２０７
ＤＯＩ１０．１６５２６ｔ．２０２２．０２．０４２
中图分类号：
ＴＰ２７７．ｃｎｋｉ．１１－４７６２
ｐｊ
基于
犛犜犕３２
单片机的大学生体能
监测仪设计与实现
张中沉，张
军
（伊犁师范大学体育学院，新疆伊宁
８
）
３５０００
摘要：体能监控仪作为生命体征监测设备，对于辅助大学生完成体能训练有很大帮助；基于
ＳＴＭ３２
单片机
技术，设计开发集成了多种传感器的一种大学生体能监测装备，它能够有效的检测包括心率检测、人体的步数、
运动圈速、消耗卡路里等信息；该设计采用了
ＳＴＭ３２
作为主控芯片，采用模块化的设计思路；在系统硬件设计
方面，设计了包括
ＳＴＭ３２
控制系统、心率获取电路、三轴传感器电路、显示电路以及按键电路等；同时将软件
模块拆分成了初始化子程序、心率获取子程序，步数获取子程序，显示子程序等；
Ｐｒｏｔｅｕｓ
仿真结果显示，使用
，可在心率异常
ＳＴＭ３２
单片机技术设计的体能监测系统，能够运行稳定，测量心率范围
６０
次／
ｍｉｎ
～
１８０
次／
ｍｉｎ
时报警，同时检测步数的准确率达
９８％
，满足体能监测任务需要，实验结果符合预期；为
ＳＴＭ３２
单片机在体育
运动研究信息化中应用提供参考。
关键词：体能监测仪；
ＳＴＭ３２
单片机；心率监测；步数记录；
Ｐｒｏｔｅｕｓ
仿真
犇犲狊犻狀犪狀犱犐犿犾犲犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犆狅犾犾犲犲犛狋狌犱犲狀狋狊犘犺狊犻犮犪犾犉犻狋狀犲狊狊
犵狆犵狔
犕狅狀犻狋狅狉犅犪狊犲犱狅狀犛犜犕３２犛犻狀犾犲犆犺犻犻犮狉狅犮狅犿狌狋犲狉
犵狆
犕
狆
，
ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｃｈｅｎＺＨＮＡＧＪｕｎ
ｇ
（，
Ｙ
，）
ＣｏｌｌｅｅｏｆＰｈｓｉｃａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎｉｌｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔＹｉｎｉｎ３５０００
，
Ｃｈｉｎａ
８
ｇｙｙｇ
：，
ｐ
犃犫狊狋狉犪犮狋Ａｓａｖｉｔａｌｓｉｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｕｉｍｅｎｔｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｓｏｆ
ｇ
ｒｅａｔｈｅｌｏａｓｓｉｓｔｃｏｌｌｅｅ
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ｅ
ｑｐｙｐ
ｔ
ｇ
，
ａｃｏｌｌｅｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｃｏｍｌｅｔｅ
ｐ
ｈｓｉｃａｌｔｒａｉｎｉｎ．ＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｐｙｇｇｐ
ｍ
ｐｇｙ
ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｕｉｍｅｎｔｉｎｔｅｒａｔｉｎａｒｉｅｔｆｓｅｎｓｏｒｓｉｓｄｅｓｉｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｅｄ．Ｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ
ｐｙｇ
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ｑｐｇｇ
ａｖ
ｙ
ｏ
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，，，
ｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｉｎｅａｒｔｒａｔｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｈｕｍａｎｓｔｅｓｌａｅｅｄｃａｌｏｒｉｅｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅ
ｇ
ｈ
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ｓ
ｐｐ
ｄｅｓｉｎｕｓｅｓＳＴＭ３２ａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｎｄａｄｏｔｓｔｈｅｍｏｄｕｌａｒｄｅｓｉｎｉｄｅａ．Ｉｎｔｈｅａｓｅｃｔｏｆｓｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅ
ｇｐ
ａ
ｐｇｐｙ
，，，，
ｉｔｉｎｃｌｕｄｅｓＳＴＭ３２ｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍ
，
ｈｅａｒｔｒａｔｅａｃｕｉｓｉｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｈｒｅｅ－ａｘｉｓｓｅｎｓｏｒｃｉｒｃｕｉｔｄｉｓｌａｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｎ
ｙｑｐｙ
ｃ
ｇ
，，
ｋｅｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｏｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅｈｅａｒｔｒａｔｅａｃ
ｙ
ｃ
，，
ｓｔｅｃｕｉｓｉｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅｄｉｓｌａｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅａｎｄｓｏｏｎ．Ｐｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｉｓｉｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅ
ｑｐ
ａ
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，
ｍｅａｓｔｈｅ
ｐ
ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｔｅｍｂｓｉｎＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｃａｎｒｕｎｓｔａｂｌ
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Ｓ
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～
１
ｇ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｔｅｓａｃｃｕｒａｃｉｓｕｔｏ９８％
，
ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｔａｓｋｓ．Ｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎ
ｐｙｐｐｙｇｐ
ｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｍｅｅｔｔｈｅｅｘｅｃｔａｔｉｏｎｓ．ＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｏｒｔｓｒｅｓｅａｒｃｈ
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ｍ
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ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ．
：；；；
犓犲狑狅狉犱狊ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｈｅａｒｔｒａｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｔｅｕｍｂｅｒ
ｐｙｇｐ
ｍ
ｐｇｐ
ｎ
狔
；
Ｐｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｃｏｒｄ
收稿日期：；
２０２１０８１２２０２１０９０６
。
修回日期：
基金项目：伊犁师范大学大学生体质监测中心重点实验室开放课题（）。
２０１８ＴＺＹＢ０２
作者简介：张中沉（，男，河南商丘人，硕士，讲师，主要从事体育器材开发与教学理论方法方向的研究。
１９８９
）
引用格式：张中沉，张
军
．
基于
Ｓ
］计算机测量与控制，：
ＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现［
Ｊ．２０２２
，
３０
（
２
）
２９２２９８．
投稿网址：
ｗｗｗ．ｓｃｌｋｚ．ｃｏｍ
ｊｊｙ
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０
引言
本设计针对学生体能监测领域的需求，设计出一
款基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪，它集成了多种
传感器，包括六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传感器、
ＬＣＤ１６０２
显示屏等，能够有效的
检测包括心率检测、人体的步数、运动圈速、消耗卡
路里等信息。本设计拟解决的人性化面临以下几个
问题：
）体能监测仪需要监测多种的体能参数，包括
１
心率检测、人体的步数、运动圈速、消耗卡路里等信
息，多参数的监测能够全面的了解人体运动状态，更
好地评估运动结果。
）在设计方案时，同样需要考虑监测设备的小
２
型化和集成化。由于是运动时使用，所以设备不宜过
大。需要将系统集成到小型设备上，便于运动时
携带。
）作为一个体能监测仪，良好的人机交互性也
３
是必不可少的。应该使用多种方式，提高设备的交互
能力，让使用者能够方便的获取设备采集到的信息。
使用嵌入式的技术手段，设计一款基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪，集成六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传感器等，能够有效地获取学
生的体能信息，更好地反应学生体能的综合情况。以
期为
ＳＴＭ３２
单片机在体育运动研究信息化中应用提
供参考。
教育部明确了中小学学生锻炼内容、时长、强
１
］
度，对体育和健康课程进行了刚性的要求
［
。随着我
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９３
·
国的素质教育的推广，越来越多的主管部门和学校开
始重视学生的体质训练。学生体能锻炼的有效落实，
一方面依赖于各方政策的制定和执行，同时对学生体
能锻炼过程中的保护措施提出了更高的要求。
迄今为止，体能监测仪器的设计与开发取得了长
２
］
足进步，曹育森等
［
利用
Ｓ
／
ＴＭ３２
单片机进行
ＡＤ
转换为数字信号设计了一种非接触式呼吸暂停检测与
远程监护装置，装置外形设计小巧、制作成本低、实
］
３
采用
Ｓ
时性与可靠性较高。周择文等
［
ＴＣ８９Ｃ５２
单片
机作为控制器核心，通过心率传感器来输出方波，当
单片机收到相应脉冲波，数码管即可进行计数向接收
端发送信号。经实际测试，脉搏测量仪成功实现相应
功能。杜健宁
［
４
］
等设计开发了基于
ＷｅＭｏｓＤ１Ｍｉｎｉ
［］
５
开发板的脉搏与体温检测装置，装置操作简单、成本
低廉以及体积小巧。时昊等设计开发了基于单片机
的红外热成像体温检测仪，实现了实时体温显示、声
光提示、超温图像采集、存储和
ＷＩＦＩ
访问功能。姜
笑天
［
６
］
搭建出腰部外骨骼样机作为试验平台，对外骨
骼关键部位进行应力应变测试和分析，通过心率、肌
肉收缩率和博格值的分析确定了外骨骼在缓解人体搬
运疲劳方面的有效性。丁青锋等
［
７
］
以
ＳＴＣ８９Ｃ５２
单片
机为核心，分别使用电容式压力传感器和温度传感器
测量人体血压脉搏和体温，避免了传统测量方式下因
８
］
为人的主观因素影响测量结果的问题。马鸿斌等
［
１
系统结构与原理
１１
体能监测仪功能设计
出于体能监测仪的便携性考虑，本次设计使用了
ＳＴＭ３２Ｆ１０３
作为核心处理芯片。根据体能监测仪的
具体监测需要，设计了人体参数监测、信息反馈和异
常报警
３
大功能：
人体参数监测功能即使用传感器采集人体产生的
心率、步数等数据，具体实现则是由单片机通过各种
接口包括
ＩＩＣ
、模数转换等，与传感器进行通信，从
而获取传感器采集的人体参数信息，并通过系统进行
处理。
信息反馈功能则是将采集到的信息通过反馈给使
用者，具体实现是通过通信接口连接显示器件或者其
他上位机等，将采集到的信息进行展示。
异常报警功能则是通过微处理器实时的监测使用
ＳＴＭ３２
单片机设计开发了便携式生物阻抗相位角测
量仪，该测量仪的精度和测量速率都可以满足实用化
９
］
要求。沙益夫
［
开发的基于
ＡＴ８９Ｃ５１
单片机控制的
动态血压测量系统可准确测量出人体血压，具有体积
小、使用方便、显示清晰等优点。
体能监测仪是一种能够对人体运动过程中的生理
数据包括心跳、步数等进行记录的仪器，一般具有小
型化、集成化的特点。通过记录运动时的生理数据并
对异常数据进行预警，体能监测仪能够很好地保护学
生在运动时免受伤害，为后续指定锻炼计划提供依
据。目前的体能监测仪存在功能单一、检测精度低等
问题。
投稿网址：
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电源，减少因为负载波动给电源带来的影响。者的运动数据，分析使用者运动状态，当检测到数据
出现异常时，则及时的发出警报提醒使用者做好休息
补水或者就医等工作。
ＳＴＭ３２
的时钟电路，其中
Ｙ１
为
８Ｍ
的高速晶振，给
单片机系统内需要高速频率信号的器件提供信号，如
ＡＤＣ
、高级定时器等。
Ｙ２
为低速晶振，采用的是
３２．７６８ＫＨｚ
的晶振，用于该频率的特殊性，能够为
［］
系统的
ＲＴＣ
提供时钟信号
８
。
·
２９４
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
１２
传感器检测
传感器能够将被观测对象的某种性质，如环境的
温度、湿度、光照强度等，转换成电信号或者其他信
号的装置。一般有某性质的敏感元件、信号调理转换
电路组成。其中某性质的敏感元件能够将该性质特征
转换成为能够被检测的量，再由转换元件将该量转换
成电信号，电信号通过信号调理转换电路转换成单片
７
］
。机或者其他处理器能够读取的量
［
在本次设计中，采用了按键这种经济便捷的方式
设计系统的复位电路。
ＳＴＭ３２
的复位管脚
ＮＲＳＴ
为
复位管脚，采用为低电平触发方式。
Ｃ７
作为电容应
用在复位电路中，能够延缓电平变化，提供足够的上
电复位时间。
对于
ＳＴＭ３２
而言，能够使用多种下载方式，对
芯片进行程序的更新和下载。使用管脚更少的
ＳＷＤ
下载方式，相较于串口下载，
ＳＷＤ
能够进行在线仿
真等优势，同时它与
ＪＬＩＮＫ
下载方式相比，它需要
ＳＷＩＯ
和
ＳＷＣＬＫ
两个管脚，使用到的管脚更少。
依照转换元件的不同，能够将传感器分为电阻式
传感器、电容式传感器、谐振式传感器等等。以电容
式传感器为例，常见的水滴传感器，当有水落在传感
器上面时，面板的电阻特性会发生变化。经过信号转
换和信号放大后，该信号能够被处理器获取，从而获
知是否有水滴。
在本次设计中，使用的
ＭＰＵ６０５０
六轴传感器为
电容式传感器，当传感器的姿态发生变化时，内部的
电容结构会随之改变，从而被其内部集成的电路处理
并通过接口传输给单片机。
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传
感器属于光电传感器，该传感器能够向人的皮肤发射
光线
，并捕捉反射的光，当心率发生变化时，发射的
光也会随之改变，从而被传感器获取。
２３
六轴传感器电路设计
六轴传感器集成了加速度传感器和陀螺仪传感
器，之所以被称为六轴，是因为加速度和陀螺仪包括
来自
３
个坐标轴的数据，即
狓
、
狔
、
狕
轴，所以一共
是
６
个轴的方向信息被传感器采集。采用的
ＭＰＵ６０５０
来自于
ＩｎｖｅｎＳｅｎｓｅ
公司，其内部集成了
ＤＭＰ
数字运动处理器，能够在硬件层面分析采集到
］
９
。其特点包括以下几个方面：的数据
［
２
硬件设计
２１
硬件总体方案设计
根据体能监测仪的总体功能要求，终端设计由
ＭＣＵ
最小系统、六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、心率监测
传感器、数模转换模块、显示电路以及蓝牙电路等
构成。
）体积小，
ＭＰ１Ｕ６０５０
芯片封装仅为
４
４
０．９ｍｍ
，能够适应各种姿态检测场景；
）内部集成了数字运动处理器，提高数据处理
２
能力，能够减少处理器的负荷。
）能够支持两个
Ｉ３ＩＣ
通信接口，便于拓展磁传
感器等设备，同时
ＩＩＣ
的最高速度能够达到
；
４００ｋＨｚ
）它还集成了温度传感器等。
４
由于
ＭＰＵ６０５０
的这些特点，使得该芯片广泛应
用于手机、体感游戏机、四轴飞行器等等。
其中
Ｕ３
为六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
，
Ｒ３６
和
Ｒ３７
为上拉电阻，
Ｃ３６
和
Ｃ３８
为滤波电容，
ＪＰ３
为接线端
子，通过该端子能够将设备连接到单片机，进行控制
和通信。
ＡＤ０
管脚可以控制
ＭＰＵ６０５０
的设备地址，
当
ＡＤ０
连接低电平时，设备的地址为
０ｘ６８
，当
ＡＤ０
连接高电平时，设备的地址为
０ｘ６９
。通过改变
ＡＤ０
２２
单片机最小系统电路设计
在本次设计中，考虑到各个传感器的通信接口兼
容性，使用了
ＳＴＭ３２
作为主控芯片，通过设计单片
机的最小系统，完成了对大学生体能监测核心控制板
的设计。核心控制板由
３．３Ｖ
的电源电路、高速和低
速时钟电路、系统复位电路以及程序下载电路等构
成。
３．３Ｖ
的电源电路，采用了
ＭＥ６２１１－３．３
电源
芯片，该芯片能够将
５Ｖ
的直流电转换成为单片机工
作需要的
３．３Ｖ
的电压。
Ｃ１
、
Ｃ２
、
Ｃ３
、
Ｃ４
用于稳定
投稿网址：
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ｊｊｙ
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连接的电平状态能够有效地避免
ＩＩＣ
总线上的设备地
［
０
］
。址冲突，从而更好地拓展
ＩＩＣ
通信业务
１
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９５
·
２４
心率传感器电路设计
使用的心率传感器为艾迪逊电子生产的光电反射
式心率传感器，该心率传感器采用了
ＡＰＤＳ－９００８
作为环境光传感器，同时通过了
１
ＭＨｚ
带宽的低
１１
］
功耗运放，输出的信号为模拟信号
［
。
由于
ＳＴＭ３２
芯片上集成了
ＡＤＣ
转换功能，所
以只需要将心率传感器的输出管脚连接
ＳＴＭ３２
芯片
上具有转换能力的管脚即可。
２５
显示电路设计
在本次设计中，使用了
ＬＣＤ１６０２
作为显示器件。
ＬＣＤ１６０２
广泛适用于各类工控设备、仪器仪表等领
域，其具有以下特点：
）
Ｌ１ＣＤ１６０２
最多能够显示两行字符，同时每行
字符不超过
１６
个。结合按键使用，能够使得
ＬＣＤ１６０２
显示更多的参数和信息
）
Ｌ２ＣＤ１６０２
自带字库，使得开发人员不需要获
取字模信息，只需要通过数据管脚传输对应的
ＡＳＣＩＩ
编码，就能够显示所需要展示的信息。
）
Ｌ３ＣＤ１６０２
工作电压在
４．５
～
５．０Ｖ
，工作电流
［
２
］
。为
２０ｍＡ
１
图
１
软件总体框图
具体的程序流程是：初始化子程序完成对系统外
设和缓存的初始化后，使用步数检测子程序和心率检
测子程序获取相关的体能监测数据，然后将这些数据
在
ＬＣＤ
显示屏上进行更新显示，并通过蓝牙通信子
程序发送到手机等其他上位机。
通过将子程序模块进行封装成函数，然后在使用
时调用函数执行对应功能，这样的程序能够便于阅
读，同时方便程序优化和移植，这对于后续的产品迭
代和程序维护具有重要的意义。
３２
初始化子程序设计
在大学生体能监测仪的设计过程中，对于
ＳＴＭ３２
芯片需要使用合适的外设管脚与各个硬件模块进行通
信，同时在使用这些管脚前，必须对相关的管脚进行
］
１４
初始化设置，这样才能够执行对应的功能
［
。表
１
为
２６
蓝牙电路设计
蓝牙电路选择的是
ＴＩ
公司生产的
ＣＣ２５４１
芯片，
该芯片被广泛应用在低功耗的无线传输场景下，如智
能家居等。具有以下特点：
）该芯片是作用在
２１．４ＧＨｚ
频段下的无线传输
芯片，能够满足多种通信速率的要求。
）其实基于
８２０５１
内核的芯片，能够支持
ＭＣＳ
［
３
］
。
－５１
指令集
１
使用的硬件模块与
ＳＴＭ３２
芯片连接的管脚。
表
１
初始化管脚表
传感器
六轴传感器
心率传感器
管脚名称
ＰＡ２
ＰＡ３
ＰＡ４
ＰＡ８Ａ１５
～
Ｐ
ＬＣＤ
模块
ＰＢ０
ＰＢ１
ＰＢ２
ＰＡ５
按键
ＰＡ６
ＰＡ７
ＰＡ８
蓝牙模块
ＰＢ１０
ＰＢ１１
初始状态
输出
输入
输入
输入
输出
输出
输出
输入
输入
输入
输入
输出
输入
使用说明
ＩＩＣ
的时钟管脚
ＩＩＣ
的数据管脚
模数转换
ＬＣＤ
的数据管脚
ＲＳ
ＲＷ
ＥＮ
ＢＵＴＴＯＮ１
ＢＵＴＴＯＮ２
ＢＵＴＴＯＮ３
ＢＵＴＴＯＮ４
＿
ＵＳＡＲＴ３ＴＸ
＿
ＵＳＡＲＴ３ＲＸ
）具有
２３４
通用的管脚，
８ＫＢ
的随机存储内存，
能够满足很多场景下的业务需要。
３
软件设计
３１
软件总体方案设计
考虑到体能监测仪的实际业务需要，将系统软件
进行模块化设计，便于后续的软件迭代更新和系统维
护。将软件划分为：初始化子程序、步数检测子程
序
、心率检测子程序、显示子程序以及蓝牙通信子程
序。软件总体框图
１
所示。
投稿网址：
ｗｗｗ．ｓｃｌｋｚ．ｃｏｍ
ｊｊｙ
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脚，在使用前需要调用模数转换功能，所以需要连接
３３
步数检测子程序设计
在使用
ＭＰＵ６０５０
时，由于其内部集成了
ＤＭＰ
，
能够进行运动数据计算处理。在读取步数时，只需要
按照规定读取
ＤＭＰ
内存的数据寄存器即可。
在初始化子程序完毕后，
ＰＡ２
被设置成为
ＩＩＣ
的
时钟管脚，
ＰＡ３
被设置成数据管脚。读取寄存器时，
一般发送起始信号，等待响应，然后发送写指令，写
指令一般就是器件的地址，如本加速度计的地址为
０ｘ６８
，然后等待响应。得到响应后，在写入希望读
取的寄存器，而获取步数需要读取的内存为
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
部分，即
０ｘ３０６０
寄存器，然
］
１５
后连续读取即可，最后发送停止指令
［
。
·
２９６
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
单片机的片上
ＡＤＣ
进行采集和分析。首先需要初始
化单片机片上的
ＡＤＣ
，这里选择的是
ＡＤＣ１
的通道
４
，它被映射到了
ＰＡ４
管脚。
为了提高采集速度，开启了
ＤＭＡ
功能，使用
ＤＭＡ
能够使得采集到的数据不需要通过
ＭＣＵ
上传
输，避免了浪费
ＭＣＵ
的资源。开启
ＤＭＡ
后，只需
要访问对应的
ＤＭＡ
地址即可得到转换后的数字量
］
１７
了
［
，心率检测子程序设计如图
３
所示。
需要指出的是，由于
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
寄存器是
４
字节寄存器，所以在传入指针是使用的是
ｕｎｓｉｎｅｄｌｏｎＩＣ
总线连续读取了
４
个
ｇｇ
类型的，通过
Ｉ
字节。具体的写指令流程如图
２
所示。
图
３
心率检测流程图
３５
显示子程序设计
在本次设计中，使用
ＬＣＤ１６０２
作为显示器件，
用于显示体能监测仪检测到的步数、心率等相关信
息。该显示屏模块需要
８
个数据管脚和
３
个控制管脚
进行控制，在使用前需要的相关的管脚进行初始化
设置。
ＬＣＤ１６０２
在使用时，主要包括两个步骤，一个
是对显示屏进行初始化，另外一个则是控制
ＬＣＤ
显
示指定的字符了。在对显示屏进行初始化时需要设置
相关的显示参数，如显示区域、光标位移方向、以及
图
２
获取步数流程图
］
１８
清空显示屏等
［
。具体流程如图
４
所示。
图
５
中，在控制
ＬＣＤ１６０２
显示指定的信息时，
首先会判断当前需要显示的字符是否为“”，如果
＼
０
是则表示字符串结束，退出显示子程序；如果不是，
则写入需要显示字符对应的坐标信息，然后指向显示
字符的指针自加
１
，重新判断当前的字符串是否
结束。
在读取
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
寄存器前，对
存放步数的
ｃｏｕｎｔ
指针进行了判断，如果为
ＮＵＬＬ
则返回。由于读取到的是
４
个字节，存放在
ｔｍ
ｐ
变
量中，需要对
ｔｍｎ
ｐ
变量进行处理，处理成为
ｕ
［
１６
］
ｓｉｎｅｄｌｏｎｍ
ｇｇ
类型的数据。具体操作是，将
ｔ
ｐ
［］作为最高位，向右移
２０４
位，其次的字符向右移
１６
，
８
以及
０
位，这样得到的数据为最终的步数。
３６
蓝牙传输子程序设计
图
６
使用蓝牙给上位机发送信息，通过蓝牙能够
实现无线形式的数据传输，这样一样体能监测仪的实
用性和便捷性大大提高。使用的蓝牙采用了串口通信
３４
心率监测子程序设计
心率监测子程序需要连接单片机的模数转换管
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和调试。其中
ＵＳＥＲ
目录为主程序以及各个外设的
驱动程序，对于文件的命名应该尽量做到见名知
］
２０
，如
ｍ
意
［
ｕ６０５０．ｃ
便是与六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
ｐ
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９７
·
的驱动代码等。
４２
体能监测仪验证
本次设计主要通过仿真对系统进行测试和验
证，使用的是
Ｐｒｏｔｅｕｓ
软件，这款软件广泛应用于
电路仿真，能够支持数万种类别的元器件，可以对
电路和单片机进行形象的仿真演示，同时它也具备
图
４
显示初始化流程图
［
１
］
。由于在
Ｐ
原理图绘制和
ＰＣＢ
设计的功能
２
ｒｏｔｅｕｓ
软件中没有六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
，所以使用了按
２２
］
。图
７
为仿真运行时效键进行模拟步数的增加
［
果图。
除了必要的时钟和电源电路外，可以看出
ＲＰ１
为上拉电阻，用于增加
ＰＡ
组管脚的驱动能力，从而
驱动显示屏的显示数据管脚。右下角的虚拟仪器为串
口监视器，能够监视
ＳＴＭ３２
串口三输出的信息，该
信息在实物中会通过蓝牙无线信号发送给上位机。
图
５
显示字符流程图
ＲＶ１
为可变电阻用于模拟心率传感器输出的模拟
信号。
测试步骤和方法：双击
ＳＴＭ３２
芯片，在选中
ＨＥＸ
文件后，点击仿真软件右下角的运行可以看见
ＬＣＤ
显示屏显示采集到的体能信息。当修改心率传
感器的值，也就是滑动变阻器的阻值时，
ＬＣＤ１６０２
的方式，并且默认的波特率为
９６
，所以在进
００ｂｓ
ｐ
行串口设置时，需要将
ＳＴＭ３２
的串口波特率设置为
［
９
］
，这样才能够完成双向的通信。具体的
９６００ｂｓ
１
ｐ
发送流程如图
６
所示。
图
６
蓝牙的发送程序流程图
４
实验结果与分析
４１
体能监测仪软件开发和烧写
在体能监测仪的软件开发过程中，使用的集
成开发环境为
ＫＥＩＬ
，该软件能够完成
ＳＴＭ３２
芯
片的程序编译、链接等操作，同时支持在线仿真
图
７
心率过快时仿真运行图
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ｊｊｙ
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［］姜笑天
．
面向重物搬运的气动腰部助力外骨骼机械结构
的值也随之改变。到超过阈值
１
６
７０
次／
ｍｉｎ
时，蜂鸣
器会报警如图
７
所示。通过仿真可以看出本次设计功
能完善，仿真结果符合预设目标。能够实现体能采集
参数显示和蓝牙传输等功能。
与控制系统设计［
Ｄ
］
．
广州：华南理工大学，
２０２０．
［］丁青锋，王丽姚
．
基于复合传感器的人体健康监测系
７
］：
８
统设计［
Ｊ．
传感器与微系统，
２０１９
，
３８
（
１１
）
２
，
８８．８４
［］马鸿斌，田常正，蔡希昌，等
．
便携式生物阻抗相位
８
］，
３
：角测量仪［
Ｊ．
北京生物医学工程，
２０１９８
（
１
）
８９９５．
［］沙益夫
．
基于
Ａ９Ｔ８９Ｃ５１
单片机控制的动态血压监测系
统设计［］）：
７１Ｊ．
中国医学装备，
２０１８
，
１５
（
６１．
［］尹
雪，杨
，李红梅，等
．
人体呼吸健康检测仪
１０
的设计［］：
１Ｊ．
工业控制计算机，
２０１９
，
３２
（
７
）
３２
１３３．
［］辛
明
．
近红外光谱技术监测组织氧饱和度系统的研
１１
究［
Ｄ
］
．
郑州：河南大学，
２０１９．
［］刘
青，马慧霞，李芳芳
．
基于单片机的心电信号的
１２
采集系统设计［］：
Ｊ．
自动化与仪器仪表，
２０１９
（
３
）
８８９１．
［］张
毅
．
基于单片机系统的人体生理参数远程监控系
１３
统模拟设计［，
３Ｊ
］
．
长春师范大学学报，
２０２０９
（）：
４２８３１．
［］汤引生，谢
楠，何建强
．
基于三轴加速度传感器的
１４
老年人摔倒检测算法的设计与实现［］
Ｊ．
微型电脑应
用，）：
２０１９
，
３５
（
２４２４４．
［］孟祥宇
．
基于
Ａ１５ｎｄｒｏｉｄ
系统的人体生理参数监护仪的
设计与研究［
Ｄ
］
．
济南：山东农业大学，
２０１８．
［］毛
钰
．
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计
１６
［
Ｄ
］
．
大连：大连理工大学，
２０１８．
［］李志伟，张绘敏，赵战国
．
基于
５１７１
单片机的脉搏检
测仪设计［］：
１Ｊ．
机械工程与自动化，
２０２０
（
６
）
５４
１５６．
［］毛
伟，沈
桂
．
可穿戴式多参数监护仪的设计
１８
［］）：
Ｊ．
医疗卫生装备，
２０１８
，
３９
（
６３３３８．
［］徐鹏杰，张凤生，刘延杰，等
．
基于
ＭＰ１９Ｕ６０５０
的人
］体倾角姿态数据检测系统设计［
Ｊ．
国外电子测量技
术，）：
２０１８
，
３７
（
３１１７１２０．
［］王军峰，姚福安，马源哲
．
基于
Ｍ２０ＳＰ４３０
单片机的人
体体质测量仪［］：
Ｊ．
自动化与仪表，
２０１８
，
３３
（
３
）
９７１００．
［］高明华，许丽金，柯成成，等
．
基于
Ａ２１ｎｄｒｏｉｄ
便携式
］，人体健康监测系统设计［
Ｊ．
现代电子技术，
２０１７
）：
４０
（
１２８６８９．
［］周志向，齐爱学，耿
荣，等
．
人体健康参数测定仪
２２
［］）：
９Ｊ．
电子设计工程，
２０１７
，
２５
（
１０７１０１．
投稿网址：
ｗｗｗ．ｓｃｌｋｚ．ｃｏｍ
ｊｊｙ
·
２９８
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
５
结束语
基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪设计与实现过
程中，调研现有的产品，确定了需求，从而设计了一
款更加完备的方案。本文主要从系统构造，硬件设
计，软件分析进行研究。
）采用
Ｓ１ＴＭ３２
的单片机，能够将体能监测设
备小型化、便携化，同时在传感器选择上，考虑了通
信接口的兼容性，以及精度和功耗等方面的需求。
）在硬件设计上，对各个模块电路进行了详细
２
的论述，包括单片机最小系统电路设计、六轴传感器
电路设计、心率传感器电路设计以及显示电路设计和
蓝牙电路设计。
）采用了模块化编程的方法，将体能监测设备
３
的各个功能模块封装成了函数，提高了程序的可读性
和可维护性。将软件模块拆分成了初始化子程序设
计、步数检测子程序设计、心率监测子程序设计以及
显示子程序设计和蓝牙传输子程序设计等。
随着我国高等教育的普及，体能训练和体能监测
将成为衡量学生综合素质的重要指标。基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪便于携带，功能完善，监测指标
全面，在未来有很大的应用前景，值得推广和使用。
参考文献：
［］苏子美
．
人体生物信息的实时监测与传输技术研究
１
［
Ｄ
］
．
哈尔滨：哈尔滨理工大学，
２０２１．
［］曹育森，雷
涛，李
钊，等
．
一种非接触式呼吸暂
２
停检测与远程监护装置的设计［］
Ｊ．
中国医疗设备，
，）：
１
，
４２０２１３６
（
６３１６４．
［］周择文，邵婷婷
．
基于
Ｓ３ＴＣ８９Ｃ５２
单片机的指环脉博
测量仪设计与实现［］
Ｊ．
计算机测量与控制，
２０２１
，
）：
２２９
（
２４６２５０．
［］杜健宁，卢东生，王梦娇，等
．
基于
Ｗ４ｅＭｏｓＤ１Ｍｉｎｉ
开发板的脉搏与体温检测装置设计［］
Ｊ．
中国医学装
备，）：
１４２０２１
，
１８
（
２．
［］时
昊，窦艳芳，崔月莹
．
基于单片机的红外热成像
５
自然科学版），体温检测仪［
Ｊ
］
．
佳木斯大学学报（
，）：
２２０２０３８
（
６９３２．
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
2024年6月5日发(作者：大清懿)
·
２９２
·
计算机测量与控制
．２０２２．３０
（
２
）
犆狅犿狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾
狆
智能仪器与传感技术
文献标识码：
Ａ
文章编号：（）：／／
１６７１４５９８２０２２０２０２９２０７
ＤＯＩ１０．１６５２６ｔ．２０２２．０２．０４２
中图分类号：
ＴＰ２７７．ｃｎｋｉ．１１－４７６２
ｐｊ
基于
犛犜犕３２
单片机的大学生体能
监测仪设计与实现
张中沉，张
军
（伊犁师范大学体育学院，新疆伊宁
８
）
３５０００
摘要：体能监控仪作为生命体征监测设备，对于辅助大学生完成体能训练有很大帮助；基于
ＳＴＭ３２
单片机
技术，设计开发集成了多种传感器的一种大学生体能监测装备，它能够有效的检测包括心率检测、人体的步数、
运动圈速、消耗卡路里等信息；该设计采用了
ＳＴＭ３２
作为主控芯片，采用模块化的设计思路；在系统硬件设计
方面，设计了包括
ＳＴＭ３２
控制系统、心率获取电路、三轴传感器电路、显示电路以及按键电路等；同时将软件
模块拆分成了初始化子程序、心率获取子程序，步数获取子程序，显示子程序等；
Ｐｒｏｔｅｕｓ
仿真结果显示，使用
，可在心率异常
ＳＴＭ３２
单片机技术设计的体能监测系统，能够运行稳定，测量心率范围
６０
次／
ｍｉｎ
～
１８０
次／
ｍｉｎ
时报警，同时检测步数的准确率达
９８％
，满足体能监测任务需要，实验结果符合预期；为
ＳＴＭ３２
单片机在体育
运动研究信息化中应用提供参考。
关键词：体能监测仪；
ＳＴＭ３２
单片机；心率监测；步数记录；
Ｐｒｏｔｅｕｓ
仿真
犇犲狊犻狀犪狀犱犐犿犾犲犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犆狅犾犾犲犲犛狋狌犱犲狀狋狊犘犺狊犻犮犪犾犉犻狋狀犲狊狊
犵狆犵狔
犕狅狀犻狋狅狉犅犪狊犲犱狅狀犛犜犕３２犛犻狀犾犲犆犺犻犻犮狉狅犮狅犿狌狋犲狉
犵狆
犕
狆
，
ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｃｈｅｎＺＨＮＡＧＪｕｎ
ｇ
（，
Ｙ
，）
ＣｏｌｌｅｅｏｆＰｈｓｉｃａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎｉｌｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔＹｉｎｉｎ３５０００
，
Ｃｈｉｎａ
８
ｇｙｙｇ
：，
ｐ
犃犫狊狋狉犪犮狋Ａｓａｖｉｔａｌｓｉｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｕｉｍｅｎｔｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｓｏｆ
ｇ
ｒｅａｔｈｅｌｏａｓｓｉｓｔｃｏｌｌｅｅ
ｇｇ
ｅ
ｑｐｙｐ
ｔ
ｇ
，
ａｃｏｌｌｅｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｃｏｍｌｅｔｅ
ｐ
ｈｓｉｃａｌｔｒａｉｎｉｎ．ＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｐｙｇｇｐ
ｍ
ｐｇｙ
ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｕｉｍｅｎｔｉｎｔｅｒａｔｉｎａｒｉｅｔｆｓｅｎｓｏｒｓｉｓｄｅｓｉｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｅｄ．Ｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ
ｐｙｇ
ｅ
ｑｐｇｇ
ａｖ
ｙ
ｏ
ｇｐｙ
，，，
ｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｉｎｅａｒｔｒａｔｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｈｕｍａｎｓｔｅｓｌａｅｅｄｃａｌｏｒｉｅｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅ
ｇ
ｈ
ｐｐ
ｓ
ｐｐ
ｄｅｓｉｎｕｓｅｓＳＴＭ３２ａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｎｄａｄｏｔｓｔｈｅｍｏｄｕｌａｒｄｅｓｉｎｉｄｅａ．Ｉｎｔｈｅａｓｅｃｔｏｆｓｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅ
ｇｐ
ａ
ｐｇｐｙ
，，，，
ｉｔｉｎｃｌｕｄｅｓＳＴＭ３２ｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍ
，
ｈｅａｒｔｒａｔｅａｃｕｉｓｉｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｈｒｅｅ－ａｘｉｓｓｅｎｓｏｒｃｉｒｃｕｉｔｄｉｓｌａｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｎ
ｙｑｐｙ
ｃ
ｇ
，，
ｋｅｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｏｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅｈｅａｒｔｒａｔｅａｃ
ｙ
ｃ
，，
ｓｔｅｃｕｉｓｉｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅｄｉｓｌａｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅａｎｄｓｏｏｎ．Ｐｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｉｓｉｔｉｏｎｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅ
ｑｐ
ａ
ｑｐｙ
，
ｍｅａｓｔｈｅ
ｐ
ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｔｅｍｂｓｉｎＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｃａｎｒｕｎｓｔａｂｌ
ｙｇ
ｓ
ｙｙ
ｕ
ｇ
Ｓ
ｇｐ
ｍ
ｐｇｙｙ
／／，，
ｕｒｅｔｈｅｈｅａｒｔｒａｔｅｒａｎｅｂｅｔｗｅｅｎ６０ｔｉｍｅｓｍｉｎ８０ｔｉｍｅｓｍｉｎｃａｎａｌａｒｍｗｈｅｎｔｈｅｈｅａｒｔｒａｔｅｉｓａｂｎｏｒｍａｌａｎｄｔｈｅ
～
１
ｇ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｔｅｓａｃｃｕｒａｃｉｓｕｔｏ９８％
，
ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｔａｓｋｓ．Ｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎ
ｐｙｐｐｙｇｐ
ｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｍｅｅｔｔｈｅｅｘｅｃｔａｔｉｏｎｓ．ＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｏｒｔｓｒｅｓｅａｒｃｈ
ｐｇｐ
ｍ
ｐｐｐ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ．
：；；；
犓犲狑狅狉犱狊ｈｓｉｃａｌｆｉｔｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒＳＴＭ３２ｓｉｎｌｅｃｈｉｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒｈｅａｒｔｒａｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｔｅｕｍｂｅｒ
ｐｙｇｐ
ｍ
ｐｇｐ
ｎ
狔
；
Ｐｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｃｏｒｄ
收稿日期：；
２０２１０８１２２０２１０９０６
。
修回日期：
基金项目：伊犁师范大学大学生体质监测中心重点实验室开放课题（）。
２０１８ＴＺＹＢ０２
作者简介：张中沉（，男，河南商丘人，硕士，讲师，主要从事体育器材开发与教学理论方法方向的研究。
１９８９
）
引用格式：张中沉，张
军
．
基于
Ｓ
］计算机测量与控制，：
ＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现［
Ｊ．２０２２
，
３０
（
２
）
２９２２９８．
投稿网址：
ｗｗｗ．ｓｃｌｋｚ．ｃｏｍ
ｊｊｙ
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０
引言
本设计针对学生体能监测领域的需求，设计出一
款基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪，它集成了多种
传感器，包括六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传感器、
ＬＣＤ１６０２
显示屏等，能够有效的
检测包括心率检测、人体的步数、运动圈速、消耗卡
路里等信息。本设计拟解决的人性化面临以下几个
问题：
）体能监测仪需要监测多种的体能参数，包括
１
心率检测、人体的步数、运动圈速、消耗卡路里等信
息，多参数的监测能够全面的了解人体运动状态，更
好地评估运动结果。
）在设计方案时，同样需要考虑监测设备的小
２
型化和集成化。由于是运动时使用，所以设备不宜过
大。需要将系统集成到小型设备上，便于运动时
携带。
）作为一个体能监测仪，良好的人机交互性也
３
是必不可少的。应该使用多种方式，提高设备的交互
能力，让使用者能够方便的获取设备采集到的信息。
使用嵌入式的技术手段，设计一款基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪，集成六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传感器等，能够有效地获取学
生的体能信息，更好地反应学生体能的综合情况。以
期为
ＳＴＭ３２
单片机在体育运动研究信息化中应用提
供参考。
教育部明确了中小学学生锻炼内容、时长、强
１
］
度，对体育和健康课程进行了刚性的要求
［
。随着我
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９３
·
国的素质教育的推广，越来越多的主管部门和学校开
始重视学生的体质训练。学生体能锻炼的有效落实，
一方面依赖于各方政策的制定和执行，同时对学生体
能锻炼过程中的保护措施提出了更高的要求。
迄今为止，体能监测仪器的设计与开发取得了长
２
］
足进步，曹育森等
［
利用
Ｓ
／
ＴＭ３２
单片机进行
ＡＤ
转换为数字信号设计了一种非接触式呼吸暂停检测与
远程监护装置，装置外形设计小巧、制作成本低、实
］
３
采用
Ｓ
时性与可靠性较高。周择文等
［
ＴＣ８９Ｃ５２
单片
机作为控制器核心，通过心率传感器来输出方波，当
单片机收到相应脉冲波，数码管即可进行计数向接收
端发送信号。经实际测试，脉搏测量仪成功实现相应
功能。杜健宁
［
４
］
等设计开发了基于
ＷｅＭｏｓＤ１Ｍｉｎｉ
［］
５
开发板的脉搏与体温检测装置，装置操作简单、成本
低廉以及体积小巧。时昊等设计开发了基于单片机
的红外热成像体温检测仪，实现了实时体温显示、声
光提示、超温图像采集、存储和
ＷＩＦＩ
访问功能。姜
笑天
［
６
］
搭建出腰部外骨骼样机作为试验平台，对外骨
骼关键部位进行应力应变测试和分析，通过心率、肌
肉收缩率和博格值的分析确定了外骨骼在缓解人体搬
运疲劳方面的有效性。丁青锋等
［
７
］
以
ＳＴＣ８９Ｃ５２
单片
机为核心，分别使用电容式压力传感器和温度传感器
测量人体血压脉搏和体温，避免了传统测量方式下因
８
］
为人的主观因素影响测量结果的问题。马鸿斌等
［
１
系统结构与原理
１１
体能监测仪功能设计
出于体能监测仪的便携性考虑，本次设计使用了
ＳＴＭ３２Ｆ１０３
作为核心处理芯片。根据体能监测仪的
具体监测需要，设计了人体参数监测、信息反馈和异
常报警
３
大功能：
人体参数监测功能即使用传感器采集人体产生的
心率、步数等数据，具体实现则是由单片机通过各种
接口包括
ＩＩＣ
、模数转换等，与传感器进行通信，从
而获取传感器采集的人体参数信息，并通过系统进行
处理。
信息反馈功能则是将采集到的信息通过反馈给使
用者，具体实现是通过通信接口连接显示器件或者其
他上位机等，将采集到的信息进行展示。
异常报警功能则是通过微处理器实时的监测使用
ＳＴＭ３２
单片机设计开发了便携式生物阻抗相位角测
量仪，该测量仪的精度和测量速率都可以满足实用化
９
］
要求。沙益夫
［
开发的基于
ＡＴ８９Ｃ５１
单片机控制的
动态血压测量系统可准确测量出人体血压，具有体积
小、使用方便、显示清晰等优点。
体能监测仪是一种能够对人体运动过程中的生理
数据包括心跳、步数等进行记录的仪器，一般具有小
型化、集成化的特点。通过记录运动时的生理数据并
对异常数据进行预警，体能监测仪能够很好地保护学
生在运动时免受伤害，为后续指定锻炼计划提供依
据。目前的体能监测仪存在功能单一、检测精度低等
问题。
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电源，减少因为负载波动给电源带来的影响。者的运动数据，分析使用者运动状态，当检测到数据
出现异常时，则及时的发出警报提醒使用者做好休息
补水或者就医等工作。
ＳＴＭ３２
的时钟电路，其中
Ｙ１
为
８Ｍ
的高速晶振，给
单片机系统内需要高速频率信号的器件提供信号，如
ＡＤＣ
、高级定时器等。
Ｙ２
为低速晶振，采用的是
３２．７６８ＫＨｚ
的晶振，用于该频率的特殊性，能够为
［］
系统的
ＲＴＣ
提供时钟信号
８
。
·
２９４
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
１２
传感器检测
传感器能够将被观测对象的某种性质，如环境的
温度、湿度、光照强度等，转换成电信号或者其他信
号的装置。一般有某性质的敏感元件、信号调理转换
电路组成。其中某性质的敏感元件能够将该性质特征
转换成为能够被检测的量，再由转换元件将该量转换
成电信号，电信号通过信号调理转换电路转换成单片
７
］
。机或者其他处理器能够读取的量
［
在本次设计中，采用了按键这种经济便捷的方式
设计系统的复位电路。
ＳＴＭ３２
的复位管脚
ＮＲＳＴ
为
复位管脚，采用为低电平触发方式。
Ｃ７
作为电容应
用在复位电路中，能够延缓电平变化，提供足够的上
电复位时间。
对于
ＳＴＭ３２
而言，能够使用多种下载方式，对
芯片进行程序的更新和下载。使用管脚更少的
ＳＷＤ
下载方式，相较于串口下载，
ＳＷＤ
能够进行在线仿
真等优势，同时它与
ＪＬＩＮＫ
下载方式相比，它需要
ＳＷＩＯ
和
ＳＷＣＬＫ
两个管脚，使用到的管脚更少。
依照转换元件的不同，能够将传感器分为电阻式
传感器、电容式传感器、谐振式传感器等等。以电容
式传感器为例，常见的水滴传感器，当有水落在传感
器上面时，面板的电阻特性会发生变化。经过信号转
换和信号放大后，该信号能够被处理器获取，从而获
知是否有水滴。
在本次设计中，使用的
ＭＰＵ６０５０
六轴传感器为
电容式传感器，当传感器的姿态发生变化时，内部的
电容结构会随之改变，从而被其内部集成的电路处理
并通过接口传输给单片机。
ＰｕｌｓｅＳｅｎｓｏｒ
心率检测传
感器属于光电传感器，该传感器能够向人的皮肤发射
光线
，并捕捉反射的光，当心率发生变化时，发射的
光也会随之改变，从而被传感器获取。
２３
六轴传感器电路设计
六轴传感器集成了加速度传感器和陀螺仪传感
器，之所以被称为六轴，是因为加速度和陀螺仪包括
来自
３
个坐标轴的数据，即
狓
、
狔
、
狕
轴，所以一共
是
６
个轴的方向信息被传感器采集。采用的
ＭＰＵ６０５０
来自于
ＩｎｖｅｎＳｅｎｓｅ
公司，其内部集成了
ＤＭＰ
数字运动处理器，能够在硬件层面分析采集到
］
９
。其特点包括以下几个方面：的数据
［
２
硬件设计
２１
硬件总体方案设计
根据体能监测仪的总体功能要求，终端设计由
ＭＣＵ
最小系统、六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
、心率监测
传感器、数模转换模块、显示电路以及蓝牙电路等
构成。
）体积小，
ＭＰ１Ｕ６０５０
芯片封装仅为
４
４
０．９ｍｍ
，能够适应各种姿态检测场景；
）内部集成了数字运动处理器，提高数据处理
２
能力，能够减少处理器的负荷。
）能够支持两个
Ｉ３ＩＣ
通信接口，便于拓展磁传
感器等设备，同时
ＩＩＣ
的最高速度能够达到
；
４００ｋＨｚ
）它还集成了温度传感器等。
４
由于
ＭＰＵ６０５０
的这些特点，使得该芯片广泛应
用于手机、体感游戏机、四轴飞行器等等。
其中
Ｕ３
为六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
，
Ｒ３６
和
Ｒ３７
为上拉电阻，
Ｃ３６
和
Ｃ３８
为滤波电容，
ＪＰ３
为接线端
子，通过该端子能够将设备连接到单片机，进行控制
和通信。
ＡＤ０
管脚可以控制
ＭＰＵ６０５０
的设备地址，
当
ＡＤ０
连接低电平时，设备的地址为
０ｘ６８
，当
ＡＤ０
连接高电平时，设备的地址为
０ｘ６９
。通过改变
ＡＤ０
２２
单片机最小系统电路设计
在本次设计中，考虑到各个传感器的通信接口兼
容性，使用了
ＳＴＭ３２
作为主控芯片，通过设计单片
机的最小系统，完成了对大学生体能监测核心控制板
的设计。核心控制板由
３．３Ｖ
的电源电路、高速和低
速时钟电路、系统复位电路以及程序下载电路等构
成。
３．３Ｖ
的电源电路，采用了
ＭＥ６２１１－３．３
电源
芯片，该芯片能够将
５Ｖ
的直流电转换成为单片机工
作需要的
３．３Ｖ
的电压。
Ｃ１
、
Ｃ２
、
Ｃ３
、
Ｃ４
用于稳定
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连接的电平状态能够有效地避免
ＩＩＣ
总线上的设备地
［
０
］
。址冲突，从而更好地拓展
ＩＩＣ
通信业务
１
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９５
·
２４
心率传感器电路设计
使用的心率传感器为艾迪逊电子生产的光电反射
式心率传感器，该心率传感器采用了
ＡＰＤＳ－９００８
作为环境光传感器，同时通过了
１
ＭＨｚ
带宽的低
１１
］
功耗运放，输出的信号为模拟信号
［
。
由于
ＳＴＭ３２
芯片上集成了
ＡＤＣ
转换功能，所
以只需要将心率传感器的输出管脚连接
ＳＴＭ３２
芯片
上具有转换能力的管脚即可。
２５
显示电路设计
在本次设计中，使用了
ＬＣＤ１６０２
作为显示器件。
ＬＣＤ１６０２
广泛适用于各类工控设备、仪器仪表等领
域，其具有以下特点：
）
Ｌ１ＣＤ１６０２
最多能够显示两行字符，同时每行
字符不超过
１６
个。结合按键使用，能够使得
ＬＣＤ１６０２
显示更多的参数和信息
）
Ｌ２ＣＤ１６０２
自带字库，使得开发人员不需要获
取字模信息，只需要通过数据管脚传输对应的
ＡＳＣＩＩ
编码，就能够显示所需要展示的信息。
）
Ｌ３ＣＤ１６０２
工作电压在
４．５
～
５．０Ｖ
，工作电流
［
２
］
。为
２０ｍＡ
１
图
１
软件总体框图
具体的程序流程是：初始化子程序完成对系统外
设和缓存的初始化后，使用步数检测子程序和心率检
测子程序获取相关的体能监测数据，然后将这些数据
在
ＬＣＤ
显示屏上进行更新显示，并通过蓝牙通信子
程序发送到手机等其他上位机。
通过将子程序模块进行封装成函数，然后在使用
时调用函数执行对应功能，这样的程序能够便于阅
读，同时方便程序优化和移植，这对于后续的产品迭
代和程序维护具有重要的意义。
３２
初始化子程序设计
在大学生体能监测仪的设计过程中，对于
ＳＴＭ３２
芯片需要使用合适的外设管脚与各个硬件模块进行通
信，同时在使用这些管脚前，必须对相关的管脚进行
］
１４
初始化设置，这样才能够执行对应的功能
［
。表
１
为
２６
蓝牙电路设计
蓝牙电路选择的是
ＴＩ
公司生产的
ＣＣ２５４１
芯片，
该芯片被广泛应用在低功耗的无线传输场景下，如智
能家居等。具有以下特点：
）该芯片是作用在
２１．４ＧＨｚ
频段下的无线传输
芯片，能够满足多种通信速率的要求。
）其实基于
８２０５１
内核的芯片，能够支持
ＭＣＳ
［
３
］
。
－５１
指令集
１
使用的硬件模块与
ＳＴＭ３２
芯片连接的管脚。
表
１
初始化管脚表
传感器
六轴传感器
心率传感器
管脚名称
ＰＡ２
ＰＡ３
ＰＡ４
ＰＡ８Ａ１５
～
Ｐ
ＬＣＤ
模块
ＰＢ０
ＰＢ１
ＰＢ２
ＰＡ５
按键
ＰＡ６
ＰＡ７
ＰＡ８
蓝牙模块
ＰＢ１０
ＰＢ１１
初始状态
输出
输入
输入
输入
输出
输出
输出
输入
输入
输入
输入
输出
输入
使用说明
ＩＩＣ
的时钟管脚
ＩＩＣ
的数据管脚
模数转换
ＬＣＤ
的数据管脚
ＲＳ
ＲＷ
ＥＮ
ＢＵＴＴＯＮ１
ＢＵＴＴＯＮ２
ＢＵＴＴＯＮ３
ＢＵＴＴＯＮ４
＿
ＵＳＡＲＴ３ＴＸ
＿
ＵＳＡＲＴ３ＲＸ
）具有
２３４
通用的管脚，
８ＫＢ
的随机存储内存，
能够满足很多场景下的业务需要。
３
软件设计
３１
软件总体方案设计
考虑到体能监测仪的实际业务需要，将系统软件
进行模块化设计，便于后续的软件迭代更新和系统维
护。将软件划分为：初始化子程序、步数检测子程
序
、心率检测子程序、显示子程序以及蓝牙通信子程
序。软件总体框图
１
所示。
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脚，在使用前需要调用模数转换功能，所以需要连接
３３
步数检测子程序设计
在使用
ＭＰＵ６０５０
时，由于其内部集成了
ＤＭＰ
，
能够进行运动数据计算处理。在读取步数时，只需要
按照规定读取
ＤＭＰ
内存的数据寄存器即可。
在初始化子程序完毕后，
ＰＡ２
被设置成为
ＩＩＣ
的
时钟管脚，
ＰＡ３
被设置成数据管脚。读取寄存器时，
一般发送起始信号，等待响应，然后发送写指令，写
指令一般就是器件的地址，如本加速度计的地址为
０ｘ６８
，然后等待响应。得到响应后，在写入希望读
取的寄存器，而获取步数需要读取的内存为
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
部分，即
０ｘ３０６０
寄存器，然
］
１５
后连续读取即可，最后发送停止指令
［
。
·
２９６
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
单片机的片上
ＡＤＣ
进行采集和分析。首先需要初始
化单片机片上的
ＡＤＣ
，这里选择的是
ＡＤＣ１
的通道
４
，它被映射到了
ＰＡ４
管脚。
为了提高采集速度，开启了
ＤＭＡ
功能，使用
ＤＭＡ
能够使得采集到的数据不需要通过
ＭＣＵ
上传
输，避免了浪费
ＭＣＵ
的资源。开启
ＤＭＡ
后，只需
要访问对应的
ＤＭＡ
地址即可得到转换后的数字量
］
１７
了
［
，心率检测子程序设计如图
３
所示。
需要指出的是，由于
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
寄存器是
４
字节寄存器，所以在传入指针是使用的是
ｕｎｓｉｎｅｄｌｏｎＩＣ
总线连续读取了
４
个
ｇｇ
类型的，通过
Ｉ
字节。具体的写指令流程如图
２
所示。
图
３
心率检测流程图
３５
显示子程序设计
在本次设计中，使用
ＬＣＤ１６０２
作为显示器件，
用于显示体能监测仪检测到的步数、心率等相关信
息。该显示屏模块需要
８
个数据管脚和
３
个控制管脚
进行控制，在使用前需要的相关的管脚进行初始化
设置。
ＬＣＤ１６０２
在使用时，主要包括两个步骤，一个
是对显示屏进行初始化，另外一个则是控制
ＬＣＤ
显
示指定的字符了。在对显示屏进行初始化时需要设置
相关的显示参数，如显示区域、光标位移方向、以及
图
２
获取步数流程图
］
１８
清空显示屏等
［
。具体流程如图
４
所示。
图
５
中，在控制
ＬＣＤ１６０２
显示指定的信息时，
首先会判断当前需要显示的字符是否为“”，如果
＼
０
是则表示字符串结束，退出显示子程序；如果不是，
则写入需要显示字符对应的坐标信息，然后指向显示
字符的指针自加
１
，重新判断当前的字符串是否
结束。
在读取
Ｄ
＿
ＰＥＤＳＴＤ
＿
ＳＴＥＰＣＴＲ
寄存器前，对
存放步数的
ｃｏｕｎｔ
指针进行了判断，如果为
ＮＵＬＬ
则返回。由于读取到的是
４
个字节，存放在
ｔｍ
ｐ
变
量中，需要对
ｔｍｎ
ｐ
变量进行处理，处理成为
ｕ
［
１６
］
ｓｉｎｅｄｌｏｎｍ
ｇｇ
类型的数据。具体操作是，将
ｔ
ｐ
［］作为最高位，向右移
２０４
位，其次的字符向右移
１６
，
８
以及
０
位，这样得到的数据为最终的步数。
３６
蓝牙传输子程序设计
图
６
使用蓝牙给上位机发送信息，通过蓝牙能够
实现无线形式的数据传输，这样一样体能监测仪的实
用性和便捷性大大提高。使用的蓝牙采用了串口通信
３４
心率监测子程序设计
心率监测子程序需要连接单片机的模数转换管
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和调试。其中
ＵＳＥＲ
目录为主程序以及各个外设的
驱动程序，对于文件的命名应该尽量做到见名知
］
２０
，如
ｍ
意
［
ｕ６０５０．ｃ
便是与六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
ｐ
第
２
期张中沉，等：基于
ＳＴＭ３２
单片机的大学生体能监测仪设计与实现
·
２９７
·
的驱动代码等。
４２
体能监测仪验证
本次设计主要通过仿真对系统进行测试和验
证，使用的是
Ｐｒｏｔｅｕｓ
软件，这款软件广泛应用于
电路仿真，能够支持数万种类别的元器件，可以对
电路和单片机进行形象的仿真演示，同时它也具备
图
４
显示初始化流程图
［
１
］
。由于在
Ｐ
原理图绘制和
ＰＣＢ
设计的功能
２
ｒｏｔｅｕｓ
软件中没有六轴传感器
ＭＰＵ６０５０
，所以使用了按
２２
］
。图
７
为仿真运行时效键进行模拟步数的增加
［
果图。
除了必要的时钟和电源电路外，可以看出
ＲＰ１
为上拉电阻，用于增加
ＰＡ
组管脚的驱动能力，从而
驱动显示屏的显示数据管脚。右下角的虚拟仪器为串
口监视器，能够监视
ＳＴＭ３２
串口三输出的信息，该
信息在实物中会通过蓝牙无线信号发送给上位机。
图
５
显示字符流程图
ＲＶ１
为可变电阻用于模拟心率传感器输出的模拟
信号。
测试步骤和方法：双击
ＳＴＭ３２
芯片，在选中
ＨＥＸ
文件后，点击仿真软件右下角的运行可以看见
ＬＣＤ
显示屏显示采集到的体能信息。当修改心率传
感器的值，也就是滑动变阻器的阻值时，
ＬＣＤ１６０２
的方式，并且默认的波特率为
９６
，所以在进
００ｂｓ
ｐ
行串口设置时，需要将
ＳＴＭ３２
的串口波特率设置为
［
９
］
，这样才能够完成双向的通信。具体的
９６００ｂｓ
１
ｐ
发送流程如图
６
所示。
图
６
蓝牙的发送程序流程图
４
实验结果与分析
４１
体能监测仪软件开发和烧写
在体能监测仪的软件开发过程中，使用的集
成开发环境为
ＫＥＩＬ
，该软件能够完成
ＳＴＭ３２
芯
片的程序编译、链接等操作，同时支持在线仿真
图
７
心率过快时仿真运行图
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［］姜笑天
．
面向重物搬运的气动腰部助力外骨骼机械结构
的值也随之改变。到超过阈值
１
６
７０
次／
ｍｉｎ
时，蜂鸣
器会报警如图
７
所示。通过仿真可以看出本次设计功
能完善，仿真结果符合预设目标。能够实现体能采集
参数显示和蓝牙传输等功能。
与控制系统设计［
Ｄ
］
．
广州：华南理工大学，
２０２０．
［］丁青锋，王丽姚
．
基于复合传感器的人体健康监测系
７
］：
８
统设计［
Ｊ．
传感器与微系统，
２０１９
，
３８
（
１１
）
２
，
８８．８４
［］马鸿斌，田常正，蔡希昌，等
．
便携式生物阻抗相位
８
］，
３
：角测量仪［
Ｊ．
北京生物医学工程，
２０１９８
（
１
）
８９９５．
［］沙益夫
．
基于
Ａ９Ｔ８９Ｃ５１
单片机控制的动态血压监测系
统设计［］）：
７１Ｊ．
中国医学装备，
２０１８
，
１５
（
６１．
［］尹
雪，杨
，李红梅，等
．
人体呼吸健康检测仪
１０
的设计［］：
１Ｊ．
工业控制计算机，
２０１９
，
３２
（
７
）
３２
１３３．
［］辛
明
．
近红外光谱技术监测组织氧饱和度系统的研
１１
究［
Ｄ
］
．
郑州：河南大学，
２０１９．
［］刘
青，马慧霞，李芳芳
．
基于单片机的心电信号的
１２
采集系统设计［］：
Ｊ．
自动化与仪器仪表，
２０１９
（
３
）
８８９１．
［］张
毅
．
基于单片机系统的人体生理参数远程监控系
１３
统模拟设计［，
３Ｊ
］
．
长春师范大学学报，
２０２０９
（）：
４２８３１．
［］汤引生，谢
楠，何建强
．
基于三轴加速度传感器的
１４
老年人摔倒检测算法的设计与实现［］
Ｊ．
微型电脑应
用，）：
２０１９
，
３５
（
２４２４４．
［］孟祥宇
．
基于
Ａ１５ｎｄｒｏｉｄ
系统的人体生理参数监护仪的
设计与研究［
Ｄ
］
．
济南：山东农业大学，
２０１８．
［］毛
钰
．
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计
１６
［
Ｄ
］
．
大连：大连理工大学，
２０１８．
［］李志伟，张绘敏，赵战国
．
基于
５１７１
单片机的脉搏检
测仪设计［］：
１Ｊ．
机械工程与自动化，
２０２０
（
６
）
５４
１５６．
［］毛
伟，沈
桂
．
可穿戴式多参数监护仪的设计
１８
［］）：
Ｊ．
医疗卫生装备，
２０１８
，
３９
（
６３３３８．
［］徐鹏杰，张凤生，刘延杰，等
．
基于
ＭＰ１９Ｕ６０５０
的人
］体倾角姿态数据检测系统设计［
Ｊ．
国外电子测量技
术，）：
２０１８
，
３７
（
３１１７１２０．
［］王军峰，姚福安，马源哲
．
基于
Ｍ２０ＳＰ４３０
单片机的人
体体质测量仪［］：
Ｊ．
自动化与仪表，
２０１８
，
３３
（
３
）
９７１００．
［］高明华，许丽金，柯成成，等
．
基于
Ａ２１ｎｄｒｏｉｄ
便携式
］，人体健康监测系统设计［
Ｊ．
现代电子技术，
２０１７
）：
４０
（
１２８６８９．
［］周志向，齐爱学，耿
荣，等
．
人体健康参数测定仪
２２
［］）：
９Ｊ．
电子设计工程，
２０１７
，
２５
（
１０７１０１．
投稿网址：
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·
２９８
·
计算机测量与控制
第
３０
卷
５
结束语
基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪设计与实现过
程中，调研现有的产品，确定了需求，从而设计了一
款更加完备的方案。本文主要从系统构造，硬件设
计，软件分析进行研究。
）采用
Ｓ１ＴＭ３２
的单片机，能够将体能监测设
备小型化、便携化，同时在传感器选择上，考虑了通
信接口的兼容性，以及精度和功耗等方面的需求。
）在硬件设计上，对各个模块电路进行了详细
２
的论述，包括单片机最小系统电路设计、六轴传感器
电路设计、心率传感器电路设计以及显示电路设计和
蓝牙电路设计。
）采用了模块化编程的方法，将体能监测设备
３
的各个功能模块封装成了函数，提高了程序的可读性
和可维护性。将软件模块拆分成了初始化子程序设
计、步数检测子程序设计、心率监测子程序设计以及
显示子程序设计和蓝牙传输子程序设计等。
随着我国高等教育的普及，体能训练和体能监测
将成为衡量学生综合素质的重要指标。基于
ＳＴＭ３２
的大学生体能监测仪便于携带，功能完善，监测指标
全面，在未来有很大的应用前景，值得推广和使用。
参考文献：
［］苏子美
．
人体生物信息的实时监测与传输技术研究
１
［
Ｄ
］
．
哈尔滨：哈尔滨理工大学，
２０２１．
［］曹育森，雷
涛，李
钊，等
．
一种非接触式呼吸暂
２
停检测与远程监护装置的设计［］
Ｊ．
中国医疗设备，
，）：
１
，
４２０２１３６
（
６３１６４．
［］周择文，邵婷婷
．
基于
Ｓ３ＴＣ８９Ｃ５２
单片机的指环脉博
测量仪设计与实现［］
Ｊ．
计算机测量与控制，
２０２１
，
）：
２２９
（
２４６２５０．
［］杜健宁，卢东生，王梦娇，等
．
基于
Ｗ４ｅＭｏｓＤ１Ｍｉｎｉ
开发板的脉搏与体温检测装置设计［］
Ｊ．
中国医学装
备，）：
１４２０２１
，
１８
（
２．
［］时
昊，窦艳芳，崔月莹
．
基于单片机的红外热成像
５
自然科学版），体温检测仪［
Ｊ
］
．
佳木斯大学学报（
，）：
２２０２０３８
（
６９３２．
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