【正文】 SETB ES MOV TH1,0E8H ；通信波特率為 1200 MOV TL1,0E8H SETB TR1 LOOP6:MOVX A,DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI NOP NOP INC DPTR INC R3 CJNE R3,4BH,LOOP6 RET 顯示電路的設(shè)計(jì) 液晶屏與單片機(jī)接口， LCD 作為顯示器具有直觀、信息量大的特點(diǎn)。具體做法是每當(dāng)在 口查詢到一個(gè)脈沖后開(kāi)始計(jì)時(shí)，以 為單位對(duì)這個(gè)持續(xù)的高電平和隨后的低電平進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)下一個(gè)脈沖到來(lái)的時(shí)候，將計(jì)時(shí)得到的結(jié)果存儲(chǔ)在一個(gè)地址空間中， 作為一個(gè)脈搏周期。 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 圖 AT89S51 管腳圖 指脈信息的檢測(cè)與控制 硬件設(shè)計(jì) AT89S51 作為本系統(tǒng)的核心控制、處理器件，其管腳的使用情況見(jiàn)下表。 ⑩ NS 單片機(jī) : COP8 單片機(jī)是 NS(美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司 )的產(chǎn)品 ,內(nèi)部集成了 16 位A/D,這是不多見(jiàn)的 ,在看門狗多路及 STOP 方式下單片機(jī)的喚醒方式上都有獨(dú)到之處 .此外 ,COP8 的程序 加密也做得比較好。 ⑦ LG 公司生產(chǎn)的 GMS90 系 列 單 片 機(jī) , 與 Intel MCS51 系列 ,Atmel 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 89C51/52,89C2051等單片機(jī)兼容 ,CMOS技術(shù) ,高達(dá) 40MHZ的時(shí)鐘頻率 ,應(yīng)用于 : 多功能電話 ,智能傳感器 ,電度表 ,工業(yè)控制 ,防盜報(bào)警裝置 ,各種計(jì)費(fèi)器 ,各種 IC 卡裝置 ,DVD,VCD,CDROM。具有虛擬外設(shè)功能 ,柔性化 I/O端口 ,所有的 I/O端口都可單獨(dú)編程設(shè)定 ,公司提供各種 I/O的庫(kù)函數(shù) ,用于實(shí)現(xiàn)各種 I/O 模塊 的功能 ,如多路 UART,多路 A/D,PWM,SPI,DTMF,FS,LCD 驅(qū)動(dòng)等等。 ③ MDT20XX系列單片機(jī) : 工業(yè)級(jí) OTP單片機(jī) ,Micon公司生產(chǎn) ,與 PIC單片機(jī)管腳完全一致 ,海爾集團(tuán)的電冰箱控制器 ,TCL 通信產(chǎn)品 ,長(zhǎng)安奧拓鈴木小轎車功率分配器就采用這種單片機(jī)。最后再用一個(gè)電壓比較器 ，生成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào) . 圖 脈搏信號(hào)的交換 脈搏脈沖 脈搏波 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 圖 脈搏信號(hào)變換電路 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 4 單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)有很多種，我們的設(shè)計(jì)采用的是 AT89S51. 單片機(jī)其他還有以下幾種類型： ① Motorola 單片機(jī) : Motorola 是世界上最大的單片機(jī)廠商。 利用一個(gè)運(yùn)放作為恒流源電路向發(fā)光二極管提供穩(wěn)定的工作電流，此外，電容 C12能濾除高頻信號(hào)，使發(fā)光二極管的工作更為穩(wěn)定。 AT89S51 單片機(jī) AT89S51 單片機(jī)是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP 的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元， AT89S51 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。即對(duì)有些頻率信號(hào)波形具有抑制功能。凡是生理信號(hào)大都具有強(qiáng)干擾與的噪聲強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，要想感測(cè)到信號(hào)就必須對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，還要求所采用的放大電路必須具有高增益、高輸入阻抗和低噪聲等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的光電脈搏波信號(hào)檢測(cè)電路都采用高增益放大器，以獲得較高的檢測(cè)靈敏度，這種設(shè)計(jì)思路導(dǎo)致了檢測(cè)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍縮小，在受到運(yùn)動(dòng)干擾時(shí)，將導(dǎo)致由于干擾信號(hào)而帶來(lái)的光電脈搏波信號(hào)檢測(cè)的飽和失真。用光電法提取指尖脈搏光信息受到了從事生物醫(yī)學(xué)儀器工作的專家和學(xué)者的重視。這種方式通常采用壓阻式傳感器，它具有抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但由于動(dòng)光電脈搏傳感器 濾波 放大 積分 比較器 單片機(jī) 電源 按鍵 LCD 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 脈血管產(chǎn)生的力很小，故量程小，抗沖擊力不強(qiáng)。這種傳感器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，主要用于測(cè)量脈搏的跳動(dòng)次數(shù)。脈搏傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了脈搏測(cè)量精度。還有單片機(jī)的選擇在后文中會(huì)介紹到。 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 本文的研究目的 我們的目的很明確，可以了解單片機(jī)的發(fā)展歷史以及最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，脈搏測(cè)試的發(fā)展現(xiàn)狀，可以從研究中得到設(shè)計(jì)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，了解了人體脈搏的一些知識(shí)，為發(fā)展我國(guó)的中醫(yī)事業(yè)做貢獻(xiàn)，中醫(yī)就是靠把脈得知患者的病情，我們可以作出一個(gè)儀器，這個(gè)儀器就能夠把脈而且準(zhǔn)確度很高。近年來(lái)日本、美國(guó)等國(guó)家的醫(yī)生、學(xué)者在對(duì)醫(yī)學(xué)與針灸研究中設(shè)計(jì)出了一些對(duì)脈象進(jìn)行客觀化描述的描記儀器和裝置。國(guó)外在關(guān)于脈診理論方面也出現(xiàn)過(guò)不少相關(guān)的著作，總結(jié)了許多與脈診有關(guān)的臨床經(jīng)驗(yàn)，其中波蘭 Struthius 于 1540 年撰寫(xiě)的《脈診的藝術(shù)》一書(shū)，占有比較重要的地位，書(shū)中描繪出了脈搏圖形，是西方最早的脈搏圖解。在脈 診客觀化的研究中，脈搏信息的獲取是脈搏采集裝置中最為重要的一環(huán)，脈搏信息的獲取必須要用到脈搏傳感器來(lái)檢測(cè)，所以脈搏采集系統(tǒng)的發(fā)展與脈搏傳感器的發(fā)展密切相關(guān)，最早的脈搏傳感器為機(jī)械式傳感器，后來(lái)逐漸開(kāi)發(fā)了壓電式傳感器，光電式傳感器，液態(tài)傳感器， PVDF(壓電薄膜 )傳感器等一系列多種傳感器。他們都試圖利用圖形來(lái)描繪脈搏從而使脈診能夠更加具體化，但由于其均帶有較強(qiáng)的個(gè)人主觀性強(qiáng)，缺乏必要的客觀基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容是：闡述了近于完善和成熟在脈理、脈名、脈形和脈法以及診斷等多方面的理論，為脈診成為一門獨(dú)立的學(xué)科創(chuàng)造了基本條件。 明確記錄了古人脈診使用了通過(guò)對(duì)顏面、手腕和足踩 3部的血管脈搏搏動(dòng)進(jìn)行比較來(lái)診斷病癥。但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號(hào) , 脈搏波信號(hào)更是低頻微弱的非生理信號(hào) , 必需經(jīng)過(guò)放大和后級(jí)濾波以滿足采集的要求。如果采用電子測(cè)量技術(shù)，就能夠精確測(cè)量，還可以借助現(xiàn)代化的工具進(jìn)行更高效、合理的判斷和分析。從中 可以得知脈搏跳動(dòng)是否正常以及每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。目前檢測(cè)脈搏的儀器雖然很多，但是價(jià)格都比較昂貴，本文擬設(shè)計(jì)一款適合家庭使用的簡(jiǎn)易的脈搏測(cè)試儀。 脈搏波 所呈現(xiàn)出的形態(tài) (波形 )、強(qiáng)度 (波幅 )、速率 (波速 )和節(jié)律 (周期 )等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征，因此對(duì)脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。 最后，本文對(duì)脈搏測(cè)試系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提出了自己的看法。隨著集成電路的發(fā)展，脈搏測(cè)量計(jì)必然向微型化、大眾化、智能化發(fā)展。 本文的研究現(xiàn)狀 中醫(yī)脈診具有歷史悠久，內(nèi)容豐富的特點(diǎn)，將中醫(yī)“整體觀念，辨證論治 的思想得到了很好的體現(xiàn)和應(yīng)用。到 了漢代，《難經(jīng)》又進(jìn)一步確立寸口部位的寸關(guān)尺脈與其浮、中、沉診法為定為三部九候的診脈方法。所以，當(dāng)前我們普遍認(rèn)為它是標(biāo)志著脈學(xué)的形成。近年來(lái)隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，脈診客觀化的研基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 究也得到了很快的進(jìn)步。而其信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式分為固體、氣壓、液壓等方式，其材料可以采用壓電晶體、半導(dǎo)體應(yīng)變片、 PVDF 壓電薄膜和液態(tài)可變電阻等多種材料。 1700 年著名的物理學(xué)家牛頓對(duì)動(dòng)脈彈性腔的意義進(jìn)行了論證， 1733 年生理學(xué)家斯蒂 文?哈爾斯提出動(dòng)脈管的系統(tǒng)模型。其主要功能是描記脈象波形圖，在臨床上，也可用作觀察脈象變化的工具。更加深層次的加深了對(duì)單片機(jī)控制電路的理解，切實(shí)結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，認(rèn)真務(wù) 實(shí)，鍛煉我們的動(dòng)手能力。 基于單片機(jī)的指脈檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 2 本系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)的整體框圖 圖 系統(tǒng)整體框圖 本系統(tǒng)采用光電式傳感器獲得指脈的信息，由于指脈信號(hào)的特點(diǎn)，需對(duì)原始的指脈信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和積分等處理，然后傳入單片機(jī)，通過(guò)按鍵，利用單片機(jī)對(duì)指脈信息進(jìn)行處理和控制，并將最終的指脈信息通過(guò) LCD顯示。因此其選型對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有決定性的作用。人體不同部位的脈搏波波形存在差異，光電脈搏波傳感器不適合用于提取不同部位的脈搏波信號(hào)。 3）脈搏信號(hào)還表現(xiàn)為皮膚振動(dòng)，因此可以用加速度傳感器進(jìn)行檢測(cè)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、波形測(cè)量精度較高。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了指套式的透射型光電傳感器，實(shí)現(xiàn)了光電隔離，減少了對(duì)后級(jí)模擬電路的干擾。本系統(tǒng)采用過(guò)采樣技術(shù)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的高速采樣