【正文】 g_Ftmp += (unsigned int)(TH08)+TL0。 TL0 = 0。 。 TR0 = 1。 } else { g_flag = 0。 //外部中斷 0 標(biāo)志位清 0 在邊沿觸發(fā)模式下 //會(huì)由硬件清零 TR0 = 0。 //定時(shí)器 T0 溢出次數(shù)統(tǒng)計(jì) unsigned long g_T0count。 第 32 頁(yè) 共 40 頁(yè) 附錄 A 原理圖 39383736353433322122232425262728RXD10TXD11ALE/P18PSEN1901345678INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16*AT89C5120pFC1220pFC13Y212MGND1 2S1RESETVCCEC11uf1 2 3 4 5 6 7 8 9P210KVCC12345678910111213141516P1LCD1602VCC30KR13R1410KR21VCC10KR20 第 33 頁(yè) 共 40 頁(yè) 附錄 B 主 程序 include include //定義周期測(cè)頻法測(cè)式的周期數(shù)，這個(gè)值越大，結(jié)果越精確，但也需 //要更多的時(shí)間。 感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師 XX 老師，您的指導(dǎo)和教誨將我領(lǐng)進(jìn)了單片機(jī)這一扇大門。 其實(shí)生活的道路 一直不是這么平坦的，在前進(jìn)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(guò)此次的設(shè)計(jì)，使我深刻的體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性及相互討論過(guò)程中的樂(lè)趣。經(jīng)過(guò)這次畢設(shè)，我收獲了很多，具體總結(jié)如下：（ 1）通過(guò)此次的設(shè)計(jì)，使我知道了無(wú)論做什么事都應(yīng)該事先做好充分的準(zhǔn)備，不應(yīng)該盲目的只為了完成任務(wù)而被動(dòng)的學(xué)習(xí)。 本次所設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具有實(shí)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(dòng)態(tài)顯示方式是顯示的內(nèi)容在屏幕上從左向右移動(dòng)。 T0 中斷開(kāi)始執(zhí)行后，檢測(cè) T1 代表的時(shí)間是否大于 60S，沒(méi)有大于 60S 則繼續(xù)檢測(cè)，大于 60S 則關(guān) T1,T0 中斷，然后設(shè)計(jì)數(shù)結(jié)束的標(biāo)志為 1。 表 34 1602 指令表（注： 表示可以為 0 或 1） 編號(hào) 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(biāo)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(kāi) /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)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(chǔ)器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址 (AGG) 8 置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 (ADD) 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 (AC) 10 寫(xiě)數(shù)到 CGRAM 或DDRAM 1 0 要寫(xiě)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(biāo)移位 S 1— 不移動(dòng)， 0— 移動(dòng) 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(biāo)， 0— 不顯示光標(biāo) N 1— 2 行， 0— 1 行 B 1— 光標(biāo)閃爍， 0— 光標(biāo)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(yè) 共 40 頁(yè) 39383736353433322122232425262728RXD10TXD11ALE/P18PSEN1901345678INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16AT89C511 2 3 4 5 6 7 8 9P210KVCC12345678910111213141516P1LCD1602VCC10KR21VCC10KR20 圖 液晶顯示電路 第 25 頁(yè) 共 40 頁(yè) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程 的設(shè)計(jì) 本程序的主要思路是，利用單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器 /計(jì)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏波動(dòng)頻率信息的顯示。單片機(jī)的 ， ,口接到液晶屏的控制端，來(lái)控制單片機(jī)工作。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)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(jī)要實(shí)現(xiàn)以上功能，選擇使用 AT89S51 來(lái)構(gòu)成電路。 圖 施密特觸發(fā)器工作波形 由于 VCC=5V，所以，當(dāng)輸入電壓大于 2/3VCC，也就是 時(shí)，電路就可以輸出高電平，然后一直持續(xù)到 1/3VCC，也就是 時(shí)，電路開(kāi)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(gè)方案可以選擇。 在設(shè)計(jì)時(shí)，選用的運(yùn)放為 TL082，該運(yùn)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(hù)，輸入級(jí)有較高的輸入阻抗，完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其電路原理圖如圖 所示。 根據(jù) （ 32） 可以計(jì)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(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，阻帶衰減太慢，選擇性較差。 實(shí)際的一級(jí)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(diǎn)在于： a,高共模抑制比； b,通常只需改變電阻 Rx 大小可改變?cè)鲆妗? 一級(jí)放大電路的設(shè)計(jì) 一級(jí)放大電路 [20]是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn) ,脈搏測(cè)量?jī)x要求在脈搏信號(hào)頻率范圍內(nèi)，不失真的放大所采集的微弱信號(hào) ,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(diǎn)。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) 本設(shè)計(jì)中，脈搏波動(dòng)頻率測(cè)量的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)脈搏傳感器采集脈搏信息輸出電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大電路對(duì)其進(jìn)行放大。 （ 2）動(dòng)態(tài)掃描顯示：所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點(diǎn)亮顯示器各個(gè)位（掃描），對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)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(diǎn)陣： 5 x 8 點(diǎn) 驅(qū)動(dòng)方式： 1/16D 可供型號(hào)： TN STN(黃綠模灰模黑白模 ) 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(dòng)態(tài)掃描顯示。 人體脈搏信號(hào)從時(shí)域上看，是一個(gè)周期性較強(qiáng)的準(zhǔn)周期信號(hào)。 （ 2）中斷方式： CPU 無(wú)需檢測(cè)外設(shè)是否數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，不占據(jù) CPU 時(shí)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(shí)時(shí)要求。 人體脈搏波動(dòng)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(guò) 40Hz，一般情況下為 1Hz 左右，屬于低頻信號(hào)。 （ 2）多周期同步法：適用于中頻信號(hào)。對(duì)于不同的頻率范圍，有三種不同的測(cè)量方法。此外，為了濾去高頻信號(hào)和市電的干擾，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器。 信號(hào)調(diào)理電路的選擇 信號(hào)調(diào)理電路包括對(duì)信號(hào)的放大和濾波兩個(gè)部分 [17][18]。 本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)只需要對(duì)脈搏信號(hào)的波動(dòng)頻率進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算和顯示，對(duì)單片機(jī)的要求不是很高。 51 單片機(jī)是 INTEL 公司生產(chǎn)的。 （ 3） 51 單片機(jī) 51 單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容 Intel 8031 指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。具有較強(qiáng)的中斷處理能力。amp。以及 第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè) 這種結(jié)構(gòu)可大可小可有可無(wú)，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(chǎng)合，這樣做無(wú)疑會(huì)使每種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。amp?！痭SP 家族。’nSP 。其特點(diǎn)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(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行，而 MSC51 要 12 個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令。以單 片機(jī)作為信息處理中心，通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，完成信號(hào)輸入檢測(cè)、信息分析處理及信息顯示。 使用實(shí)驗(yàn)室 砝碼來(lái)測(cè)試，其結(jié)果如下表表 21 所示。壓電片包括三個(gè)部分，鍍銀層，壓電陶瓷，以及銅片。 缺點(diǎn) :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(jī)即可實(shí)現(xiàn)功能，且價(jià)格非常昂貴。 （ 2）壓電式： 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，工作頻帶寬，應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，且價(jià)格低廉。 （ 3）集成傳感器 當(dāng)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(guò)放大可以直接處理使用。將對(duì)管夾于手指端部，通過(guò)手指的血液濃度會(huì)隨著心臟的跳動(dòng)發(fā)生變化，紅外對(duì)管對(duì)應(yīng)的信號(hào)便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，采集此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，濾波，比較等處理便可以得到理想的信號(hào)。反向偏壓的光敏二極管，它的反向電流具有隨光照強(qiáng)度增加而增加的光電效應(yīng)特性，在一定光強(qiáng)范圍內(nèi)，光敏二極管的反向電流與光強(qiáng)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(hào) ,在檢測(cè)脈搏信號(hào)時(shí) ,對(duì)電極的位置 ,引線與放大器的連接方式都有嚴(yán)格的統(tǒng)一規(guī)定。 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)（分）發(fā)生 器 計(jì)數(shù)器 放大整形 脈搏檢 測(cè) 人體 譯碼器 LCD 顯示 （ 3 位） 信號(hào)調(diào)理 脈搏檢測(cè) 人體 單片機(jī)電路 顯示 第 6 頁(yè) 共 40 頁(yè) 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)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(jī)脈搏測(cè)量?jī)x框圖 通過(guò)比較以上兩種方案。 方案一：使用純硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這兩種方案比較起來(lái)，第一種更直觀，所需的電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單些；第二種方案的測(cè)量誤差比較小，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)電路要復(fù)雜些。 總之，脈搏測(cè)量?jī)x的核心是要對(duì)低頻信號(hào)在固定的短時(shí)間計(jì)數(shù)，最后以數(shù)字形式顯示出來(lái)。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(yùn)放電路。脈搏信號(hào)放大器運(yùn)行過(guò)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(gè)以呼吸的頻率加入 ECG 信號(hào)的竇性成分（正弦曲線），這個(gè)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(cè)量?jī)x必然可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。 (2) 數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)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(shì)（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(diǎn)式） 3MX1 型（應(yīng)變片） 天津醫(yī)療儀器研究所 MTYA（寸部 7 點(diǎn)，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(diǎn)，軸向 3組） 貴州省脈象