【文章內(nèi)容簡介】 源電壓+12V1212 放大電路按人體脈搏在運(yùn)動(dòng)后跳動(dòng)次數(shù)達(dá)200次/分鐘的計(jì)算來設(shè)計(jì)低通放大器。RWC6，C8,C9組成低通濾波器以進(jìn)一步濾除殘留的干擾，截止頻率由RC6，C8,C9決定，運(yùn)放U2A將信號放大，放大倍數(shù)由R8和RW1的比值決定。 低通放大電路根據(jù)一階有源濾波電路的傳遞函數(shù)，可得：放大倍數(shù)為： 截止頻率為： 按人體的脈搏跳動(dòng)為200次/ Hz考慮，低頻特性是令人滿意的。經(jīng)過低通放大后輸出的信號是疊加有噪聲的脈動(dòng)正弦波。 波形整形電路，U2B是一個(gè)電壓比較器，在電壓比較器的負(fù)向電壓輸入端通過R放大后的信號通過C7電容耦合進(jìn)入比較器，U2B的第七引腳輸出高電平，發(fā)光二極管D2亮，并且輸入單片機(jī)進(jìn)行參與運(yùn)算處理，反之輸出低電平，發(fā)光二級滅。電路如圖所示：經(jīng)過比較器U2B的輸出波形： ，本部分運(yùn)用了ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為核心元件，在這里運(yùn)用單片機(jī)能更快更準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，而且可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。來自傳感和整形輸出電路的脈沖電平輸入單片機(jī)AT89S52的/INTO腳，單片機(jī)設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式，對脈沖進(jìn)行技術(shù)，然后P0口控制液晶顯示 單片機(jī)處理電路 顯示電路。 顯示電路 1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式LCD，本設(shè)計(jì)采用16列*2行的字符型LCD1602帶背光的液晶顯示屏。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：1. 顯示容量:162個(gè)字符2. 芯片工作電壓:—3. 工作電流:()4. 模塊最佳工作電壓:5. 字符尺寸:(WH)mm 1602引腳功能說明各引腳接口說明如表所示:表211編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表211：引腳接口說明：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。 1602LCD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表23所示：表212序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容表212字符控制命令說明：1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。芯片時(shí)序表如下：讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無表32基本操作時(shí)序表讀寫操作時(shí)序如圖213和214所示：圖213讀操作時(shí)序圖214寫操作時(shí)序 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖215是1602的內(nèi)部顯示地址。圖215液晶內(nèi)部顯示地址例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖1058所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。圖216 字符代碼與圖形對應(yīng)圖 1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程1. 延時(shí)15mS4. 寫指令38H（不檢測忙信號）5. 延時(shí)5mS8. 寫指令38H（不檢測忙信號）9. 延時(shí)5mS13. 寫指令38H（不檢測忙信號）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號15. 寫指令38H：顯示模式設(shè)置17. 寫指令08H：顯示關(guān)閉19. 寫指令01H：顯示清屏22. 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置25. 寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 脈搏測量儀電路原理圖圖 電路原理圖第3章 軟件系統(tǒng) 主程序流程：系統(tǒng)主程序控制單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行, 它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序主要完成對單片機(jī)內(nèi)專用寄存器、定時(shí)器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。系統(tǒng)初始化之后, 進(jìn)行定時(shí)器中斷、外部中斷、顯示等工作，不同的外部硬件控制不同的子程序[12]。 主程序流程圖 定時(shí)器中斷程序流程：定時(shí)器中斷服務(wù)程序由一分鐘計(jì)時(shí)、按鍵檢測、有無測試信號判斷等部分組成。當(dāng)定時(shí)器中斷開始執(zhí)行后，對一分鐘開始計(jì)時(shí)，1s計(jì)時(shí)到之后繼續(xù)檢測下1s，直到60s到了再停止并保存測得的脈搏次數(shù)。同時(shí)可以對按鍵進(jìn)行檢測，只要復(fù)位測試值就可以重新開始測試。主要完成一分鐘的定時(shí)功能和保存測得的脈搏次數(shù)。27圖 定時(shí)器中斷程序流程圖 INT中斷程序流程：外部中斷服務(wù)程序完成對外部信號的測量和計(jì)算。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測量狀態(tài)的時(shí)候，來一個(gè)脈沖脈搏次數(shù)就加一，由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器控制一分鐘，累加得出一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。圖 INT中斷程序流程圖 顯示程序流程：顯示程序包括顯示上次的脈搏次數(shù)、本次測量中的時(shí)間和脈搏的次數(shù)。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的脈搏次數(shù)，經(jīng)過10ms的延時(shí)后再顯示測試中的脈搏次數(shù)，再經(jīng)過10ms的延時(shí)顯示測試中的時(shí)間。圖 顯示程序流程圖 軟件說明本程序采用C語言，程序的可讀性非常好。程序中對前一次測量的脈搏數(shù)據(jù)進(jìn)行了自動(dòng)保存，并且用數(shù)碼顯示。程序在執(zhí)行過程若發(fā)現(xiàn)有干擾則忽略該干擾而不顯示，進(jìn)一步減少讀入數(shù)據(jù)的誤差。第4章 抗干擾措施及使用方法為了提高測量儀的精確度，系統(tǒng)首先要解決的是硬件方面的干擾問題。光電式脈搏測量儀的測量過程中，前端測量到的脈搏信號十分微弱，容易受到外界環(huán)境干擾，其中主要的干擾源有測量環(huán)境光干擾、電磁干擾、測量運(yùn)動(dòng)噪聲