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基于MSP430单片机身体体征参数测定 电子设计大赛设计报告 题目身体体征信号监测仪（C题） 【本科组】 组员： 指导老师： 摘 要 本身体体征信号监测仪是以MSP430单片机为控制核心，实现智 能监测人体参数的多功能控制。主要功能包括在自己设定的参数范围下，利用传感器采集人体物理参数实现自主测量、利用无线传输数据，当身体体征参数超出正常范围时能发出警示信号，并借助数据传输和通信平台紧急通知值班医生和亲朋好友，采取救治措施。 关键词 MSP40 摘要 单片机、传感器、无线通信、报警 目 录 1系统方案 1.1 单片机控制模块选择 1.2 体温监测模块选择 1.3 心率测量模块 1.4 电源模块 1.5 报警模块 1.6 显示部分 1.7 无线传输部分 2系统理论分析与计算 2.1 整体系统结构 2.2 理论计算 2.2.1 体温计算 2.2.2 心率计算 2.3 模块框图及电路原理 2.3.1 温度模块 2.3.2 心率模块 2.4 测试方案与测试结果 2.4.1 体温测量方案 2.4.2 心率测量方案 3 测试结果及分析 3.1 体温测量结果 3.2 心率测量结果 身体体征信号监测仪（C题） 【本科组】 一 系统方案 本系统主要是由控制模块、体温监测模块、心率监测模块、呼吸频率检测模块、电源模块、报警模块及显示模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1 单片机控制模块选择 方案一：使用51单片机作为控制器 方案二：使用MSP430单片机作为控制器 对于方案一，众所周知51单片机是一款入门级别单片机，因为它的资料非常多，非常利于入门的学习，但是这款单片机功耗高，有许多协议不支持。所以是一块比较适合入门的单片机。 51单片机实物图 所以，对于初学者和设计简单系统51单片机确实很理想的选择，但51单片机有很多致命的缺陷，例如 1. 运行速度很慢，（因为是CISC（集中指令）结构，而且芯片为了抗干扰采用了12分频的方法） 2. 所有的I/0口都是准双向口，I/0口的驱动能力弱。（但是AT89的灌电流比较大，大概有20mA左右） 3. 芯片里面的P0口没有上拉电阻（P1,P2,P3 口有上拉电阻）如果要输出高电平 或者要定义成输入口，一般要外接电阻上拉。 4. 芯片不能定义成内部复位方式，只能用外部微分电路复位。 5. 芯片内部没有RC振荡，如要芯片正常工作，需要外加振荡源（比如晶振，RC振荡，PLL振荡等） 6. 功耗比较高，抗干扰能力也不是很强。 51单片机实物图 由于本课题设计到人体体征这一重要概念，这些基本参数直接影响人体健康。很明显51单片机的一些缺点直接影响最后数据的准确性与测量效率，所以这种方案不是理想的选择。 对于方案二，MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。 430单片机 我们本次使用的430系列中G2553，它具有以下优势： 430G2553 低电源电压范围：1.8v至3.6v。 超低功耗 运行模式： 230μA （在1MHz 频率和2.2V 电压条件下） 待机模式： 0.5μA 关闭模式（RAM 保持）： 0.1μA 5 种节能模式 · 用于模拟信号比较功能或者斜率模数(A/D) 转换的片载比较器 · 可在不到1μs 的时间里超快速地从待机模式唤醒 · 16 位精简指令集(RISC) 架构，62.5ns 指令周期时间 · 带内部基准、采样与保持以及自动扫描功能的10位200-ksps 模数(A/D) 转换器 · 基本时钟模块配置 – 具有四种校准频率并高达16MHz 的内部频率· 串行板上编程， – 内部超低功耗低频(LF) 振荡器无需外部编程电压， – 32kHz 晶振 – 外部数字时钟源· 具有两线制(Spy-Bi-Wire) 接口的片上仿真逻辑电路 · 两个16 位Timer_A，分别具有三个捕获/比较寄存路器 · 多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚 鉴于本次课题