【正文】 傳感器的輸出端經(jīng)示 波器觀察有幅度很小的正弦波，但經(jīng)整形輸出后檢測(cè)到的脈沖還是很弱，在確定電路沒有問題的情況下，加強(qiáng)信號(hào)的放大倍數(shù)，調(diào)整電阻 R23和 R27的阻值。 21 表 列出了測(cè)量值，但存在誤差， 由于傳感器和其他器件本身并非理想線性，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性補(bǔ)償。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我對(duì) 51 系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如 LCD 液晶，鍵盤等 。作為即將走向社會(huì)的我們又何嘗不是如此？一 個(gè)沒有規(guī)劃的人生，就像一場(chǎng)沒有球門的足球賽，滿場(chǎng)亂踢；一個(gè)沒有規(guī)劃的人生，就像一葉在茫茫大海上漫無目標(biāo)的小舟，隨波飄蕩。 //蜂鳴器 IO 口定義 bit flag_300ms 。 for(i=0。 rs=0。 rs=1。) * 輸入 : 行，列，需要輸入 1602 的數(shù)據(jù) * 輸出 : 無 31 ***********************************************************************/ void write_string(uchar hang,uchar add,uchar *p) { if(hang==1) write_(0x80+add)。 else write_(0x80+0x40+add)。 // write_(0x0c)。 //開定時(shí)器 0 中斷 TR0 = 1。 } else//如果顯示開 { rate=60000/(time[1]/5+time[2]/5+time[3]/5+time[4]/5+time[5]/5)。 // 50ms 12M timecount=0。//數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)清零 timecount=0。//顯示關(guān) TR0=0。 if(i==6)//記錄到超過等于 6 次時(shí)間 { i=1。 delay_1ms(300)。 //允許外部中斷 0 中斷 EA=1。 delay_uint(1000)。 } /***********************lcd1602 上顯示兩位十進(jìn)制數(shù)************************/ void write_sfm3(uchar hang,uchar add,uint date) { if(hang==1) write_(0x80+add)。 while(1) { if(*p == 39。 P0=dat。 P0=。i++) for(j=0。 sbit rs=P1^0。羅素曾說：選擇職業(yè)就是選擇你自己的將來。我的動(dòng)手能力得到了很大的提高，創(chuàng)新意識(shí)得到了鍛煉。 22 結(jié) 論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知 識(shí)串到一起。 首先檢查交流電源部分，有無交流，若無則可能保險(xiǎn)管或變壓器燒壞，如有繼續(xù)查直流有無，如無則電源已燒壞，可更換解決。 硬件調(diào)試 基于單片機(jī)的脈搏計(jì)系統(tǒng)的電路較大，對(duì)于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯(cuò)誤，則會(huì)對(duì)檢測(cè)造成很大的不便，而且電路的交線較多，對(duì)于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會(huì)刺破帶有包皮的導(dǎo)線，則會(huì)對(duì)電路造成短路現(xiàn)象 [14]。也可以將全部程序均安排在前臺(tái)，后臺(tái)程序?yàn)?“使系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài) ”，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干 擾。在各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時(shí)，將要牽扯到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型問題也一并規(guī)劃好。集成運(yùn)放采用了 LM358，除此外 LM358 16 還接上了一個(gè) LED 用作指示脈搏跳動(dòng)的狀態(tài)。 圖 LCD1602 與 STC89C52 的 引腳連接圖 信號(hào)采集電路設(shè)計(jì) 此部分電路的功能是由傳感器將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，一般為幾十毫伏，必須加以放大，以達(dá)到整形電路所需的電壓，一般為幾伏。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯 示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 LCD 液晶顯示器簡(jiǎn)介 由于本設(shè)計(jì)中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了 LCD1602 作為界面顯示，可以把一些相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示。 11 ： (WR)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O口。在 CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口分時(shí)提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。當(dāng)EA 引腳接高電平時(shí)， CPU 只訪問片內(nèi) EPROM/ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng) PC(程序計(jì)數(shù)器 )的值超過 0FFFH(對(duì) 8751/8051 為 4K)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。 PSEN(29 腳 )：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號(hào)端。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的 52 系列單片機(jī)都會(huì)提供 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 時(shí) 鐘 電 路R O M / E P R O M / F l a s h 4 K BR A M 1 2 8 BS F R 2 1 個(gè)定 時(shí) 個(gè) / 計(jì) 數(shù) 器 2C P U總 線 控 制中 斷 系 統(tǒng)5 個(gè) 中 斷 源2 個(gè) 優(yōu) 先 級(jí)串 行 口全 雙 工 1 個(gè)4 個(gè) 并 行 口X T A L 2 X T A L 1R S TE AA L EP S E NP 0P 1P 2P 3V s sV c c 圖 STC89C52 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 STC89C52 單片機(jī)主要特性 1. 一個(gè) 8 位的微處理器 (CPU)。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)由 STC89C5按鍵、 LCD160光電傳感器、時(shí)鐘模塊、運(yùn)放等構(gòu)成，如圖 所示，系統(tǒng)設(shè)有四個(gè)按鍵，可以設(shè)置上下限脈搏數(shù)，當(dāng)超過范圍的時(shí)候單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)響，脈搏測(cè)量的時(shí)候需要人把手輕輕的按在光電傳感器上面，由于人脈搏跳動(dòng)的時(shí)候，血液的透光性不一樣會(huì)導(dǎo)致接收器那邊接收的信號(hào)強(qiáng)弱不一樣，間接的把人脈搏信號(hào)傳回，通過運(yùn)放對(duì)其進(jìn)行放大、整形后連接到單片機(jī)的 IO 口，單片機(jī)利用外部中斷對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，最終換算成人一分鐘脈搏的跳動(dòng)次數(shù)，最終顯示在液晶屏上。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助 74LS164 移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往有很多障礙，所以不采用 LED 數(shù)碼管作為顯示。但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號(hào) , 脈搏波信號(hào)更是低頻微弱的非電生理信號(hào) ,因此必需經(jīng)過放大和后級(jí)濾波以滿足采集的要求。過去在醫(yī)院臨床監(jiān)護(hù)和日常中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護(hù)儀器，如便攜式電子血壓計(jì)，可以完成脈搏的測(cè)量 ,但是這種便攜式電子血壓計(jì)利用微型氣泵加壓橡膠氣囊，每次測(cè)量都需要一個(gè)加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會(huì)有不適、脈搏 檢測(cè)的精確度低等缺點(diǎn)。 早在 1860年 Vierordt 創(chuàng)建了第一臺(tái)杠桿式脈搏描記儀，國內(nèi) 20世紀(jì) 50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫(yī)脈診的客觀化研究方面。脈診作為 “綠色無創(chuàng) ”診斷的手段和方法，得到了中外人士的關(guān)注。 從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。 本設(shè)計(jì)利用紅外光電傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大整形后，輸入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而測(cè)量出一分鐘內(nèi)的脈搏跳動(dòng)次數(shù)，快捷方便。為了提高脈搏測(cè)量?jī)x的簡(jiǎn)便性和精確度，本課題設(shè)計(jì)了一種基于 51 單片機(jī)的脈搏測(cè)量?jī)x。 photosensor。 幾乎世界上所有的民族都用過 “摸脈 ”作為診斷疾病的手段。脈診的這種定性化和主觀 性，大大影響了其精度與可行性，成為中醫(yī)脈診應(yīng)用、發(fā)展和交流中的制約因素。 目前脈搏測(cè)量?jī)x在多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，除了應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如無創(chuàng)心血管功能檢測(cè)、妊高癥檢測(cè)、中醫(yī)脈象、脈率檢測(cè)等等，商業(yè)應(yīng)用也不斷拓展，如運(yùn)動(dòng)、健身器材中的心率測(cè)試都用到了技術(shù)先進(jìn)的脈搏測(cè)量?jī)x。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無損傷、精度高、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。不過該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計(jì)開發(fā) [3]。 傳感器的選型和論證 6 方案一： 采用壓電傳感器用來提取人的脈搏信號(hào)，壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的 壓電效應(yīng) 制成的傳感器。因此市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以 51 為內(nèi)核的單片機(jī) [6]。但也 8 有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 7. 一個(gè)全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器 )的串行 I／ O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地 [7]。 平時(shí)不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號(hào) 可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。 PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ ROM 中的指令碼。此引腳的第二功能是 Vpp 是對(duì) 8751 片內(nèi) EPROM 固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓 (一般 12V～ 21V)的輸入端 [8]。P1 口每位能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 ： (RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU 是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。 圖 LCD1602 引腳圖 液晶寄存器選擇控制如表 。 光電傳感器 放大電路 有源濾波電路 整形電路 圖 放大整形電路框圖 傳感器簡(jiǎn)介 傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動(dòng)情況，把脈搏跳動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其原理電路如圖 所示。 調(diào) 用 自 定 義字 庫設(shè) 置 D D R A M 地址 ， 在 第 一行 顯 示設(shè) 置 顯 示 數(shù)據(jù) 首 地 址循 環(huán) 量 設(shè) 置取 字 符 代 碼循 環(huán) 完 ？設(shè) 置 D D R A M 地址 ， 在 第 一行 顯 示設(shè) 置 顯 示 數(shù)據(jù) 首 地 址循 環(huán) 量 設(shè) 置取 字 符 代 碼循 環(huán) 完 ？結(jié) 束 圖 LCD1602 初始化子函數(shù)流程圖 程序設(shè)計(jì)原理 軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計(jì)基本定型后，也就基本上決定下來了。相對(duì)來講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題如下： 問題 1：燒入程序后， LCD 液晶顯示閃動(dòng) ,而且亮度不均勻。 解決：經(jīng)過查找相關(guān)資料，知道揚(yáng)聲器需要三極管來驅(qū)動(dòng)，后來把三極管放大器加上系統(tǒng)便可以正常工作。 可查手指擺放的位置或按鍵電路，若無故障則是硬件損壞。 我的綜合設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。在此，向 1111 老師表示衷心的感謝！同時(shí)，也要感謝學(xué)院提供制板等設(shè)施，使我的設(shè)計(jì)得以順利完成。為適應(yīng)社會(huì)需要，促進(jìn)自我發(fā)展，我們除了學(xué)好本專業(yè)外，還應(yīng)輔修相關(guān)專業(yè)知識(shí)，積極參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)工作能力，努力提高綜合素質(zhì)，同時(shí)努力培養(yǎng)特長(zhǎng)，形成自身競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 //片選信號(hào) 下降沿觸發(fā) 27 unsigned char i=0,timecount=0,displayOK=0,rate=0,aa=0。 } /******************************************************************** * 名稱 : delay_uint() * 功能 : 小延時(shí)。 delay_uint(100)。 delay_uint(100)。 write_data(*p)。 write_data(0x30+date/10%10)。 } /*************定時(shí)器 0 初始化程序 ***************/ void time_init() { EA = 1。 //1602 初始化 35 time_init()。//開定時(shí)器 } else { time[i]=timecount*50+TH0*+TL0/1000。 TL0 = 0xb0。 // 50ms 12M } }