利用51单片机完成一种智能助眠机系统的设计

一、功能简介

本项目使用Proteus8.12仿真51单片机控制器，使用蜂鸣器闹铃模块、LCD1602显示模块、心率血氧模块、PCF8691 ADC模块、按键模块等。

主要功能：

系统运行后，LCD1602显示传感器采集的心率和血氧值以及当前时间；可通过K3键进入时间修改模式，K3用于切换时、分、秒，K1和K2键调节；时间修改完成后可按下K4键保存并返回主界面。

可通过K4键进入助眠和起床闹铃设置模式，K4用于切换助眠时/分，起床时/分，K1和K2键调节。闹铃设置好后可按下K3键保存并返回主界面。若当前时间到达助眠时间或起床闹钟时间，则开启蜂鸣器闹铃，可通过K2键取消正在闹铃。正常界面下，可通过K1键查阅监测心率和血氧的数据信息，LCD1602显示心率及血氧的最小和最大值。

主要功能如下：

（1）心率/血氧监测；

（2）助眠/起床闹钟设置；

（3）闹铃提醒；

（4）LCD1602液晶显示。

二、软件设计

//系统数据显示

void sys_data_show(void)

{

  while(1)

  {

    //未查阅

    if(sys_ctrl.find==0)

    {

      //未进入设置闹钟模式

      if(sys_ctrl.set_alarm_mode==0)

      {

        //显示时间

        lcd1602_show_nums(6,0,sys_ctrl.hour,2,0x80);

        lcd1602_show_nums(9,0,sys_ctrl.min,2,0x80);

        lcd1602_show_nums(12,0,sys_ctrl.sec,2,0x80);

        //心率显示

        lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.heart,3,0);

        //血氧显示

        lcd1602_show_nums(12,1,sys_ctrl.oxygen,3,0);

        //时间调节位置闪烁

        switch(sys_ctrl.set_time_mode)

        {

          case 1://时

            lcd1602_show_string(6,0,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(6,0,sys_ctrl.hour,2,0x80);

            break;

          case 2://分

            lcd1602_show_string(9,0,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(9,0,sys_ctrl.min,2,0x80);

            break;

          case 3://秒

            lcd1602_show_string(12,0,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(12,0,sys_ctrl.sec,2,0x80);

            break;

        }  

      }

      //进入闹钟设置模式

      else

      {

        //显示助眠时间

        lcd1602_show_nums(7,0,sys_ctrl.alarm_time[0][0],2,0x80);

        lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.alarm_time[0][1],2,0x80);

        //显示起床时间

        lcd1602_show_nums(7,1,sys_ctrl.alarm_time[1][0],2,0x80);

        lcd1602_show_nums(10,1,sys_ctrl.alarm_time[1][1],2,0x80);

        //时间调节位置闪烁

        switch(sys_ctrl.set_alarm_mode)  

        {

          case 1://助眠时

            lcd1602_show_string(7,0,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(7,0,sys_ctrl.alarm_time[0][0],2,0x80);

            break;

          case 2://助眠分

            lcd1602_show_string(10,0,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.alarm_time[0][1],2,0x80);

            break;

          case 3://起床时

            lcd1602_show_string(7,1,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(7,1,sys_ctrl.alarm_time[1][0],2,0x80);

            break;

          case 4://起床分

            lcd1602_show_string(10,1,"  ");

            delay_ms(50);

            lcd1602_show_nums(10,1,sys_ctrl.alarm_time[1][1],2,0x80);

            break;

        }  

      }  

    }

    //正在查阅

    else

    {

      //显示心率最小和最大值

      lcd1602_show_nums(8,0,sys_ctrl.heart_lh[0],3,0x80);

      lcd1602_show_nums(12,0,sys_ctrl.heart_lh[1],3,0x80);

      //显示血氧最小和最大值

      lcd1602_show_nums(8,1,sys_ctrl.oxygen_lh[0],3,0x80);

      lcd1602_show_nums(12,1,sys_ctrl.oxygen_lh[1],3,0x80);  

    }

    break;      

  }

}

//系统数据设置

void sys_data_set(void)

{

  u8 key=0;

  static u8 oneflag=0;

  key=key_scan(0);

  //设置时间

  if(key==KEY3_PRESS)

  {

    //未进入设置闹钟模式

    if(sys_ctrl.set_alarm_mode==0)

    {

      TR1=0;//关闭定时器

      sys_ctrl.set_time_mode++;

      if(sys_ctrl.set_time_mode >=4)sys_ctrl.set_time_mode=1;  

    }

    //闹钟设置模式，确定

    else

    {

      oneflag=0;

      sys_ctrl.set_alarm_mode=0;

      sys_open_show();//开机界面显示

      TR1=1;//开启定时器  

    }    

  }

  //加

  else if(key==KEY1_PRESS)

  {

    //时间设置模式

    switch(sys_ctrl.set_time_mode)

    {

      case 1://时

        sys_ctrl.hour++;

        if(sys_ctrl.hour >23)sys_ctrl.hour=0;

        break;

      case 2://分

        sys_ctrl.min++;

        if(sys_ctrl.min >59)sys_ctrl.min=0;

        break;

      case 3://秒

        sys_ctrl.sec++;

        if(sys_ctrl.sec >59)sys_ctrl.sec=0;

        break;

    }  

    //闹钟设置模式

    switch(sys_ctrl.set_alarm_mode)

    {

      case 1://助眠时

        sys_ctrl.alarm_time[0][0]++;

        if(sys_ctrl.alarm_time[0][0] >23)sys_ctrl.alarm_time[0][0]=0;

        break;

      case 2://助眠分

        sys_ctrl.alarm_time[0][1]++;

        if(sys_ctrl.alarm_time[0][1] >59)sys_ctrl.alarm_time[0][1]=0;

        break;

      case 3://起床时

        sys_ctrl.alarm_time[1][0]++;

        if(sys_ctrl.alarm_time[1][0] >23)sys_ctrl.alarm_time[1][0]=0;

        break;

      case 4://起床分

        sys_ctrl.alarm_time[1][1]++;

        if(sys_ctrl.alarm_time[1][1] >59)sys_ctrl.alarm_time[1][1]=0;

        break;    

    }

    //正常模式下，查阅血氧心率信息

    if(sys_ctrl.set_time_mode==0 && sys_ctrl.set_alarm_mode==0)

    {

      sys_ctrl.find=!sys_ctrl.find;

      //查阅

      if(sys_ctrl.find==1)

      {

        lcd1602_clear();

        lcd1602_show_string(0,0," Heart- >000-000");

        lcd1602_show_string(0,1,"Oxygen- >000-000");    

      }

      //退出查阅

      else

      {

        sys_open_show();//开机界面显示  

      }  

    }  

  }

  //减

  else if(key==KEY2_PRESS)

  {

    //时间设置模式

    switch(sys_ctrl.set_time_mode)

    {

      case 1://时

        sys_ctrl.hour--;

        if(sys_ctrl.hour< 0)sys_ctrl.hour=23;

        break;

      case 2://分

        sys_ctrl.min--;

        if(sys_ctrl.min< 0)sys_ctrl.min=59;

        break;

      case 3://秒

        sys_ctrl.sec--;

        if(sys_ctrl.sec< 0)sys_ctrl.sec=59;

        break;

    }

    //闹钟设置模式

    switch(sys_ctrl.set_alarm_mode)

    {

      case 1://助眠时

        sys_ctrl.alarm_time[0][0]--;

        if(sys_ctrl.alarm_time[0][0]< 0)sys_ctrl.alarm_time[0][0]=23;

        break;

      case 2://助眠分

        sys_ctrl.alarm_time[0][1]--;

        if(sys_ctrl.alarm_time[0][1]< 0)sys_ctrl.alarm_time[0][1]=59;

        break;

      case 3://起床时

        sys_ctrl.alarm_time[1][0]--;

        if(sys_ctrl.alarm_time[1][0]< 0)sys_ctrl.alarm_time[1][0]=23;

        break;

      case 4://起床分

        sys_ctrl.alarm_time[1][1]--;

        if(sys_ctrl.alarm_time[1][1]< 0)sys_ctrl.alarm_time[1][1]=59;

        break;    

    }

    sys_ctrl.alarm_flag=0;//解除闹铃      

  }

  //确定

  else if(key==KEY4_PRESS)

  {

    //时间设置模式

    if(sys_ctrl.set_time_mode!=0)

    {

      sys_ctrl.set_time_mode=0;

      TR1=1;//开启定时器  

    }

    //闹钟设置模式

    else

    {

      TR1=0;//关闭定时器

      if(oneflag==0)//只显示1次界面

      {

        oneflag=1;