【正文】 3132 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 [16]康光華 .電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 .第 5 版 .北京：高等教育出版社 ， 2021：200202 [17]康光華 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 .第 5 版 .北京：高等教育出版社， 2021： 234236 [18]譚浩強 .C 程序設(shè)計 .第 4 版 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021： 200220 [19]Koenig L. Accelerated C++. Practical Programming by Example. America: Addison Wesley, 2021: 7680 [20]Yunus A Cengel, John M Cimbala. Electronic Fundamentals and Applications. America： McGrawHill Science, 2021: 3135 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 致 謝 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在此謹向我的本科生導(dǎo)師李光大老師致以衷心的謝意和崇高的敬意 !大學(xué)四年您對我們諄諄教導(dǎo)，為我們指點迷津，幫助我們爭取各種各樣的學(xué)習(xí)和實踐的機會，為我們傾注了大量的心血，在此，我想真誠的說一句 :“李老師，您辛苦了！” 同時，我也要衷心感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師張玲，正是在張老師的細心 指導(dǎo)和嚴格要求之下，我順利完成了畢業(yè)論文設(shè)計和實物的制作。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 結(jié) 論 本設(shè)計對 采集到的 信號進行一系列的信號處理和基于單片機的定時計數(shù)，從而測出人體的心率，并在數(shù)碼 管 上顯示出來。該系統(tǒng) 有 5 個中斷源、 2 個中斷優(yōu)先級，能夠?qū)崿F(xiàn) 2 級中斷嵌套，通過 IP 控制中斷響應(yīng)的先后順序，每個中斷響應(yīng)都有各自的中斷入口地址 (向量地址 )。最大計數(shù) 8192213? 。 013 ??? VFA ， 滿足濾波器穩(wěn)定工作的條件。因此，利用光電傳感器檢測人體內(nèi)血液流動時對光的透過率或反射率的不同而將其轉(zhuǎn)換成電信號。 Proteus VSM 包含了大量的虛擬儀器，可以為仿真調(diào)試提供強有力的支持 。 uVision4 IDE 界面如下圖所示： 圖 31 uVision4 IDE 主界面 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 167。 74HC245 的特點 表 24 74HC245 特性表 序號 功能 1 采用 CMOS 工藝 2 寬電壓工作范圍： 3V5V 3 同相三態(tài)門輸出 4 8 位雙向收發(fā)器 5 封裝形式： SOP20 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 167。這兩個端口外接石英晶體和電容，用來連接 8051片內(nèi) OSC 的定時反饋回路。 555 定時器 555 定時器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，內(nèi)部電路由分壓器、電壓比較器 1C 和 2C ，簡單 SR 鎖存器、放電三極管 T 以及緩沖器 G組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 圖 23 555 定時器電路結(jié)構(gòu) COV 為控制電壓， 5 號引腳； 1Iv 是比較器 1C 的信號輸入端，稱為閾值輸入端， 6 號引腳； 2Iv 是比較器 2C 的信號輸入端 ,稱為觸發(fā)輸入端， 2 號引腳；39。 由于單片機的中斷分為低電平和下降沿兩種觸發(fā)方式 [5]，因此在進行波形變換后，要進行關(guān)鍵的定時計數(shù)處理 以及計數(shù)顯示 。 心率與運動強度密切相關(guān) ， 通過心率監(jiān)測及時的調(diào)整運動強度和運動方式，使運動更加系統(tǒng)化和科學(xué)化，從而達到運動的最佳效果 。 波形變換 .................................................................................21 第五章 軟件的設(shè)計 ...............................................................................23 167。 74LS138 ...................................................................................10 167。 and part of SCM is to achieve counting on heart rate and display function. Through the effective bination of these three parts, an effective count of human heart rate is realized.. Signals were collected using photoelectric sensor through the monitoring of the degree of light at the end of a finger, to realize the signal acquisition。 信號采集采用光電式傳感器通過對手指末端透光度的監(jiān)測， 實現(xiàn)信號的采集 ；信號放大則采用四運放運算放大器 LM324，波形變換采用 555 定時器構(gòu)成反向施密特觸發(fā)器；單片機控制模塊則采用 AT89C51 微處理器和相關(guān)元器件通過 C 語言編程實現(xiàn)計數(shù)和顯示功能。 AT89C51 引腳 ................................................................ 7 167。 電路圖仿真 ...................................................................15 第四章 電路原理及仿真電路 ..............................................................17 167。心率過快超過 160 次 /分或過慢低于 40 次 /分，則多表現(xiàn)為心臟病病人，常有心悸、胸悶、心前區(qū)不適等癥狀。 心率計設(shè)計的步驟如下： 心率計設(shè)計的第一步就是要獲得原始的 脈搏 信號，本設(shè)計采用光電式傳感器 [3]通過對手指末端透光度的監(jiān)測，檢測出 脈搏信號進行心率計數(shù) 。 167。 51 子系列的主要功能 表 22 51 子系列單片機 序號 功能 1 8 位 CPU 2 片內(nèi)帶振蕩器及時鐘電路 3 256B 片內(nèi)數(shù)據(jù) 存儲器 4 8KB 的片內(nèi)程序存儲器 5 程序存儲器的尋址范圍 64KB 6 片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為 64KB 7 26B 的特殊功能寄存器 8 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器 9 6 個中斷源 10 48 根 I/O 線 11 111 條指令，含乘法指令和除法指令 12 布爾處理器 13 使用單 +5V 電源 167。第二功能為控制功能，每個引腳并不完全相同，如下表所示： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 23 P3 口的第二功能 引腳 號 功能 RXD(串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0 （外部中斷 0） INT1 (外部中斷 1） T0（定時器 /計數(shù)器 0 的外部輸入） T1（定時器 /計數(shù)器 1 的外部輸入） WR （片外數(shù)據(jù)存儲器寫 允許） RD (片外數(shù)據(jù)存儲器讀允許） 167。 BASIC 語言和 PL/M 語言在單片機的發(fā)展過程中，由于自身存在的劣勢并未得到廣泛的應(yīng)用，相比之下， C 語言憑借其很強的數(shù)據(jù)處理能力、開發(fā)效率高、可移植性強等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。選擇 Project ? Options for Target “Target 1”彈出的對話框如下圖所示： 圖 34 Target 選項卡 在 “Output”選項卡中選擇 “Create HEX File”， 在 Debug 選項卡中的 “Use”選項中選 擇 “Proteus VSM Simulator”單擊 “OK”。 圖 37 加載程序文件 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第四章 電路原理及仿真電路 167。電路圖如下： 圖 43 前置放大電路 電路采用同相比例放大器： ??? KRR 131 , ?? KR 2021 , ?? KR 103 。如下圖所示： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 46 555 定時器組成的施密特觸發(fā)器 當(dāng)輸入端電壓 IV 由 0V開始逐漸增加，當(dāng) IV 3CCV 時，根據(jù) 555 定時器功能表可知，輸出 OV 為高電平； IV 繼續(xù)增加，如果 3CCV IV 32CCV ,輸出 OV 維持高電平不變； IV 再增加，一旦 IV 32CCV , OV 就將由高電平跳變?yōu)榈碗娖?；之后IV 再增加，仍是 IV 32CCV ，電路輸出端保持低電平不變。 計數(shù)原理 設(shè)檢測到 K個連續(xù)的脈沖所用時間為 t(秒 )，則在時間 t內(nèi)平均值為 (N次 /分 )，則： tKN 60? (53) 本設(shè)計利用單片機的定時器 /計數(shù)器實現(xiàn)定時 50ms記一次數(shù)，當(dāng)檢測到 1個脈沖時關(guān)閉所有中斷，記錄下 50ms的定時次數(shù) M計算出一個周期的所用的時間，則一分鐘內(nèi)心率值為： K=1， MMN 160 ??? (54) 167。本設(shè)計采用 “同時 ”顯示字形碼的方法：利用發(fā)光管的余暉效應(yīng)和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時顯示，而實際上多位數(shù)碼管是一位一位輪流顯示的，只是將輪流掃描的速度設(shè)定的足夠快，這樣給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)閃爍的感覺。首先要進行元器件的布局，這個過程非常的繁瑣，需要考慮各個方面的因素，經(jīng)常是焊接了很多元器件后發(fā)現(xiàn)某個元器件的位置不適合，需要卸下調(diào)整位置重新焊接。 for(i=0。 for(i=0。i++) //三位均顯示 0 { P2=i。 //允許定時器 /計數(shù)器 0 中斷 EX0 = 1。 p=1200/M。 //延時 int N=0。 五、 555定時器模塊則是利用 555定時器構(gòu)成反向施密特放大器實現(xiàn)正弦波信號到方波信號的轉(zhuǎn)換。當(dāng)給數(shù)碼管的任一個陽極添加高電平，對應(yīng)的發(fā)光二極管點亮。 方式 3：在該工作方式下， TH0 和 TL0 作為兩個獨立的 8 位計數(shù)器，分別構(gòu)成了一個定時器 /計數(shù)器和一個定時器。 167。為有利于 指端信號 的檢測，應(yīng)當(dāng)保證肢體末端的血液循環(huán)良好；為提高檢測的靈敏度，應(yīng)當(dāng)注意讓手指與光電三極管和光敏二極管緊密接觸，但不要有壓迫感，以免妨礙血液循環(huán)。利用主界面左側(cè)的模型選擇元器件欄完成線路的連接和標注。并單擊保存。 74LS138 主要特性 表 26 74LS138 特性表 序號 功能 1 電壓： ～ 2 驅(qū)動電流： 3 最大傳輸延遲： 41ns 4 封裝形式： SOP16 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 167。與 P0 口的第一功能相同，常作為通用 I/O 口使用時，用于傳送用戶的輸入 /輸出數(shù)據(jù)，該口內(nèi)部有上拉電阻，使用 時無需外接上拉電阻。 單片機型號介紹 167。但由于 AD620不常用 在市場上買不到，網(wǎng)店中雖有賣的但由于元器件便宜，并且數(shù)量較少，整體上費用過高不劃算，于是最終選擇了四運放運算放大器 LM324。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第一章 系統(tǒng)設(shè)計的整體構(gòu)思 人體的各種生理參數(shù)如 心電 、腦電等生物電信號都屬于強噪聲背景下微弱的低頻信號，是由復(fù)雜的生命體發(fā)出的不穩(wěn)定的自然信號 [ 2]。即使是同一個人，在安靜或睡眠狀態(tài)下心率較慢，而在運動或情緒激動時心率則會加快，另外在某些藥物或神經(jīng)體液因素的影響下，心率會出現(xiàn)短暫的加快或減慢的癥狀；而對于經(jīng)常進行體力勞動和體育鍛煉的人來說，平時心率則比較緩慢。 uVision4 IDE 仿真過程 ................................................13 167。 555 定時器 ................................................................................ 5 167。隨著醫(yī)療水平和人們生活水平的提高，快速、準確、便攜式心率計便成為一種新的發(fā)展趨勢，同時伴隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，基于單片機的便攜式心率計便不失為一個好的選擇。 LM324 簡 述 ....................................................