随着计算机科学技术的飞速发展，微电子工业的应用正向各个行业带来祝福。越来越多的适合微机控制的产业，导致单片机在各个产业中的广泛应用。传统的温度检测是通过温度计或数字温度传感器收集当前温度，这种方式获取的数据会浪费大量的时间而且还存在误差。在诸如飞机场或医院之类的人多的地方查找温度需要大量的时间和人力。而且，大多数使用过的设备非常昂贵，并且难以维护和安装。本设计采用简单的采集模块和单片机对数据进行处理，设计了心率、血氧和温度检测报警系统。这种设计可以非常快速准确地收集数据，非常适合样本多的地方使用。
1.1 设计目的与意义
随着生活水平的不断提高，人们的日常娱乐活动也逐渐增多，近年来，游泳这一项简单易学并且收益良多的体育项目受到越来越多人的喜爱和欢迎，但游泳运动却存在着潜在的危险性，即便是十分熟悉水性的人也可能会因为各种意外情况(例如腿部抽筋、意外碰撞受伤、一些疾病引起的晕眩或意识丧失等)而导致溺水事故，溺水事故时有发生。 每年都有大量溺水死亡新闻被媒体报道，引发了社会的广泛已关注。据我国卫生部门统计，全国每年约有5.7万人死于溺水，每年因溺水意外死亡的人数仅次于交通事故，发生溺水的人群中，1-4岁儿童因溺水死亡的就占34.2/10万，小学生溺水死亡人数占溺水死亡学生人数68.2%。因此，溺水已成为危害青少年与儿童生命健康的一大杀手所以，设计一款简单实用的溺水呼救报警系统装置具有一定的现实意义。该装置可佩戴在手腕处，当检测到心率波动异常或者在水中持续时间超过一定值的时候发出声光报警信号，及时提醒岸边人员以及救生人员的注意，实现对水中溺水人员进行迅速救援的目的，从而降低溺水死亡事故的发生。为了更好地减少客户的成本和时间，该设计主要从多个层面考虑设计计划。
(1)如何基于心跳、氧气浓度和人体温度控制模块进行数据收集和解析，并验证当今客户心跳、人体温度和血氧的标准值。
(2)所有系统软件在工作条件下都是稳定的，并满足当前客户的要求。
(3)成本比较低，维护起来更方便。
(4)应用软件简单易懂，人机交互技术含量高。
通过对上述需求的分析，以STM32F103单片机和心律模块为主要器件，设计了一种家用心律血氧采集仪，液晶显示屏显示相关信息，解决了目前用户成本高、心律血氧浓度检测过程复杂的问题。
1.2 国内外研究现状
近年来，由传感器网络组成的人体系统数据信号监测仪在国外发展迅速。这种类型的传感器网络分散在一种衣服和裤子中，其表面看上去一般但是可以被人体穿着。如果每个人都穿着这样的特殊的衣服和裤子时，它们的人体系统信号会按照Wi-Fi网络方式传输到PC系统，PC系统软件可以连续记录人体状况。当身体发现异常情况时，PC系统软件将发送给警报系统产生警鸣。如果需要实时监控，可以根据局域网将检测到的数据信号传输到互联网上。然而，由这种类型的传感器网络构成的人体系统数据信号监测器还没有在诊断和治疗行业中广泛使用。
在国内，台湾大学专家李世光教授发表了“优秀无线网络生物医学工程保健测试系统”的科研成果。他使用小米大小的纳米技术集成IC，粘附或嵌入人体皮肤表面，并基于纳米技术机电工程技术开发人体呼吸、心律、血夜等磁感应和检查功能。此外，它还可以集成系统软件，例如无线数据传输，以将患者的测试材料传输到远程手机和计算机材料服务平台。一旦患者的心率异常或血液出现异常并有危险时，就可以提前进行诊断并清楚地提供预警信息。这项科学研究的关键将取决于先前的集成IC微生物页面和生物测定、生物芯片生产以及将Wi-Fi互联网系统和人工智能技术在技术上已集成到电子计算机中，以集成微生物搜索和诊断等系统软件用来开发新的产品。将来，对于长期患有糖尿病的人，只需配备小米大小的集成IC，就可以充分发挥检查，wifi网络传输，诊治监督等功能。到时候糖尿病患者可以在家中，医生就可以在偏远医院的门诊中进行远程诊断，并给予适当的家庭护理。身体健康监测系统的科学研究是在销售市场上激烈的市场竞争的必然材料。根据满足每个人日益增长的身心健康的要求，将其纳入我国工业发展法规中。
1.3 设计的主要内容和技术方案
当今，随着计算机科学技术的飞速发展，特别是传感器技术、单片机设计技术和电子信息技术的快速发展趋势，人体系统数据信号监测的机械设备不断升级。此外，我国正经历着人口的严重老龄化，医疗费用不断上升，以及一系列相对严重的社会问题，例如我国是一个人口众多的国家，存在着人口过多，门诊诊所有限，交通不便的情况。本文的主要目的是将设计方案应用到人体系统检测与分析的系统中，该系统可以在家中收集各种主要参数。它使用户可以方便快捷地获得自己的生理状况，并认识自己的身体状况。本文中设计的身体健康监测系统可以准确地测量身体的心跳、体温、血氧浓度等。血氧饱和度的标准值(Sa02)>95％，与血氧、pH和体温有关等等。当血液氧饱和度低于94％时，这意味着氧产生不足。许多临床医学表明，生理疾病状况会导致无法提供O2并导致缺氧，这将立即危害人体细胞的所有正常基础代谢。如果情况更加严重，它将继续威胁着每个人的生命。因此，血氧浓度实时的监测似乎在临床医疗救援中非常关键。
整个系统包括五个部分：
(1)电源电路部分:由于单片机的心率传感器、LCD屏幕等电源电路，所有系统软件的电源均为9VDC，因此设计方案立即采用USB9VDC作为电源。
(2)人机交互技术的一部分：它由三个独立的功能键和LCD1602液晶显示器组成。根据功能键，当前心率受到限制。一旦心跳控制模块检测到心率过高，被动蜂鸣器就会发出警报，并发送短信给工作人员。
(3)数据信号的解决方案:整个系统软件的信息处理部分采用STM32F103单片机作为CPU，最后按照OLED显示方式显示当前采集的信息。
(4)部分生理数据的采集:根据心率、人体体温、血氧传感器获得当前心率、人体体温、血氧浓度的标准值。
(5)部分生理数据信息的传输：可以根据无线模块将收集到的数据信息显示给手机。
2 方案设计
2.1 设计要求
所有信息处理均使用单片机进行判断和推理，数据信息选用通用单片机STM32F103RC。根据MAX10302血氧控制模块的IIC通信方式，将传感器获得的心跳和血氧浓度值发送给微控制器进行分析。被动式蜂鸣器用于将警报解析为当前设定值，此外，所收集的数据信息被显示在OLED。实际效果如下：
单片机处理了当前的数据信息，可以完成心跳和血氧的采集；
根据MAX30102控制模块采集；
在OLED上显示当前信息内容；
按键设置报警；
DS18B20温度收集。
2.2 单片机类型选择
方案一:可以用现在流行的单片机STC89C5进行数据处理。这个单片机的特点是运行内存比51单片机有4k高清B运行内存，但是价格和51单片机一样。数据信息串行通信免费下载调试助手。该单芯片计算机由ATMEL企业生产，可以用5V的工作电压进行编程，擦写时间仅需要10毫秒。STC89C5集成的IC显示了三级程序内存数据加密展示了一种方便、灵活、可靠的硬数据加密方法，可以完全保证程序或系统软件不被复制。端口P0是一个三态双端口，统称为系统总线端口，因为只有这个端口可以用来立即读/写外部存储器。
方案二:基于ARMCortex-M3内核，STM32103专为性能卓越、成本低、功耗低的专业设计解决方案的嵌入式开发而设计。时钟频率72MHz，是业界最强大的产品。32K到128K的嵌入式闪存，编码，STM32功能损耗36mA，是32位销售市场中功能损耗最少的产品，等效于0.5mA/MHz。
STM32有4个p端口：还可以选择SPI-NSS芯片；SPI-MISO数据信息输出；SPI-SCK数字时钟线；SPI-MOSI数据信息输入。
对比这两种规划方案，由于STM32包含丰富的颜色库文件，所以指令系统比较多。综合考虑单片机的所有资源和学生能获得的资源，比较设计要求后，选择STM32系列芯片完成。而且学校还提供了相应的硬件操作平台，便于实际操作，所以STM32F103C8T6是一个比较合理的选择。
2.3 总体设计框图
STM32F103单片机设计的访问数据处理方法和判断推理，OLED示屏显示当前信息内容，用于采集当前心跳和氧气浓度的心跳血氧传感器，用于声音报警的无源蜂鸣器，校准按钮设置及其用于串行端口进行发送。如图1.1所示。
图1.1
3 硬件电路设计
3.1 系统硬件原理图
从系统硬件结构显示图中可以阅读出，所有系统软件的整个操作都采用单片机数据处理方法。心率和血氧传感器是数据通信的关键，根据IIC，然后解决了单片机开发。功能按键主要用于进行心率极限的设置。当检测到的心率超过设定的心率上限和下限时，将执行设定功能。OLED会显示当前心率和血氧值，蜂鸣器会报警提醒。在整个设计过程中，主要分为五个关键部分，每个部分都是单片机信息资源管理的一部分，液晶显示器的一部分，按钮设置的一部分，按键的一部分，心率、血氧浓度收集和蜂鸣器警报部分。所有系统软件的电源电路如图附录1系统电路图所示。
3.2 单片机系统
单片机也俗称小型机。常用于操作控制行业，是微机的关键部件，日常生活中通常用于一些控制。单片机主要由内部单片集成电路芯片组成，更为关键的内部是包括用于解决集成IC的CPU，它是中央处理器，32个I/O端口和存储。
3.2.1 STM32F103引脚
大家一般都称单片机为小电脑。常用于控制行业，是微机的关键部件。它经常被用来控制我们的日常生活。单片机主要由内部单片集成电路芯片组成。更关键的内部是用来解决集成IC的CPU，即中央处理器、IO端口和存储。只需要使用相应的C语言编译器对程序进行编程，就可以完成外部字段组件的操作。单片机选型的设计方案基于STM32C8T6核心板。STM32微控制器是一种低压高性能的微解决方案，可以快速擦除字节数。相对简单，方便，好用。广泛应用于各种行业，如工业生产中的实时处理、地下停车场、定点医疗机构以及电子计算机外设和通讯设备等。
为了完成系统功能，需要在微控制器和电源电路或外部功能之间进行通信和信息交换。此时，必须使用引脚将它们相互连接，以实现实际的互连效果。另外，据说引脚主要代表单片机的外部特性。随着高科技技术的发展，单片机越来越注重体积和外观，所以科学家们想到要让很多脚架具有双重功能或多功能。目前STM32单片机的封装形式多种多样，本设计以40线双排直播封装形式为例进行详细介绍，如图3.2.1所示。
图3.2.1STM32单片机管脚图
STM32F103是STM32f101的增强型微控制器设计，在32位单片机中，具有最强的特性。它还具有出色的操作和通信能力，特别适合低电压/低功率应用。
STM32单片机校准复位:校准复位电源电路的作用是更好地将系统恢复到原来的状态。单片机设计了多种复位方
法:上电复位、系统复位和备份数据区复位。上电复位导致的标准是，当系统打开或关闭电源，系统从关机模式返回时，会发生开关电源复位。开关电源复位可以复位除备份数据区以外的所有存储器。系统复位:以下任何情况都
可能导致系统重置：
1.NRST引脚上的低电平(外部复位)。
2.窗口看门狗停止计数(WWDG复位)。
3.单个看门狗停止计数(IWDG复位)。
4.系统软件复位(软件复位)。
5..STM32单片机低功耗管理复位。
STM32微控制器的振荡器电路:首先要明确STM32没有内部晶振电路的供电电路，而HSI是内部RC振荡器。HSI中8MHzRC振荡器的差在1%左右，内部RC振荡器的精度通常比HSE(外部晶振荡电路)差十几倍。最重要的是根据应用情况，在数字钟要求不高的情况下可以使用HSI。需要注意的是，使用HSI时，最大系统软件时钟频率不能达到72MHz。STM32ISP使用(HSI)一个内部RC振荡器。
STM32F103微控制器是一款功耗和性能都非常出色的微控制器。它是STC企业初期生产中用于工业生产控制的单片机。其功能是控制各种传感器和外部设备，对采集到的数据信息和数据信号进行独立测量和求解，并进行相应的实际操作，从而在工业生产中发挥大脑作用。与日常生活中使用的计算机相比，单片机只有所谓的微电源电路系统集成，只能发挥非常有限的功能，解决一些简单的控制任务。单片机应用广泛，大部分家用电器都是单片机控制的。家用电器，如冰箱、中央空调、自动洗衣机和电视，与控制器、电脑鼠标、电脑键盘和报警器的尺寸相同。都包括一台或几台单片机。微控制器广泛应用于仪器仪表、航空航天、电气产品和医疗设备。智能产品的发展趋势也高度依赖单片机，各种传感器对单片机都有明确的规定。因此，越来越多的先进单片机正在出现。
鉴于此设计方案，选择的单片机为STM32F103C8T6单片机。相比51系列产品，这款单片机功能多，运行速度比51单片机快很多，内置两个AD转换器。STM32具有强大的通信功能和控制功能，是51单片机无法比拟的。51单片机只有一个串口通信，而32单片机有五个串口通信，所以一些需要串口通信的控制模块不需要通过CD4052等双串口控制模块进行转换，所以在市场上销售和使用广泛。由于32位单片机可以执行各种数字时钟位移系数工作，因此在产品中
有更严格的功能损耗规定。
STM32特性：
1.STM32C8T6系列产品的一些初始晶体振荡器采用RTC(低负载法)，没有比传统晶体振荡器更便宜的圆柱形晶体振荡器。
2.引脚数为48。
3.输出功率为72MHZ。
4.微控制器具有3个通用定时器和1个高级定时器。
5.单片机具有两个2位/16个安全通道的ADCAD转换。
6.采用3.3V稳压器芯片以确保300MA的大输出电流。
7.支持ST-LINK和JTAG调试下载。
8.存储资源为64kbbyteFLASH和20byteSram。
STM32实物图如图3.2所示：
图3.2STM32F103C8T6实物图
1.电源指示灯LED(PWR通常呈红色亮起)：如果电源指示灯为“亮亮”，它表明微控制器运行正常。如果指示灯变暗或闪烁，则表明微控制器可能存在常见故障。
2.客户LED(PC13):这个功能的应用，极大的方便了所有人测试一些非常简单的系统功能，比如单片机的操作，方便初学者更有力的测试。
3.在单片机上选择跳帽的方法，可以为stm32开发三种编程方法。例如，存储客户的SARM、闪存芯片和系统内存。
4.它是单片机的延迟电路。
5.8M晶振:主要用于将单片机系统软件的频率设置为72MHZ。
6.32.768KHz晶振:可用于嵌入式RTC应用，无需专业时钟芯片执行定时器解决方案。
3.3 OLED液晶显示模块设计
OLED显示屏分为线段指示、标识字符指示和点矩阵类型。其中，线段表示与LED指示相似，只需要发送匹配的数据信号到相应的引脚进行指示即可。标识字符表示基础必须表示基本标识字符。这次选择的设计方案是一种字符类型，指示将OLED选择为系统软件中的显示设备，作为输出信息内容的介质。与传统的LED数字显像管显示装置相比，OLED显示控制模块具有体积小、功能损耗低、主题清晰，适合于大规模集成电路芯片即刻驱动，易于完成全彩显示而无需进行驾驶的好处不用额外的电路就可以立即显示出来。如今，液晶模块一直是单片机中最常见的显示系统。
3.3.1 OLED的引脚说明
OLED选择标准的4针插座，其中：
第一个引脚：VSS是接地开关电源。
第二个引脚：VDD连接到9V正开关电源。
第三个引脚：SDA数据引脚。
第四个引脚：SCL时钟引脚。
液晶显示屏电路如图3.3所示。
图3.3液晶电路图
3.4 蜂鸣器电路
本设计方案中使用的警报通知电源电路选择5V蜂鸣器进行警报通知。测试心率和血氧浓度时，根据功能键设置当前心率为上限和下限。如果当前心率小于或大于设定值，蜂鸣器将发出警报，提醒大家注意今天的身心健康，是一种非常个性化的做法。警报电路由S8550和一个1K上拉电阻加一个蜂鸣器组成。电子市场中有许多类型的蜂鸣器，从供电电路的角度考虑，5V供电系统中使用的蜂鸣器类型。使用蜂鸣器时，必须注意一个区域。如果你觉得蜂鸣器不够响，可以把上面的纸拿出来或者减小蜂鸣器的上拉电阻，这样蜂鸣器就会响一些。蜂鸣器的电路原理也很简单，蜂鸣器的正极接三极管的地。当微控制器被设计为低电平时，晶体管将被打开和关闭，并且蜂鸣器将开始播放声音提示。三极管在电源电路中的关键作用是增加电流，驱动蜂鸣器。蜂鸣器报警由低频特性驱动，S8050晶体管放大的电流大于等于200倍。单片机被设计成操作蜂鸣器的电源开关并将其关闭。因此，当单片机设计的蜂鸣器的电源频率较低时，晶体管会导通和关断晶体管的上拉电阻来限制电流，避免晶体管的电流穿透，从而避免晶体管穿透的维持功能。使用方便，也是供电电路中常见的设计方案，可以合理维护供电电路。蜂鸣器报警电路如下图3.4所示：
3.4蜂鸣器电路图
3.5 无线模块
作为串行端口模块，ATK-HC05模块具有主从关系并具有很高的特性。它可以与支持无线的设备(例如PDA，移动电话和计算机)匹配。适用于该模块的串口波特率很大，为48001382400。该模块兼容3.3V或9V单片机设计系统软件，非常方便。在创建Weiwei网络之前，所有设备均已准备就绪。在这种情况下，未连接的设备将每1.28秒监控一次信息。唤醒设备后，可以在监控信息时预设32个无线电广播频率。重置主设备后，连接过程完成。如果已经知道设备的详细地址，请根据页面信息完成连接；如果详细地址未知，则根据页面信息的查看信息完成连接。在网络中，如果设备不传输数据，就会进入环保节能的情况。关键设备从机器设备设置到维护模式，整个过程只有内部定时器在运行；机械设备也可以进入维修模式。一旦设备退出维护模式，就可以逐渐传输数据信息。在与多个网络连接或开发低功耗设备的管理方法时，通常会维护该方法。低功耗的其他两种工作模式是睡眠模式和监视模式。由于手机的蓝牙基带芯片的技术性质，它适用于连接模式和非连接模式。第一个发送视频和语音，第二个发送分类的数据信息，温度数据信息根据非连接模式发送。
3.6 心率血氧传感器
MAX30102是一款集成式生物传感器控制模块，用于脉搏血氧仪和心率监测仪。它集彩色LED和红外LED、光学探测器、光学设备和具有抑光功能的低噪声电子电路于一体。MAX30102为内部发光二极管选择1.8V电源和单独的5.0V电源，这些发光二极管用于智能可穿戴设备中执行心跳和氧浓度收集测试，并佩戴在手指、耳垂和手腕上。标准化的2C兼容通信协议可以将采集到的标准值传输到Arduino、KL25Z等单片机进行心跳和氧浓度的测量。此外，集成IC
还可以根据手机软件关闭控制模块，关闭电流接近于零，完成供电以维持供电系统的始末。这款集成IC由于其出色的特性，在三星GalaxyS7手机中得到了广泛的应用。与上一代MAX30100(现阶段已停产更换)相比，MAX30102集成了一个夹层玻璃罩，可以合理消除外界和内部光线的影响，具有最佳的可靠性特性。
=
MAX30102本身集成了详细的照明LED和部分驱动器，部分磁光感应和AD转换，部分光效消除和数字滤波，只把数据串口交给客户，大大减轻了客户设计方案的压力。客户只需使用微控制器设计，根据硬件配置I2C或模拟I2C槽加载自己的MAX30102，即可获得转换后的光抗压强度标准值，并根据公式获得心跳值和血氧饱和度。
光学体积法的关键原理是基于毛细血管心跳中人体组织引起的透光率差异来进行精确的脉冲测量。它可以基于对手指、耳垂和其他区域的准确测量，立即执行检查。检查速度更快、更方便、更高精准度。查看参考文献以了解560nm波长以上和以下的波长可以反映皮肤浅主动脉的信息内容，并且适合获取脉冲数据信号。传感器采用最大波长为515nm的绿色LED，型号规格为AM2520。光信号接收器使用APDS-9008，这是一种最大波长为565纳米的自然环境传感器，两个光波长的最大值相似，并且灵敏度非常高。此外，由于脉率数据信号的频带通常在0.05至200赫兹之间，所以数据信号强度通常在毫伏级不太强，并且非常容易受到各种信号干扰。电感器后面使用了由运算放大器电路MCP6001组成的低通滤波器和放大器，将数据信号提高了330倍。此外，通过使用分压电阻器，AD偏置电压被设置为电源电压的1/2。单片机设计的模数转换器可以很好地采集扩展数据信号。
光学采集主要是在科研集成的IC导引和数字示波器的基础上进行的，因为血液在流通的整个过程中都以波状方式从肺主动脉扩散到其他主动脉。根据朗伯-比尔运动定律，化学物质在特定波长的光下的OD值与两者之间的浓度值成正相关。当具有稳定光波长的光照射到人体细胞时，它是基于人体细胞的消化吸收、反射面和衰减系数，反射面会在衰减后精确测量的光强度将直射部分的结构类型反射到一定水平。血液是一种高度不透明的介质，一般组织对光的穿透力是血液的几十倍。一般情况下，当光量子通过生物介质时，由于吸收动能而引起的抗压强度衰减可以用公式来描述(3-1)：
(3-1)
式中
是入射光强度，α是与组织结构有关的吸收系数(哺乳动物的α值在0.1-100之间)，是沿光轴方向的坐标长度。：
饱和度(SaO2)是反映血液中氧化血红蛋白组成的主要参数。它是含氧血红蛋白(HbO2)体积相对于所有可融合血红蛋白(Hb)体积的百分比。它是呼吸循环系统关键生理学的主要参数。在临床医学中，可以检测肺动脉血氧饱和度(SaO2)以及血红蛋白携带氧气的能力。血氧浓度的测量通常分为两类:电解和电子光学。电化学分析方法需要从体内抽取血液，然后用血细胞分析仪测量氧分压P02，测量氧饱和度。这是一种侵入性的测量方法，不能连续测试。电光测量是一种使用红外传感器的无创检查。根据基本原理进行测量，即动脉血液的光摄入量随动脉搏动而变化。因此，这个测量结果叫做脉率氧饱和度。基础研究表明，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对不同光波长和入射角的消化率不同，而其他组织(如皮肤、人体肌肉、人体骨骼和静脉血)对光的吸收稳定，不会发生变化。当用两种特殊波长的光直接照射该机构时，应用朗伯-贝尔基本定律，根据血氧饱和度的定义，可以得到一个相似的动脉血氧饱和度公式(3-2)：
式中：R为两种光波长的光消化率之比，a和b为参数，与仪器设备传感器的结构和测量标准有关。在具体的应用中，由于机理是一种复杂的电光物质，具有各种透射率强、消化吸收弱的特点，因此，不可能用简单的公式立即计算出血氧饱和度。通常是基于双光束消化率R的精确测量，然后根据工作经验的吸收率/校准曲线最终得到血氧饱和度。当选择两束光的波长时，通常入射角为660纳米和940纳米的光的波长。
3.7 温度传感器电路
DS18B20是美国DALLAS半导体公司发布的采用总线结构技术的数据温度传感器。其主要技术特征如下：①它具有唯一的单线接口标准，即两个微处理器之间的插槽仅需要占用1个I/O端口号；
②适用于多节点，因此分布式多点测温系统的测量更多。温度系统软件路径的整体设计和硬件配置成本大大简化；
③不需要外部组件进行温度测量：
④可以根据数据线的供电系统工作，具有超低的功耗；
⑤测温范围为-55125℃，测温精度为±0.5℃；
⑥温度转换精度为9-12位可编程控制器，可通过串行通信以16位二进制电子数字模式立即输出温度转换值。12位精度转换的最大时间为750Ms。
由于是数据输出，只占用一个I/O端口号，所以特别适合由微处理器操作的各种温度自动控制系统，可以防止模拟温度传感器和微控制器插座时需要的A/D转换和复杂的外围电路。减少了系统硬件的体积，提高了系统硬件的稳定性。
（1）DS18B20的结构
DS18B20主要包括四个部分。
①64位光刻技术的ROM数据信息存储器；
②温度传感器；
③非易失性电可擦温度报警触发原理TH和TL；
④非易失性电可擦除设置存储器。
如图3-3所示，该设备只有三个外部引脚，其中VDD和GND是开关电源引脚，另一条DQ线用作I/O系统总线，因此称为单线系统数据总线。可以为单片机设计插座的每个I/O端口创建多个DS18B20设备。
DS18B20有一个唯一的64位只读存储器代码。前八位是产品系列的产品编码，表示产品的分类序号；接下来的48位是产品的唯一序列号，序列号是一个15位的十进制代码。每个集成电路的唯一代码可以基于寻址方法。识别出它们之后，后8位是CRC校验码的前56位，是检查传输的数据是否适合数据通信的一种方式。因此，两个芯片DS18B20可以连接到同一条手机数据线上，而不会造成混淆。这给多点温度测量带来了极大的方便。
DS18B20传感器的内部数据存储由9个字节组成。第一个和第二个字节是温度数据(MSB，LSB)，数据位数(912)它可以在系统配置寄存器中设置。数据位越多，温度屏分辨率越高，不必要的高位也越高，这是温度数据的符号扩展位。第三和第四个字节是上限和下限温度报警值(Th，TL)。第五个字节为系统配置寄存器，寄存器的位定义如下:第八位用于设置传感器的工作状态，“1”为测试状态，“0”为实际工作状态，系统恢复到出厂实际工作状态，客户不能改变；第七和第六位是温度转换数据位的设置(00、01、10、11分别匹配9、10、11和12个温度数据)，系统恢复到12个温度数据位，客户可以进行更改根据需要，其他余位将失效。第六、第七和第八个字节仍未使用。第九个字节是循环CRC验码，它是前八个字节的循环系统校验码，用于检查通信中数据传输的准确性。
图3.7DS18B20的结构框图
结论
该设计方案基于3单片机的健康监控系统。所有系统软件信息资源管理均采用STM32F103RC单片机设计。心率传感器检查当前的心跳和血氧水平。其中，软件开发是一个难题。该过程将有所不同。为了更好地处理这种情况，根据对集成IC指南的仔细查看和搜索可以理解到如果人处于不同的运动状态，或者在测试过程中手指放置的位置不正确，这会引起差异。因此在测试过程中必须保持所有正常的精神状态，拇指应该是手指触摸的最佳部分，触摸的总面积比较大。在整个测试过程中，手指上不需要汗水或水、痕迹等。所有系统硬件的设计方案都要掌握系统硬件的详细操作，不仅要掌握每个控制模块的功能，还要充分考虑其是否有效。无论电源电路的设计是否合适，都应对程序流程的编写进行标准化。遇到问题时，应冷静下来并仔细尝试找出存在的问题。最好的方法是查看相关的集成IC指南。该设计方案不仅收获了很多东西，不仅学习了硬件配置电路的原理，而且进一步加强了整个编码和编写过程中应注意的领域，并为以后的工作展示了宝贵的工作经验。
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