【正文】 我用到了其中陶瓷壓電傳感器的部分。詳細(xì)論述了 MCS51 系列單片機(jī)的組成原理，應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展技術(shù)，信息處理技術(shù)及常用算法，人機(jī)交互接口， D/A 轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)，串行接口及通信 ,應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)和實(shí)用技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，并用大量實(shí)用的接口實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。另外借此機(jī)會(huì)感謝四年以來(lái)學(xué)院的栽培。 畢業(yè) (論 文 ) 結(jié)論 34 本次設(shè)計(jì)的課題 — 人體基本健康監(jiān)測(cè)器，是一種非常具有實(shí)用價(jià)值的電子人體基本體征（心跳、體溫、血壓）的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的提高，越來(lái)越多的人開(kāi)始時(shí)刻關(guān)心自己以及家人的健康問(wèn)題，而基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的人體基本健康監(jiān)測(cè)器體積小、準(zhǔn)確性好 、使用方法簡(jiǎn)單易懂，具有很高的性價(jià)比，因此勢(shì)必具有廣闊的市場(chǎng)前景。另外 平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)大多比較陳舊，作為電子信息工程的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)自己更要積極查閱當(dāng)前的最新電子資料。平時(shí)但是經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我接觸到了更多平時(shí)沒(méi)有接觸到的儀器設(shè)備、元器件發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。如果沒(méi)有則將血壓顯示出來(lái)。心跳檢測(cè)子程序，利用單片機(jī)中的兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行 1分鐘延時(shí)，檢查心跳數(shù)為多少，如果超限則報(bào)警，提醒醫(yī)生注意病人的心跳數(shù)。因?yàn)楸救嗽O(shè)計(jì)以軟件部分為主，在此便不一一列出。 b．前置電路增益的調(diào)整 壓力傳感器 BP01 的滿量程輸出與偏置電壓有一定的關(guān)系，當(dāng) 5V偏置時(shí)，在200mmHg 壓力下的輸出為 10mV，其對(duì)應(yīng)的顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸入為 200mV，因此前置電路的增益 AV為 200mV／ 10mV，這樣，利用前面 Av的計(jì)算公式即可反推出增益電阻 RT 的值。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝，具有高線性、低噪聲和外界應(yīng)力小的特點(diǎn)；采用內(nèi)部標(biāo)定和溫度補(bǔ)償方式，從而提高了測(cè)量的精度、穩(wěn)定性以及可重復(fù)性，在全量程范圍內(nèi)，精度為 177。所有讀時(shí)序至少需要 60us，且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1us的恢復(fù)時(shí)間。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序， 它的讀寫(xiě)分 4種類型： 分別是寫(xiě) 寫(xiě) 0、讀 讀 0。 DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，如圖 6 所視 圖 6 DS18B20 的管腳 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 2． 3 心跳檢測(cè)原理設(shè)計(jì) 檢測(cè)心率脈沖信號(hào) 的傳感器采用壓電陶瓷（在壓電陶瓷片上安裝一海面墊以傳遞脈沖信號(hào)）；將采集到的心率信號(hào)經(jīng)過(guò)由 CD4069 的 3 個(gè)非門組成 3 級(jí)放大電路進(jìn)行放大，然后通過(guò)由 一系列電阻電容 構(gòu)成的 2 級(jí)梯形濾波電路進(jìn)行濾波處理，即可獲得人體心率范圍的信號(hào)（約在 之間）；再通過(guò)由二極管構(gòu)成的檢測(cè)電路以及由 3 個(gè)非門構(gòu)成的整形電路處理后，就可得到單片機(jī)所需要的標(biāo)準(zhǔn)的 05V 脈沖信號(hào)。 VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。當(dāng) ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。 多路開(kāi)關(guān)可選通 8個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，若此引腳保持兩個(gè)周期的高電平，就能使單片機(jī)復(fù)位。 /輸出引腳 (I/O 接口 ) ② P0 接口 (~)。 ④ 并行 I/O 口 MCS－ 51單片機(jī)共有 4個(gè) 8位的 I/O 口（ P0、 P P2 和 P3），每一條 I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。 控制 器電路 控制器電路包括程序計(jì)數(shù)器 PC、 PC加 1寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、數(shù)據(jù)指針 DPTR、堆棧指針 SP、緩沖器以及定時(shí)與控制電路等 。 總體方案圖 顯示心跳，溫度電路 溫度，心跳的超限報(bào)警電路 鍵盤(pán) 單 片 機(jī) 心跳的檢測(cè)電路 溫度傳感器電路 血壓傳感器 畢業(yè) (論 文 ) 總體方案 3 2 硬件設(shè)計(jì) 主控芯片 MCS— 51介紹 主要功能 MCS51單片機(jī)采用的是馮 .諾伊曼提出的經(jīng)典計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)框 架，即一臺(tái)計(jì)算機(jī)是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備共五個(gè)基本部分組成。 畢業(yè) (論 文 ) 總體方案 2 1. 總體方案 方案論證及系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定三種工作方式：心跳檢測(cè)，人體體溫檢測(cè)，血壓檢測(cè)。 為了進(jìn)一步加深對(duì)單片機(jī)及其接口的理解， 掌握一般的軟硬件的設(shè)計(jì)方法，鞏固大學(xué)四年之所學(xué)，也給自己一個(gè)實(shí)踐 鍛煉的機(jī)會(huì)，幾個(gè)月以來(lái)，我們?nèi)耐度氡敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì) 人體基本健康監(jiān)測(cè)器 。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) 8051； DS18B20； BP01； A/D 轉(zhuǎn)換 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) Abstract II Abstract This system design is the human body health monitor system whichcontrols based on the monolithic integrated circuit, this system needshealthily to examine the human body three health body drafts:Palpitation, body temperature, blood pressure. Are posed by the hardware and the software two parts. First is the palpitation examines, will examine the palpitation signalusing the piezoelectric pickup to transform into the electricalsignal transports again through the integration puts transforms thesignal which the monolithic integrated circuit will be allowed toreceive. Next is the temperature examination, uses mouth temperature sensorDS18B20 to carry on the temperature examination, because this chipuses the single main line pattern, strictly carries on the temperatureexamination in the programming process according to this chipreadwrite succession. Is the blood pressure examination once more, transforms into usingpressure transmitter BP01 the blood pressure the electrical signal,transforms through the ADC0809 modulus switch for the digital signaldemonstrates through monolithic integrated circuit processing. Moreover also includes the monolithic integrated circuit powercircuit, ultra limits the alarm circuit, repositions the electriccircuit as well as the keyboard electric circuit. This system research is advantageous to the development to the humanbody health examination need, has very many advantage to the dailylife improvement, has the very high practical value Key word Monolithic integrated circuit 8051。 I 摘 要 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)控制的人體健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)需要檢測(cè)人體的三個(gè)健康體征：心跳、體溫、血壓。 DS18B20。 本系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的基本生命體征：心跳、體溫、血 壓。 心跳檢測(cè)采用傳感器將心跳轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以接受的信號(hào)，每跳動(dòng)一次就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，讓單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)中斷，每中斷一次就進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，每分鐘進(jìn)行一次采樣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)心跳數(shù)。MCS51 單片機(jī)在一塊芯片上集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和多功能 I/O口等。控制電路完成指揮控制工作，協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分正常工作。 P0 口為三態(tài)雙向口，能帶 8個(gè) TTL 門電路， PP2和 P3 口為準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為 4 個(gè) TTL 門電路。8 位雙向 I/O接口 ,占 39~32 腳 .如果系統(tǒng)接有外部存儲(chǔ)器 ,則 P0 接口作為數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址各引腳功能簡(jiǎn)要說(shuō)明如下 : 總線 ,通過(guò)分時(shí)操作達(dá)到復(fù)用的目的 .CPU 對(duì)外部存儲(chǔ)器操作時(shí) ,P0 接口先用作地址總線 ,在 ALE 信號(hào)的作用下將地址鎖存 ,然后再將 P0 接口轉(zhuǎn)作為數(shù)據(jù)總線使 用 ,P0 接口能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載 . ③ P1 接口 (~)。此引腳也可作為備用電源的輸入端，當(dāng)單片機(jī)電源失電期間，由 Vpd 向片內(nèi)數(shù)據(jù)器提供電源，以保護(hù)其中的內(nèi)容。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 ADC0809 應(yīng)用說(shuō)明 Ⅰ ． ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器 。 將它接到單片機(jī)的外部中斷，每一個(gè)中斷進(jìn)行一次計(jì)數(shù)。 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個(gè) DS18B20 的 64 位序列號(hào)均不相同。 DS18B20 的初始化時(shí)序 對(duì) 1wire器件的所有操作都是從初始化開(kāi)始的，初始化過(guò)程由主機(jī)的復(fù)位脈沖和 1wire器件的應(yīng)答脈沖組成。每個(gè)讀時(shí)序都由主機(jī)發(fā)起至少拉低總線 1us。1 ％，零點(diǎn)失調(diào)不大于 177。 若選取電阻 R1 為 10kΩ ，則增益電阻 RT 應(yīng)為 1． 1kΩ 。 2． 7 硬件總電路圖 詳見(jiàn)附錄 二 畢業(yè) (論 文 ) 軟件設(shè)計(jì) 18 3．軟件設(shè)計(jì) 3． 1 主程序流程圖 主程序的設(shè)計(jì)有上圖可以看出，首先對(duì)系統(tǒng)和外接芯片進(jìn)行初始化，然后程序反復(fù)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行讀取，如果有鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序。沒(méi)有超限的話，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的處理程序?qū)⑿奶鴶?shù)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，在通過(guò)CD4511 譯碼通過(guò) 8 段 LED 數(shù)碼管進(jìn)行心跳數(shù)的顯示，并將心 跳數(shù)清 0。最后判斷是否有 K5 鍵按下，如果有則退出子程序，返回主程序；如果沒(méi)有則繼續(xù)檢測(cè)血壓。我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過(guò)，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用一些不曾學(xué)過(guò) 的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己的應(yīng)用能力，而且還能增長(zhǎng)自己見(jiàn)識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。 但本次設(shè)計(jì)但由于時(shí)間以及經(jīng)驗(yàn)有限 ，肯定存在許多不足之處，希望老師能給予進(jìn)一步指正。最后再次感謝指導(dǎo)老師。從而使讀者能夠從初步了解單片機(jī)到真正的學(xué)以致用，并能設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)并加以應(yīng)用的目的。 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。對(duì)檢測(cè)技術(shù)的基本概念、彈性元件、抗干擾技術(shù)及微型計(jì)算機(jī)在檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用等知識(shí)也作了簡(jiǎn)要介紹。下面將這些參考書(shū)目及參考內(nèi)容 介紹如下： 一、 《 MSC— 51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)》 作者：張剛毅 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 本書(shū)全面系統(tǒng)地闡述了基于 MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 總之感謝一切幫助和指導(dǎo)過(guò)我的人，當(dāng)然我的設(shè)計(jì)當(dāng)中還存在很多的不足之處，還特別需要老師的指