【正文】 導(dǎo)與測(cè)評(píng)。 在設(shè)計(jì)硬件之前，對(duì)軟件如何圍繞硬件方面心中應(yīng)比較清楚透徹，否則將會(huì)使設(shè)計(jì)出來的硬件無法編程，成為一堆無用的東西，從而使設(shè)計(jì)走很大的彎路。 如果想學(xué)一門知識(shí)，不能局限于一本書，應(yīng)多看幾本，既可以進(jìn)行比較又增加了見識(shí)，知識(shí)會(huì)更加全面，應(yīng)用起來也更有余地。 歸納起來，主要有以下幾點(diǎn)： 有兩年多的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)單片機(jī)原理知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。判斷血壓值是否超過人體正常血壓值，如果超過正常血壓值就報(bào)警提醒醫(yī)生。 開始 初始化 讀鍵盤 心跳檢測(cè) 溫度檢測(cè) 血壓檢測(cè) 結(jié)束 K1 鍵嗎 K2 鍵 K3 鍵 K4？鍵 畢業(yè) (論 文 ) 軟件設(shè)計(jì) 19 3． 2 子程序流程圖 3． 2． 1 心跳檢測(cè)流程 中斷流程圖 心跳程序流程圖如上圖，檢測(cè)心跳采用中斷完成，每次中斷對(duì)心跳數(shù)進(jìn)行加 1，完成對(duì)心跳數(shù)的計(jì)數(shù)。 2． 6 其他電路設(shè)計(jì) 包括電源電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、顯示電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)、鍵盤電路設(shè)計(jì)。 調(diào)試方法 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設(shè)計(jì) 17 a．零壓輸出調(diào)整 在零壓輸出時(shí)，調(diào)整失調(diào)電位器 RP1，在血壓計(jì)的顯示值為 000． 0 時(shí)，即可認(rèn)為完成了零壓輸出調(diào)整。 血壓檢測(cè)電路原理及設(shè)計(jì) BP01 型壓力傳感器是為監(jiān)測(cè)血壓而專門設(shè)計(jì)的，主要用于便攜式電子血壓計(jì)。具體情況如圖 9 所示 ： 圖 9 DS18B20的寫時(shí)序 DS18B20 的讀時(shí)序 單總線器件僅在單片機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。 [3]見表 2： 表 2 溫度的轉(zhuǎn)化 125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H 85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H ℃ 0000 0001 1001 0001 0191H 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設(shè)計(jì) 13 寫 “ 0 ” 時(shí)間片60 《 TX “ 0 ” 〈 120 US恢復(fù) 1 us 寫 ” 1 “ 時(shí)間片DS 18 B 20 采樣M IN T Y P MA X15 us 15 us 30 usDS 18 B 20 采樣M IN T Y P MA X15 us 15 us 30 us 1 us℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H ℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFFFH ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的讀寫時(shí)序 DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化 →ROM 操作指令 → 存儲(chǔ)器操作指令→ 數(shù)據(jù)傳輸。他在 測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 Ⅵ ． 當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了 。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提 供，通常使用頻率為 500KHZ。 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 畢業(yè) (論 文 ) 總體方案 10 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 4 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 由上圖 可知， ADC0809 由一個(gè) 8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 c. RST/Vpd（ 9 腳）：復(fù)位信號(hào) /備用電源輸入端。 Vss：接地端。對(duì)于 8051 其芯片中共有 256 個(gè) RAM 單元，其中后 128 個(gè)單元被專用寄存器占用，只有前 128 個(gè)單元供用戶使用。運(yùn)算電路以 ALU 為核心單元，可以完成半字節(jié)、單字節(jié)以及多字節(jié)數(shù)據(jù)的運(yùn)算操作，其中包括加、減、乘、除、十進(jìn)制調(diào)整等算術(shù)運(yùn)算以及與、或、異或、求補(bǔ)和循環(huán)等邏輯操作，運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)由狀態(tài)寄存器保存。 該方案可以有效、實(shí)時(shí)的測(cè)量心跳、體溫、血壓這些要求監(jiān)測(cè)參數(shù)，能夠達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)，設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的。所以本論文在介紹硬件部分的基礎(chǔ)上將重點(diǎn)介紹軟件部分的編寫。單片微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用廣度和深度，已經(jīng)成為一個(gè)國家科技水平的一項(xiàng)重要標(biāo)志。 本系統(tǒng)的研究于開發(fā)有利于人體健康檢測(cè)的需要，對(duì)日常生活的改善有很多好處，具有很高的實(shí)用價(jià)值。由硬件和軟件兩部分組成。 BP01。傳統(tǒng)測(cè)量方法尤其是血壓的測(cè)量，即使用血壓計(jì)的測(cè)量，操作過程比較復(fù)雜需要有專業(yè)人士完成，不能完全滿足對(duì)人體基本健康動(dòng)態(tài)的一個(gè)隨時(shí)掌握的要求。人體體溫檢測(cè)利用芯片 DS18B20 這個(gè)數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。 MCS51 單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 1所示。 ② 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 MCS－ 51單片機(jī)片內(nèi)有兩個(gè) 16 位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1。 ⑤ 中斷控制系統(tǒng) MCS－ 51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。8 位準(zhǔn)雙向 I/O 接口 ,占 1~8 腳 .準(zhǔn)雙向接口是指該接口內(nèi)部有上拉電阻 ,能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL(低功耗肖脫基晶體管邏輯電路 )負(fù)載 .P1 接口一般作通用 I/O 接口線使用 . 畢業(yè) (論 文 ) 總體方案 7 ④ 控制信號(hào)引腳線 a. PSEN(29 腳 )。 ⑤ 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，若使用外部 TTL 時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。畢業(yè) (論 文 ) 總體方案 9 引腳結(jié)構(gòu) 圖 5 ADC0809 引腳圖 IN0－ IN7： 8條模擬量輸入通道 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸 入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。當(dāng) EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 Ⅱ ． 初始化時(shí)，使 ST和 OE 信號(hào)全為低電平。每一分鐘進(jìn)行一次顯示這一分鐘的心跳。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。對(duì) 1wire器件的復(fù)位脈沖實(shí)際上是主機(jī)通過拉低總線來實(shí)現(xiàn)的 ，主機(jī)通過拉低總線 480um以后再把總線拉高使總線上所有1wire器件復(fù)位，總線上 1wire器件接到復(fù)位脈沖后便通過拉低總線告訴主機(jī)1wire器件已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 0或 1。300μV 。調(diào)試時(shí)可先用電位器調(diào)整輸出值，再用萬用表測(cè)出該電位器的阻值，最后再換成固定電阻。按下 K1 鍵時(shí)，轉(zhuǎn)入對(duì)心跳的檢測(cè)并顯示，按下 K2 鍵時(shí)，轉(zhuǎn)入對(duì)人體溫度的檢測(cè)并顯示 。這時(shí)判斷有沒有 K5 鍵按下，如果有，則結(jié)束子程序，返回子程序，如果沒有，則繼續(xù)對(duì)心跳數(shù)的測(cè)量。 開始 開中斷 將 A/D 轉(zhuǎn)換值存放 將 A/D 轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換成血壓 血壓超限嗎？ 顯示 K5 鍵按下嗎？ 報(bào)警 返回 繼續(xù)檢測(cè)血壓 中斷返回 讀取 A/D 轉(zhuǎn)換值 開始 畢業(yè) (論 文 ) 軟件設(shè)計(jì) 22 3． 3 主程序清單 主程序： ORG 0000H FLAG BIT 00H LJMP 0030H ORG 0003H LJMP INT0； 中斷服務(wù)程序 ， 用于測(cè)量心跳 ORG 0013H LJMP INT1 0030:START:NOP KAISHI:NOP JNB ,XINTIAO JNB ,WENDU JNB ,XUEYA JNB ,ENDD SJMP KAISHI XINTIAO： SETB EA SETB EX0 LCALL XIN SJMP KAISHI WENDU： LCALL WENDU SJMP KAISHI XUEYA： LCALL XUE SJMP KAISHI DELY500:MOV R7,250 LOOP: NOP DJNZ R7,LOOP RET D547: CLR C ； 。 了解進(jìn)行一項(xiàng)相對(duì)比較大型的科技設(shè)計(jì)所必不可少的幾個(gè)階段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的消化和鞏固。 我認(rèn)為該產(chǎn)品還有許多功能可以完善，如記憶存儲(chǔ)功能、于上位機(jī)的連接通信功能等，相信增加了這些功能本設(shè)計(jì)將更加成熟具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 畢業(yè) (論 文 ) 參考文獻(xiàn) 36 參考文獻(xiàn) 《 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 《 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 》 作者：徐仁貴 機(jī)械工業(yè)出版社 《 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 》 作者：吳金戌、沈慶陽、郭延吉 清華大學(xué)出版社 《 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 》 作者：常健生 機(jī)械工業(yè)出版社 《 智能儀器原理及應(yīng)用 》 作者：趙茂泰 電子工業(yè)出版社 I2C Specific ,Electronic Instrumentation,Prentice Hall,1983. 畢業(yè) (論 文 ) 附錄 37 附錄 一 文獻(xiàn)綜述 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容是人體基本健康監(jiān)測(cè)器，隨著社會(huì)的進(jìn)步，物質(zhì)生活水平的提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注自身的健康問題，對(duì)于人體基本健康體征如心率、血壓、體溫進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)，做到一個(gè)有效的健康管理就顯得十分必要，人體基本健康監(jiān)測(cè)器就能夠很好的完成這一功能。 我參考了其中的 A/D 轉(zhuǎn)換 器的應(yīng)用部分。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全 消失（這個(gè)高溫就是所謂的 “居里點(diǎn) ”）。 三、 《 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 》 作者：常健生 機(jī)械工業(yè)出版社 主要內(nèi)容是工業(yè)中常用傳感器的工作原理、轉(zhuǎn)換電路（或測(cè)量電路）及其應(yīng)用。在做設(shè)計(jì)的過程中我們查閱參考了很多相關(guān)的資料，其中包括一些芯片、器件資料和相關(guān)的設(shè)計(jì)電路。另外，在設(shè)計(jì)過程中也有很多同學(xué)也給了我很多幫助， 尤其是同組張錫陽同學(xué)的大力配合，讓我知道了團(tuán)體協(xié)作精神的重要，在這里也對(duì)他表示感謝 。有些時(shí)候精神不是很集中，思想不通，但多和人交談經(jīng)人一點(diǎn)撥，有茅塞頓開的感覺。 學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書。對(duì)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的研究和軟件編程的興趣增加不少。利用傳感器 BP01 檢測(cè)到的模擬信 號(hào)通過 ADC0809 轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，每當(dāng) ADC0809 轉(zhuǎn)化完成就會(huì)發(fā)一個(gè)中斷信號(hào)，單片機(jī)此時(shí)就會(huì)讀取 A/D 轉(zhuǎn)化值放入相應(yīng)的內(nèi)存地址，通過單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理程序轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的血壓值。重新運(yùn)行時(shí)，要等到下次開機(jī)。此屬于 硬件設(shè)計(jì)范疇在此不再鏊述。 b．前置處理電路 前置處理電路由 A3～ A6 四個(gè)運(yùn)算放