【正文】 A 64 64 63 65 63 B 70 71 69 69 70 C 76 75 75 74 73 D 80 80 79 81 80 E 83 83 85 82 84 圖 65 實驗數(shù)據(jù) 實際的脈搏次數(shù)以聽診器測出的脈搏次數(shù)為參考值。 在這個過程中，受到了我們老師和同學(xué)的熱切關(guān)注和耐心輔導(dǎo)，特別 李雪梅老師對我 進(jìn)行了系統(tǒng)的講解和指導(dǎo)，對設(shè)計提出了很多建設(shè)性的 意見及建議，對我的設(shè)計起到了指導(dǎo)性和決定性的作用，使我深刻的體會到了良師益友給我?guī)淼膸椭?，在此表示深深的感謝！感謝這次畢業(yè)設(shè)計帶給我的豐收的碩果，感覺系統(tǒng)的總結(jié)了 3年來所學(xué)的專業(yè)知識很有用途，我將以此為起點，去更加努力的學(xué)習(xí)深造爭做專業(yè)人才，為自己爭光，為母校添彩。 自己從一竅不通到入門，從入門到現(xiàn)在的能夠獨(dú)立思考 ,都是老師和一起學(xué)習(xí)探討過的同伴戰(zhàn)友的支持與幫助，在論文完成之際，再次向幫助過我的同學(xué)以及一直支持培育支持我的老師們致以真誠的謝意 ! 參考文獻(xiàn) [1]、張毅剛主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .2020： 57125 [2]、譚浩強(qiáng)著 .C程序設(shè)計 [M]第二版 .清華大學(xué)出版社 .1999: 1388 [3]、康華光主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 [M]第四版 .高等教育出版社 . 1999: 411414 [4]、康華光主編。比如 1602 的引腳，平時看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因為沒有動手實踐過吧！認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 可查手指擺放的位置或按鍵電路，若無故障則是硬件損壞。試著輸入一系列脈沖（用適當(dāng)?shù)碾娮杞诱龢O，間斷性地輸入），觀察 MCU部分能是否能顯示；模擬部分用不透明的筆在紅外發(fā)射二極管和接收三級管之間搖擺，借助示波器觀察波形效果如何。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測量狀態(tài)的時候，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一，由單片機(jī)內(nèi)部定時器控制一分鐘，累加得出一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。系統(tǒng)初始化之后 , 進(jìn)行定時器中斷、外部中斷、顯示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序 [12]。是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。即發(fā)光二極管作脈搏測量狀態(tài)顯示，脈搏每跳動一次發(fā)光二極管就亮一次。如圖 48 所示： 圖 48 低通放大電路 根據(jù)一階有源濾波電路的傳遞函數(shù)，可得： 00()() ()1icV s AAs sVs w??? 放大倍數(shù)為： 230 27 11 1 MA RK? ? ? ? ? 截止頻率為：0 23 61 92f HzRC??? 按人體的脈搏跳動為 200 次 /分鐘時的頻率是 Hz 考慮，低頻特性是令人滿意的。 圖 44 透射式光電傳感器圖 圖 45 脈搏信號的采集電路 信號放大電路 通過光電傳感器采集來的脈搏信號比較微弱，不能立即使用，需要先放大信號，因而需要一個信號放大電路，放大電路的核心就是放大器，這次課題采用的是 LM324 四運(yùn)放放大器。 R21 過大，通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小，紅外接收三極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時的信號。紅外接收三極管和紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。 圖 35 外形引腳排列 第 4 章 單元模塊設(shè)計 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系，如圖 41 所示。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 功耗低相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。由于手指動脈血在血液循環(huán) 過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的反射和衰減也是周期性脈動的 , 于是光敏接收三極管輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。光電流的大小與光照強(qiáng) 度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號。 光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。 圖 32 存儲器組織結(jié)構(gòu)圖 STC89 的 RAM 雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。 STC89 的存儲器組織結(jié)構(gòu)如圖 32所示。 STC89C52 的控制器在單片機(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作，并對單片機(jī)發(fā)出若干控制信息。 RS RS0：四個通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇 0~3寄存器組。 ALU 只能進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的操作數(shù)可以事先存放到累加器 ACC 或寄存器 TMP 中，運(yùn)算結(jié)果可以送回 ACC 或通用寄存器或存儲單元中，累加器 ACC 也可以寫為 A。 3. 單片機(jī)電路 即利用單片機(jī)自身的定時中斷計數(shù)功能對輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算得出心外部中斷信號 光電傳感器 低通放大器 比較器和振蕩器 單片機(jī) AT89C51 液晶 顯示電路 外部晶振 穩(wěn)壓電路 率（包括 AT89C5外部晶振、外部中斷等）。脈搏測量儀硬件框圖如下圖 21所示： 圖 21 脈搏測量儀的工作原理 當(dāng)手指放在紅外線發(fā)射二極管和接收三極管中間，隨著心臟的跳動，血管中血液的流量將發(fā)生變換。該方案看似可行但是在實際操作中 ，硅杯組件如何構(gòu)造的問題就難以解決。將該半導(dǎo)體置于人體動脈處，脈搏產(chǎn)生的微小震動即可使半導(dǎo)體的電阻率發(fā)生變化。具有結(jié)構(gòu)簡單、無損傷、精度高、可重復(fù)使用等優(yōu)點。脈象探頭式樣很多，有單部、三部、單點、多點、剛性接觸式、軟性接觸式、氣壓式、硅杯式、液態(tài)汞、液態(tài)水、子母式等組成 ,脈象探頭的主要原件有應(yīng)變片、壓電晶體、單晶硅、光敏元件、 PVDF壓電薄膜等，其中以單部單點應(yīng)變片式為最廣泛，不過近年來正在向三部多點式方向設(shè)計。首先，切脈單憑醫(yī)生手 指感覺辨別脈象的特征，受到感覺、經(jīng)驗和表述的限制，并且難免存在許多主觀臆斷因素，影響了對脈象判斷的規(guī)范化；其次，這種用手指切脈的技巧很難掌握；再則，感知的脈象無法記錄和保存影響了對脈象機(jī)理的研究。中醫(yī)更將切脈作為診治疾病的主要方法。 附錄 3 程序代碼 ................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 2 系統(tǒng) PCB 總圖 ............................... 錯誤 !未定義書簽。因此，測量脈搏對病人來講是一個不可缺少的檢查項目。但由于中醫(yī)是靠手指獲取脈搏信息，雖然脈診具有簡便、無創(chuàng)、無痛的特點易為患者接受，然而在長期的醫(yī)療實踐中也暴露出一些缺陷。此后隨著機(jī)械及電子技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外在研制中醫(yī)脈象儀方面進(jìn)展很快，尤其是 70 年代中期，國內(nèi)天津、上海、江西等地相繼成立了跨學(xué)科的脈象研究協(xié)作組，多學(xué)科共同合作促使中醫(yī)脈象研究工作進(jìn)入了一個新的境界。 其中光電式脈搏傳感器是根據(jù)光電容積法制成的脈搏傳感器，通過對手指末端透光度的監(jiān)測，間接檢測出脈搏信號。 該系統(tǒng)的核心為半導(dǎo)體壓阻傳感器，目前只搜集到兩種型號 2s5m與 14D471K該半導(dǎo)體具有壓阻效應(yīng)，即在受壓力作用下，其內(nèi)部的半導(dǎo)體電阻率會發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而輸出一個變化量。硅杯組件的阻值發(fā)生變化，進(jìn)而引起電壓（電流）的變化，進(jìn)而拾取該信號。 方案內(nèi)容 本設(shè)計采用單片機(jī) AT89C51 為控制核心，實現(xiàn)脈搏測量儀的基本測量功能。 2．信號處理 即處理光電傳感器采集到的低頻信號的模擬電路 (包括放大、濾波、整形等 )。 算術(shù)邏輯單元 ALU 能對數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算； “ 與 ” 、 “ 或 ” 、“ 異或 ” 等邏輯運(yùn)算以及位操作運(yùn)算。 F0：用戶可設(shè)定的標(biāo)志位，可置位 /復(fù)位，也可供測試。 單片機(jī)是程序控制式計算機(jī)，即它的運(yùn)行過程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程：從程序存儲器中取出指令送指令存儲器 IR，然后指令譯碼器 ID進(jìn)行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時要求的微操作信號，用以控制單片機(jī)的各部分動作。也就是最多可以在外部擴(kuò)展 2*64KB 存儲器。用戶程序不應(yīng)進(jìn)入上述區(qū)域。 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反 向電流稱為光電流。因此本設(shè)計將光敏二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的手指部位，經(jīng)過手指組織的反射和衰減由裝在該部位旁邊的光敏三管來接收其透射光并把它轉(zhuǎn)換成電信號。 體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用 ， 如圖 35。 紅外接收三極 管在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。 R21 選擇 270Ω同時也是基于紅外接收三極管感應(yīng)紅外光靈敏度考慮的。但該傳感器輸出信號的頻率很低，如當(dāng)脈搏只有為 50 次 /分鐘時，只有 ， 200 次 /分鐘時也只有 ，因此信號首先經(jīng) R2 C10 濾波以濾除高頻干擾，再由耦合電容 C C9 加到線性放大輸入端。 R2 C6組成低通濾波器以進(jìn)一步濾除殘留的干擾，截止頻率由 R2 C6 決定，運(yùn)放 U2B將信號放大，放大倍數(shù)由 R23 和 R27 的比值決定。這長的脈沖是與脈搏同步的，并由紅色發(fā)光二極管 DS3的閃亮指示出來。 圖 411 硬件整體電路 第 5 章 軟件設(shè)計 Keil C51 軟件簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢。初始化程序主要完成對單片機(jī)內(nèi)專用寄存器、定時器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。 圖 53 定時器中斷程序流程圖 INT 中斷程序 外部中斷服務(wù)程序完成對外部信號的測量和計算。斷開兩部分的連接點，先調(diào)試 MCU部分。 , 但測量值不穩(wěn)定 主要是光電傳感器受到電磁波等干擾，其次是損壞或有虛焊。而且還可以記住很多東西。每每想到學(xué)校提供的實踐機(jī)會，都會感恩不已。 致謝 在本課題的順利完成之際 ,我是感到很不容易