【单片机毕业设计】基于 STM32 的多生理参数采集与按键交互控制系统设计基于 STM32 的体征数据监测及声光预警装置开发（013208）

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原创最新推荐文章于 2026-11-10 16:37:35 发布 144 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

情系淮思：五款车规MCU横向对比与VCU选型本文对比五款车规MCU中的S32K312与S32K324，聚焦核心架构、存储、通信及安全特性。S32K324为双核160MHz Cortex-M7，内存、外设（如以太网、QuadSPI、SAI）全面升级，支持高实时并行处理与复杂应用；而S32K312为单核120MHz，适用于中端车身控制。两者均满足ASIL B功能安全，具备完整安全引擎。选型建议：中端用S32K312，高端复杂系统优选S32K324。阅读详情

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项目研究背景

随着大众健康意识持续提升，居家健康监测需求不断增长，便携式生理体征监测设备成为健康物联网领域的重要研究方向。传统的心率、血压测量设备大多功能单一，仅能完成单次测量，缺少实时数据持续采集、阈值自定义配置以及异常状态自动声光提醒能力，部分设备人机交互方式简单，无法灵活修改生理指标告警阈值，难以满足长期健康监测场景下的预警需求。市面上部分监测设备依赖上位机完成数据处理，设备便携性较差，部署成本高，不适用于家庭、宿舍等轻量化使用场景。嵌入式单片机技术、生理传感技术与小型显示模块的成熟，为本地化体征监测终端开发提供了技术基础。本课题基于 STM32 单片机搭建便携式监测终端，集成生理传感器、OLED 显示模块、按键模块与声光报警组件，实现心率血压实时采集、数据本地显示、阈值参数配置以及生理指标异常声光告警功能，解决传统监测设备参数不可调、缺少实时预警、交互能力弱等痛点，为轻量化人体健康监测场景提供低成本、易操作的硬件监测方案，具备一定实际应用价值。

摘要

针对传统便携式健康监测设备存在参数配置困难、缺少实时异常告警等问题，本文设计并实现一款基于 STM32 单片机的心率血压监测与声光报警系统。系统以 STM32F103C8T6 单片机作为主控单元，采用 MKB0805 传感器采集人体心率与血压数据，通过 OLED 屏幕实时展示采集到的生理参数。系统配备 4 个功能按键，支持自动界面与阈值配置界面切换，可选中并修改心率、血压上下限阈值。当系统处于自动监测模式时，若检测到心率或者血压数值超出设定阈值范围，系统将触发灯光与蜂鸣器声光报警。测试结果表明，该系统能够稳定完成生理数据采集、本地显示、阈值自定义配置以及异常声光提醒，硬件结构简单，操作便捷，满足轻量化人体健康监测的使用需求，适合作为便携式健康监测终端使用。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控核心，负责读取传感器采集的心率血压数据，处理按键输入事件，驱动 OLED 屏幕刷新界面，判断生理数据是否超出阈值，控制蜂鸣器与 LED 灯光报警动作。该型号单片机资源充足，外设接口丰富，开发资料完善，适合本科嵌入式项目开发。
MKB0805 生理传感器：用于采集人体心率、血压原始生理信号，将模拟信号传输至单片机进行转换与计算，是系统体征数据的来源，该传感器集成度高，接线简单，适配嵌入式小型监测装置。
OLED 显示模块：作为系统显示外设，接收单片机发送的数据，实时刷新显示心率、血压数值以及阈值配置界面，体积小、功耗低，适合便携设备本地可视化展示。
独立按键模块：共 4 路按键，分别负责界面模式切换、阈值选项切换、阈值数值增加、阈值数值减少，实现人机交互，完成阈值参数自定义修改。
LED 灯光模块：声光报警组件之一，当生理指标超出阈值上限或下限时点亮，提供视觉报警提示。
有源蜂鸣器模块：声光报警组件之一，异常状态下发出蜂鸣声音，实现听觉告警。
电脑设备：用于 Keil 开发环境代码编写、程序编译，通过 ST-Link 下载器将固件烧录至 STM32 单片机，同时用于硬件电路调试与功能验证。
ST-Link 下载器：实现电脑与单片机之间程序下载与在线调试，排查硬件逻辑与代码问题。

核心功能

生理数据采集处理功能：主控 STM32F103C8T6 单片机读取 MKB0805 传感器输出的心率、血压信号，完成信号解析、数据滤波与数值计算，得到有效人体生理参数，为显示与阈值判断提供原始数据，属于系统基础采集功能。
OLED 实时数据显示功能：持续将解析完成的心率、血压数值输出至 OLED 屏幕，界面分为自动监测界面与阈值配置界面，自动界面实时展示当前体征数据，阈值界面展示心率血压上下限阈值，属于系统基础显示功能。
模式切换交互功能：按键 1 实现自动界面与阈值界面的切换。在自动界面下查看实时监测数据；切换至阈值界面后，可进行告警阈值参数调整，是系统核心人机交互功能。
阈值参数配置功能：阈值界面模式下，按键 2 用于切换选中的阈值项目，可依次选择心率上限、心率下限、血压上限、血压下限；按键 3 对当前选中阈值数值加，按键 4 对当前选中阈值数值减，用户可自定义告警边界，属于系统核心配置功能。
生理指标异常声光报警功能：系统处于自动监测模式时，持续比对实时心率、血压数值和用户设定阈值。当心率高于上限或者低于下限，或者血压高于上限或者低于下限，单片机驱动 LED 灯点亮，同时驱动蜂鸣器发声，进行声光联合报警，提醒用户生理指标异常，为本课题核心预警功能。

技术路线

硬件电路设计：使用 Altium Designer 完成系统原理图绘制，完成单片机、传感器、OLED、按键、蜂鸣器、LED 模块之间引脚电路设计，搭建硬件实物电路，完成硬件接线与硬件上电检测。
嵌入式开发环境搭建：使用 Keil MDK5 作为单片机程序开发工具，完成 STM32 工程创建、底层驱动库导入，配置单片机 GPIO、ADC、I2C 外设，为各硬件模块编写底层驱动代码。
C 语言程序开发：采用 C 语言编写主控程序，编写 MKB0805 传感器数据读取驱动、OLED 屏幕显示驱动、按键扫描检测程序、阈值判断逻辑代码、蜂鸣器与 LED 声光报警驱动代码，实现数据采集、界面切换、阈值修改、异常告警逻辑。
功能模块联调：依次调试传感器采集模块、OLED 显示模块、按键交互模块、声光报警模块，单独验证每个模块功能，之后进行整体联合调试，修复数据读取异常、界面卡顿、按键误触发等问题。
系统功能测试：搭建完整硬件测试平台，模拟不同生理参数场景，测试数据采集准确性、界面切换稳定性、阈值修改功能、异常声光报警触发效果，记录测试结果，验证系统是否满足设计需求。
文档整理：整理硬件原理图、源代码、测试记录，完成毕业设计相关文档撰写。

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。