【正文】 g_Ftmp += (unsigned int)(TH08)+TL0。 TL0 = 0。 。 TR0 = 1。 } else { g_flag = 0。 //外部中斷 0 標志位清 0 在邊沿觸發(fā)模式下 //會由硬件清零 TR0 = 0。 //定時器 T0 溢出次數(shù)統(tǒng)計 unsigned long g_T0count。 第 32 頁 共 40 頁 附錄 A 原理圖 39383736353433322122232425262728RXD10TXD11ALE/P18PSEN1901345678INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16*AT89C5120pFC1220pFC13Y212MGND1 2S1RESETVCCEC11uf1 2 3 4 5 6 7 8 9P210KVCC12345678910111213141516P1LCD1602VCC30KR13R1410KR21VCC10KR20 第 33 頁 共 40 頁 附錄 B 主 程序 include include //定義周期測頻法測式的周期數(shù)，這個值越大，結(jié)果越精確，但也需 //要更多的時間。 感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師 XX 老師，您的指導(dǎo)和教誨將我領(lǐng)進了單片機這一扇大門。 其實生活的道路 一直不是這么平坦的，在前進的道路上，我遇到了很多的困難和挫折，但是憑借著自己的毅力和周圍老師、同學(xué)的幫助，我最終都努力地克服了。（ 5）通過此次的設(shè)計，使我深刻的體會到團隊合作精神的重要性及相互討論過程中的樂趣。經(jīng)過這次畢設(shè)，我收獲了很多，具體總結(jié)如下：（ 1）通過此次的設(shè)計，使我知道了無論做什么事都應(yīng)該事先做好充分的準備，不應(yīng)該盲目的只為了完成任務(wù)而被動的學(xué)習(xí)。 本次所設(shè)計的測量儀系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具有實際意義。 define LCD_Data P0 //數(shù)據(jù)口 流程如圖 所示。 sbit RS = P2^5。設(shè)置的動態(tài)顯示方式是顯示的內(nèi)容在屏幕上從左向右移動。 T0 中斷開始執(zhí)行后，檢測 T1 代表的時間是否大于 60S，沒有大于 60S 則繼續(xù)檢測，大于 60S 則關(guān) T1,T0 中斷，然后設(shè)計數(shù)結(jié)束的標志為 1。 表 34 1602 指令表（注： 表示可以為 0 或 1） 編號 指 令 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清屏顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符發(fā)生存儲器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲器地址 (AGG) 8 置數(shù)據(jù)存儲器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲器地址 (ADD) 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 (AC) 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù) 11 從 CGRAM 或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù) [32] [33]表 34 的相關(guān)命令設(shè)置如表 35 所示： 表 35 1602 指令相關(guān)設(shè)置 命 令 設(shè)置 命 令 設(shè)置 I/D 1— 增量方式， 0— 減量方式 S/C 1— 顯示器移位， 0— 光標移位 S 1— 不移動， 0— 移動 R/L 1— 右移， 0— 左移 D 1— 顯示， 0— 不顯示 DL 1— 8BIT， 0— 6BIT C 1— 顯示光標， 0— 不顯示光標 N 1— 2 行， 0— 1 行 B 1— 光標閃爍， 0— 光標不閃爍 F 1— 5*10 字型， 0— 5*7 字型 BF 1— 正在執(zhí)行內(nèi)部操作， 0— 可接收命令 第 24 頁 共 40 頁 39383736353433322122232425262728RXD10TXD11ALE/P18PSEN1901345678INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16AT89C511 2 3 4 5 6 7 8 9P210KVCC12345678910111213141516P1LCD1602VCC10KR21VCC10KR20 圖 液晶顯示電路 第 25 頁 共 40 頁 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序流程 的設(shè)計 本程序的主要思路是，利用單片機的兩個定時器 /計數(shù)器，得出一分鐘的脈搏數(shù)，最后送 LCD 顯示。所以，需要選用合適的顯示設(shè)備及顯示電路，來實現(xiàn)對脈搏波動頻率信息的顯示。單片機的 ， ,口接到液晶屏的控制端，來控制單片機工作?？臻e模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 考慮到單片機要實現(xiàn)以上功能，選擇使用 AT89S51 來構(gòu)成電路。 圖 施密特觸發(fā)器工作波形 由于 VCC=5V，所以，當輸入電壓大于 2/3VCC，也就是 時，電路就可以輸出高電平，然后一直持續(xù)到 1/3VCC，也就是 時，電路開始輸出低電平?，F(xiàn)在的施密特觸發(fā)器一般分為由 555 芯片構(gòu)成和用 TTL 電路構(gòu)成兩種。這里有兩個方案可以選擇。 在設(shè)計時，選用的運放為 TL082，該運放具有較小的輸入偏置電壓和偏移電流，輸出設(shè)有短路保護，輸入級有較高的輸入阻抗，完全可以達到設(shè)計要求。其電路原理圖如圖 所示。 根據(jù) （ 32） 可以計算出，該濾波器的截止頻率為 。二階有源濾波器的電路圖如圖 所示。其電路如圖 所示，特點是電路簡單，阻帶衰減太慢，選擇性較差。 實際的一級放大電路原理圖如圖 所示。 AD620 參數(shù)如表 32 所示。 這種電路的優(yōu)點在于： a,高共模抑制比； b,通常只需改變電阻 Rx 大小可改變增益。 一級放大電路的設(shè)計 一級放大電路 [20]是整個系統(tǒng)設(shè)計的重點 ,脈搏測量儀要求在脈搏信號頻率范圍內(nèi)，不失真的放大所采集的微弱信號 ,這要求所用的放大器必須具有低噪聲 ,低漂移 ,低失調(diào)參數(shù) ,高共模抑制比 ,高輸入阻抗 ,線形度小等特點。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 第 12 頁 共 40 頁 本設(shè)計中，脈搏波動頻率測量的實現(xiàn)是通過脈搏傳感器采集脈搏信息輸出電壓信號，經(jīng)信號放大電路對其進行放大。 （ 2）動態(tài)掃描顯示：所謂動態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點亮顯示器各個位（掃描），對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。它具有： 電參數(shù) (VDD= 10%,VSS=0V,Ta=25 ) 顯示內(nèi)容： 16 字符 x 2 行 字符點陣： 5 x 8 點 驅(qū)動方式： 1/16D 可供型號： TN STN(黃綠?；夷：诎啄?) 反射型帶 EL 或 LCD 背光源 LCD 常用顯示方法有兩種：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。 人體脈搏信號從時域上看，是一個周期性較強的準周期信號。 （ 2）中斷方式： CPU 無需檢測外設(shè)是否數(shù)據(jù)準備就緒，不占據(jù) CPU 時間，因此CPU 與外設(shè)并行工作，提高了 CPU 的工作效率，還滿足了外設(shè)的實時要求。 人體脈搏波動頻率一般為 60～ 80 次 /min，其頻率成分主要分布在 0～ 20Hz 之間，屬于次聲，最高頻率不超過 40Hz，一般情況下為 1Hz 左右，屬于低頻信號。 （ 2）多周期同步法：適用于中頻信號。對于不同的頻率范圍，有三種不同的測量方法。此外，為了濾去高頻信號和市電的干擾，還需要設(shè)計一個低通濾波器。 信號調(diào)理電路的選擇 信號調(diào)理電路包括對信號的放大和濾波兩個部分 [17][18]。 本設(shè)計中，單片機只需要對脈搏信號的波動頻率進行測量、計算和顯示，對單片機的要求不是很高。 51 單片機是 INTEL 公司生產(chǎn)的。 （ 3） 51 單片機 51 單片機是對目前所有兼容 Intel 8031 指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱。具有較強的中斷處理能力。amp。以及 第 9 頁 共 40 頁 這種結(jié)構(gòu)可大可小可有可無，借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可成為各種系列的派生產(chǎn)品，以適合不同場合，這樣做無疑會使每種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本。amp。’nSP 家族?！痭SP 。其特點是 高速度 (50ns)、低功耗 ,硬件應(yīng) 用 Harward 結(jié)構(gòu)，具有預(yù)取指令功能，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行，而 MSC51 要 12 個時鐘周期執(zhí)行一條指令。以單 片機作為信息處理中心，通過對單片機進行編程，完成信號輸入檢測、信息分析處理及信息顯示。 使用實驗室 砝碼來測試，其結(jié)果如下表表 21 所示。壓電片包括三個部分，鍍銀層，壓電陶瓷，以及銅片。 缺點 :降低了本任務(wù)的難度 ,如果采用該傳感器，只需將其直接接上單片機即可實現(xiàn)功能，且價格非常昂貴。 （ 2）壓電式： 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，實時性好，工作頻帶寬，應(yīng)用電路簡單，且價格低廉。 （ 3）集成傳感器 當前 ,市面上有很多類型的集成心電傳感器 [11],其靈敏度高 ,集成度高 ,直接就可以反映出心率的變化 ,且已包含了濾波等抗干擾電路 ,波形經(jīng)過放大可以直接處理使用。將對管夾于手指端部，通過手指的血液濃度會隨著心臟的跳動發(fā)生變化，紅外對管對應(yīng)的信號便會發(fā)生相應(yīng)的變化，采集此信號經(jīng)過放大，濾波，比較等處理便可以得到理想的信號。反向偏壓的光敏二極管，它的反向電流具有隨光照強度增加而增加的光電效應(yīng)特性，在一定光強范圍內(nèi)，光敏二極管的反向電流與光強呈線性關(guān)系。臨床上為了統(tǒng)一和便于比較所獲得的脈搏信號 ,在檢測脈搏信號時 ,對電極的位置 ,引線與放大器的連接方式都有嚴格的統(tǒng)一規(guī)定。 標準時標（分）發(fā)生 器 計數(shù)器 放大整形 脈搏檢 測 人體 譯碼器 LCD 顯示 （ 3 位） 信號調(diào)理 脈搏檢測 人體 單片機電路 顯示 第 6 頁 共 40 頁 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計方案 傳感器的選擇 （ 1）壓電式傳感器 目前常用的是一次性心電電極 ,它是用印刷方法制得的 Ag/ Agcl 傳感器。 圖 單片機脈搏測量儀框圖 通過比較以上兩種方案。 方案一：使用純硬件電路來實現(xiàn)。 這兩種方案比較起來，第一種更直觀，所需的電路結(jié)構(gòu)更簡單些；第二種方案的測量誤差比較小，但實現(xiàn)起來電路要復(fù)雜些。 總之，脈搏測量儀的核心是要對低頻信號在固定的短時間計數(shù)，最后以數(shù)字形式顯示出來。所以放大器應(yīng)選用低漂移，高輸入阻抗并且具有高共模抑制比的集成運放電路。脈搏信號放大器運行過程中的噪聲主要表現(xiàn)為電子線路的固有熱噪聲和散粒噪聲，這些都屬于白噪聲，其幅值為正態(tài)分布。 （ 3） 由于呼 吸引起的基線漂移和 ECG 幅度變化 呼吸引起的基線漂移可以看成是一個以呼吸的頻率加入 ECG 信號的竇性成分（正弦曲線），這個正弦成分的幅度和頻率是變化的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀必然可以實現(xiàn)更多的功能。 (2) 數(shù)字化技術(shù)等先進技術(shù)的應(yīng)用。 表 11 脈象儀的研制情況 研制者 探頭形式（單部） 探頭形勢（三部） 北京醫(yī)療器械廠 MX1 型（應(yīng)變片） BYS14 型（應(yīng)變片） 上海醫(yī)療儀器研究所 MX3 型， MX 型（ 7 點式） 3MX1 型（應(yīng)變片） 天津醫(yī)療儀器研究所 MTYA（寸部 7 點，應(yīng)變片） 上海中醫(yī)學(xué)院 ZM1 型（子母式，應(yīng)變片） 九路型（徑向 7 點，軸向 3組） 貴州省脈象