【正文】 P 0 . 0G N DD +D V D DB E G I NRSTP3.0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P 2 . 1V B U SP 2 . 0P 1 . 7P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1c 8 0 5 1 F 3 2 0 圖 27 C8051F320 封裝圖 VDD— 數(shù)字電源； GND— 模擬地； BEGIN— 5V校準(zhǔn)器的輸入端； /RST/C2CK— 設(shè)備的復(fù)位引腳或 EC2 調(diào)試接口的時(shí)鐘信號(hào)； — 端口 或 EC2 調(diào)試接口的雙向信號(hào)引腳； VBUS— USB 總線輸入腳； D+— USB 的 D+； D— USB 的 D； — 端口 或外部晶振輸入； — 端口 或外部晶振輸出； — 端口 或 ADC0 外部轉(zhuǎn)換開(kāi)始輸入腳； — 端口 或外部參考電源的輸入端或輸出端； ， ， ， ， ～ ,～ 均為相應(yīng)的端口引腳。 (2)性能特點(diǎn) C805IF320 在保持 CISC 結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)不變的情況下，對(duì)指令運(yùn)行實(shí)行流水作業(yè)，推出了 CIP51 的 CPU 模式，從而大大提高了指令運(yùn)行速度，使 8051 兼容機(jī)系列進(jìn)入了 8位高速單片機(jī)行列。 C8051F 系列單片機(jī)是集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng) SOC（ System Onchip），具有與 MCS51 內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn) 8051 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 (4) 系統(tǒng)設(shè)置 USB設(shè)備可以隨時(shí)的安裝和拆卸，因此，系統(tǒng)軟件在物理的總線布局上必須支持這種動(dòng)態(tài)變化。 USB 體系結(jié)構(gòu) USB是一種電纜總線，支持在主機(jī)和各式各樣的即插即用的外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò) US淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 B集線器，一個(gè) USB 主控制器上最多可連接 127 個(gè)外設(shè)。與其它老式 PC 機(jī)接口相比， USB 的有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)熱插拔。工程上常用它處理信號(hào)、傳送數(shù)據(jù)和抑制干擾。 AD620 的工作原理是： AD620 是在傳統(tǒng)的三運(yùn)放組合方式的基礎(chǔ)上研制的單片儀用放大器。 放大電路的設(shè)計(jì) 由于光電傳感器拾取的脈搏信號(hào)十分微弱，僅為微伏量級(jí)或毫伏量級(jí)，所以要求前置級(jí)滿足下述要求：高輸入阻抗。反之，R2過(guò)小，通過(guò)的電流偏大，紅外接收二極管也不能準(zhǔn)確地辨別有脈搏和無(wú)脈搏時(shí)的信號(hào)，電容 C1起到隔直通交的作用，因?yàn)閺墓怆姸?極管拾取的電壓信號(hào)是直流和交流疊加的信號(hào)。皮膚內(nèi)的血液容積在心臟作用下呈波動(dòng)性變化，當(dāng)心臟收縮時(shí)外周血容量最多，而心臟舒張時(shí)則外周血容量減小。因此本系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過(guò)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。所用光電式傳感器由發(fā)光二級(jí)管和光敏二極管組成，其工作原理是：發(fā)光二極管發(fā)出的光透射過(guò)手指，經(jīng)過(guò)手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極管接收。這種傳感器雖然有較高的靈敏度，但出于液態(tài)傳感器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制使測(cè)量過(guò)程并不十分方便。通用串行總線（ Universal Serial Bus）與以往的傳統(tǒng)方式相比具有傳輸速度快、支持即插即用、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已成為新型數(shù)據(jù)通信接口的首選，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤(pán)、 MP3 機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)、外置光軟驅(qū)、 USB 網(wǎng)卡等，幾乎所有的外部設(shè)備。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài) (波形 )、強(qiáng)度 (波幅 )、速率 (波速 )和節(jié)律 (周期 )等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征，因此對(duì)脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。 Instrument software design of MCU firmware program design, USB device driver design, data acquisition program design and the design of the software filtering programs of four parts. The parts of hardware and software of the instrument with good, testing the pulse waveform can correctly reflect the real characteristics of the pulse of the human body. The instrument also has the advantages of use, easy to carry, field test shows that this system has reached the expected design requirements. Keywords:Pulse Photosensor Low pass filtering C8051F320 USB interface 目 錄 III 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................I ABSTRACT ........................................................................................................... II 第一章 引言 ............................................................................................................ 1 脈搏檢測(cè)儀研究現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) ................................................... 1 設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容 .......................................................................................... 2 脈搏波檢測(cè)電路 ................................................................................... 2 信號(hào)采集及處理系統(tǒng) ............................................................................ 3 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 5 傳感器電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 5 傳感器的定義與組成 ............................................................................ 5 光電容積式麥博傳感器的原理 ............................................................ 5 光電傳感器的電路設(shè)計(jì) ........................................................................ 6 光電式脈搏傳感器實(shí)驗(yàn)測(cè)量和噪聲分析 ............................................ 6 放大濾波電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 7 放大電路的設(shè)計(jì) .................................................................................... 7 低通濾波電路設(shè)計(jì) ................................................................................ 9 USB 總線簡(jiǎn)介 ............................................................................................... 9 USB 體系結(jié)構(gòu) ...................................................................................... 10 MCU 及外圍電路設(shè)計(jì) ................................................................................. 11 C8051F320 介紹 .................................................................................. 11 USB 寄存器訪問(wèn) ...................................................................