【正文】 作用就是為了計(jì)數(shù)器能在 15s內(nèi)計(jì)算出 1min 鐘的脈沖數(shù)。脈沖調(diào)制傳送的是調(diào)制信號(hào)的采樣值，只要采樣頻率奈奎斯特采樣頻率，則可由采樣脈沖來恢復(fù)原信號(hào)，而不會(huì)導(dǎo)致失真。）電路 輸出電壓 RIAout ?? 。本系統(tǒng)的組成包括光電傳感器、信號(hào)處理、單片機(jī)電路、數(shù)碼顯示、電源等部分 。由于手指放在光的傳遞路徑中，血管中血液飽和程度的變化將引起光的強(qiáng)度發(fā)生變化，因此和心跳的節(jié)拍相對(duì)應(yīng)，紅外接收三極管的電流也跟著改變，這就導(dǎo)致紅外接收三極管輸出脈沖信號(hào)。 6. 測量的有效范圍為 50 次 199 次 /分鐘?？删幊檀?UART 通道 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 24MHz 片內(nèi)模擬比較器 128 8位內(nèi)部 RAM AT89C2051的引腳說明 AT89C2051 是一個(gè)有 20 個(gè)引腳的芯片 ,與 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比可發(fā)現(xiàn) ,AT89C2051 減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即 P0、 P2 口） ,使它最大可能地減少了對(duì)外引腳 ,因而芯片尺寸有所減少。當(dāng) P1 口引腳寫入“ 1”時(shí) ,其可用作輸入端。 P3 口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種功能 ,如下表 101 所示。 表 41 P3口的功能 端 口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí)器 0外部輸入 ) T1(定時(shí)器 1外部輸入 ) 從上述引腳說明可看出， AT89C2051 沒有提供外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器與 I/O 設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號(hào) ,因此利用 AT89C2051 構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051 之外擴(kuò)展存儲(chǔ)器或 I/O設(shè)備，也即 AT89C2051 本身即構(gòu)成了最小單片機(jī)系統(tǒng)。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。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(hào)。由于手指動(dòng)脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動(dòng)變化，所以它 對(duì)光的反射和衰減也是周期性脈動(dòng)的 , 于是 光敏 接收三極管輸出信號(hào)的變化也就反映了動(dòng)脈血的脈動(dòng)變化。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最多的就是七段 LED 數(shù)碼管，有共陰極和共陽極兩種。在這種顯示方式下，每一個(gè) LED 數(shù)碼管顯示器都需要一個(gè) 8位的輸出口進(jìn)行控制。通過調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。光電式脈搏傳感器按照光的接收方式可分為透射式和反射式 2種 [8]。當(dāng) 手指離開傳感器或檢測到較強(qiáng)的干擾光線時(shí)，輸入端的直流電壓會(huì)出現(xiàn)很大變化，為了使它不致泄露到 U2B 輸入端而造成錯(cuò)誤指示，用 C C9串聯(lián)組成的雙極性耦合電容把它隔斷 [10]。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相 輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 該比較器的閥值電壓可用 R31 調(diào)節(jié)在正弦波的幅值范圍內(nèi)，但是對(duì) R31 的調(diào)節(jié)要求并不嚴(yán)格，因?yàn)?U2C 的輸出信號(hào)經(jīng) C1 R29 的微分后總是將正、負(fù)相間的尖脈沖加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 U2A 的反向輸入端，不會(huì)造成很大的觸發(fā)誤差。 來自傳感和整形輸出電路的脈沖電平輸入單片機(jī) 89C51 的 /INTO 腳，單片機(jī)設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖下降沿到達(dá)時(shí)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷并進(jìn)行計(jì)時(shí)，來一個(gè)脈沖脈搏次數(shù)就加一；定時(shí)器中斷主要完成一分鐘的定時(shí)功能。 測量的影響 在光電式脈搏傳感器中，光敏器件接收到的光信號(hào)不僅包含脈搏信息的透射光的信號(hào)，而且包含測量環(huán)境下的背景光信號(hào)，由于動(dòng)脈波動(dòng)引起的光強(qiáng)變化比背景光的變化微弱得多，因此在測量過程當(dāng)中要保持測量背景光的恒定，減少背景光的干擾 [13]。通常脈搏信號(hào)的頻率范圍在 － 30Hz 之間，小于工頻 50Hz，因此通過低通濾波器可以有效濾除工頻干擾，這在信號(hào)調(diào)理電路中容易實(shí)現(xiàn)；同時(shí)可以在控制電路中對(duì)光源 進(jìn)行脈沖調(diào)制，這樣不但能夠降低系統(tǒng)的功耗，而且能夠在一定程度上減小外界的電磁干擾，在脈搏信號(hào)數(shù)據(jù)采集后，可以通過數(shù)據(jù)處理法方法進(jìn)一步濾除工頻信號(hào)的干擾 [15]。我們要更加努力的學(xué)習(xí)，無論在生活中還是工作中都要保持不斷的學(xué)習(xí)，只有學(xué)習(xí)才會(huì)進(jìn)步，只有學(xué)習(xí)才能夠掌握技術(shù)，掌握 了技術(shù)就掌握了未來。 設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。在論文的完成過程中，劉老師給予了我很多啟發(fā)性的建議和指導(dǎo)，并且最后詳細(xì)地審闋了全文，在此向劉老師表示最衷心的感謝。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，如控制電路，基準(zhǔn)時(shí)間電路等。我覺得以后更要加強(qiáng)這方面的設(shè)計(jì)，提高自己的能力 .我覺得自己的動(dòng)手能力有了很大的提高 。把手輕輕置于右下角的傳感器中，以稍微有壓迫感為宜，這時(shí)很快就可以看到紅色發(fā)光二極管會(huì)伴隨你的脈搏而閃爍，讓你直觀的看到自己脈搏跳動(dòng)的速度，按下復(fù)位鍵后單片機(jī)和顯示部分開始工作，單片機(jī)立刻開始計(jì)數(shù)，同時(shí)數(shù)碼管顯示出你的心率和測試的時(shí)間，非常方便。這是因?yàn)榧又柑资降拿}搏傳感器中環(huán)境光在測量過程中基本不受外界環(huán)境光的影響，而且能夠有效減少二次反射光，使照射到手指上的光波長單一，所以得到的脈搏信號(hào)較為穩(wěn)定，沒有明顯的重疊雜波信號(hào)，能夠很好的體現(xiàn)出脈搏波形的特征。單片機(jī)的 P0 口控制顯示字型， P2口控 制顯示字位。即發(fā)光二極管作脈搏測量狀態(tài)顯示，脈搏每跳動(dòng)一次發(fā)光二極管就亮一次。 如圖 所示： 圖 截止頻率為： 按人體的脈搏跳動(dòng)為 200 次 /分鐘時(shí)的頻率是 Hz 考慮，低頻特性是令人滿意的。當(dāng)有跳動(dòng)的脈搏時(shí)，血脈使手指透光性變差，紅外接收三極管中的暗電流減小，輸出電壓上升。 信號(hào) 采集 電路 圖 52 是脈搏信號(hào)的采集電路， U3 是紅外發(fā)射和接收裝置，由于紅外發(fā)射二極管中的電流越大，發(fā)射角度越小，產(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大，所以對(duì) R21 阻值的選取要求較高。采用 發(fā)光 二極管作為光源時(shí)，可基本抑制由呼吸運(yùn)動(dòng)造成的脈搏波曲線的漂移。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的 I/O 口線也將增加。 本設(shè)計(jì)中采用的是 4 位七段共陽極數(shù)碼管顯示器，一共具有 12 個(gè)引腳， 4 個(gè)位選端， 8個(gè)字選端。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器主要有發(fā)光二極管數(shù)碼顯 示器，簡稱 LED 顯 示器。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積， PN圖 44振蕩電路圖 C13 0 p FC23 0 p FX T A LX T A L21X L A L 1X T A L 2結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很?。?amp。 光電傳感器 簡介 光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí) ,持續(xù)給出 RST 引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。口引腳 ～ 提供內(nèi)部上拉電阻。可編程串行 UART 通道 耐久性： 1,000 寫／擦除周期 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 和 MCS51 產(chǎn)品的兼容 128 8位內(nèi)部 RAM 圖 41 AT89C2051的結(jié)構(gòu)框圖 2. 傳感器可重復(fù)使用且速度快，精度高。 4．?dāng)?shù)碼顯示 即把單片機(jī)計(jì)算得出的結(jié)果用 8 位 LED 數(shù)碼管靜態(tài)掃描來顯示，便于直接準(zhǔn)確無誤的讀出數(shù)據(jù)。因此本系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換而不需要任何信號(hào)調(diào)理（放大和濾波）電路。 光電轉(zhuǎn)換電路 光敏二極管的特性是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流，而隨后的 A/D 轉(zhuǎn)換電路是以電壓為檢測對(duì)象。顯示出脈搏跳動(dòng)的次數(shù)。其中第二第