【文章內(nèi)容簡介】 ，由VPD向內(nèi)部RAM供電，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。：地址鎖存使能。ALE（Address Latch Enable）；PROG（Program）為CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供地址鎖存信號，將低8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。引腳第二功能，對片內(nèi) Flash編程，為編程脈沖輸入端。：（Programmer Saving ENable），外部程序存儲器讀選通信號。在讀外部程序存儲器時有效（低電平），以實現(xiàn)外部程序存儲器單元的讀操作。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器、訪問內(nèi)部程序存儲器時無效。：（Enable Address/Voltage Pulse of Programming），訪問程序存儲控制信號。當＝“0”時，表示讀外部程序存儲器。只讀取外部的程序存儲器中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為0000H~FFFFH（64KB），片內(nèi)的8KB Flash 程序存儲器不起作用。當＝“1”時，表示對程序存儲器的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延至外部程序存儲器。在PC值不超出0FFFH（即不超出片內(nèi)4KB Flash存儲器的地址范圍）時，單片機讀片內(nèi)程序存儲器（4KB）中的程序，但當PC值超出0FFFH （即超出片內(nèi)4KB Flash地址范圍）時，將自動轉(zhuǎn)向讀取片外60KB（1000HFFFFH）程序存儲器空間中的程序。對于EPROM（或FLASH）型單片機，在EPROM編程期間。I/O口引腳P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗轉(zhuǎn)入端用。Pl口：P1是—個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。P3口：①可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備。②作為第二功能使用。 P3口的第二功能端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口) TXD（串行輸出口） INT0(外中斷0) INT1（外中斷1） T0（定時/計數(shù)器0） T1（定時/計數(shù)器1） WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) 單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復位。單片機可以看成是在時鐘驅(qū)動下的時序邏輯電路。MCS51單片機為12個時鐘周期執(zhí)行一條指令。也就是說單片機運行一條指令，必須要用12時鐘周期。沒有這個時鐘，單片機就跑不起來了，也沒有辦法定時和進行和時間有關(guān)的操作。單片機可以看成是在時鐘驅(qū)動下的時序邏輯電路,單片機在工作過程中,所有工作都是在時鐘信號控制下進行的,每執(zhí)行一條指令,CPU的控制器都要發(fā)出一系列特定的控制信號。 LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。 本設(shè)計用LED數(shù)碼管段數(shù)一般為7段另加一個小數(shù)點。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的設(shè)計采用4位共陰數(shù)碼管某段數(shù)碼管陽極為高電平時該數(shù)碼管被點亮。根據(jù)醫(yī)學數(shù)據(jù)，人體脈搏正常在60到120之間，當數(shù)碼管所顯示的示數(shù)大于120或小于60時，蜂鳴器響應(yīng)報警；示數(shù)小于120時大于60時，蜂鳴器不響。因為單片機的端口輸出電流能力低，無法直接驅(qū)動那些器件，故增加三極管加大功率 ，驅(qū)動蜂鳴器工作。 報警電路 脈搏信號采集目前脈搏波檢測系統(tǒng)有以下幾種檢測方法：光電容積脈搏波法、液體耦合腔脈搏傳感器、壓阻式傳感器以及應(yīng)變式傳感器。 光電傳感器的結(jié)構(gòu)及原理近年來，光電檢測技術(shù)在臨床醫(yī)學應(yīng)用中發(fā)展很快，這主要是由于光能避開強烈的電磁干擾，具有很高的絕緣性，且可非侵入地檢測病人各種癥狀信息。用光電法提取指尖脈搏光信息受到了從事生物醫(yī)學儀器工作的專家和學者的重視。傳感器由紅外發(fā)光二級管和紅外接收三極管組成。采用GaAs紅外發(fā)光二極管作為光源時，可基本抑制由呼吸運動造成的脈搏波曲線的漂移。紅外接收三極管在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。在本設(shè)計中，紅外接收三極管和紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。從光源發(fā)出的光除被手指組織吸收以外，一部分由血液漫反射返回，其余部分透射出來。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。其中透射式的發(fā)射光源與光敏接收器件的距離相等并且對稱布置，接收的是透射光，這種方法可較好地反映出心律的時間關(guān)系。因此本系統(tǒng)采用了指套式的透射型光電傳感器，實現(xiàn)了光電隔離，減少了對后級模擬電路的干擾。 信號采集電路 ，U3是紅外發(fā)射接收裝置，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)射強度就越大，所以對R21阻值的選取要求較高。R21選擇270Ω同時也是基于紅外接收三極管感應(yīng)紅外光靈敏度考慮的。R21過大，通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小，紅外接收三極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時的信號。反之，R21過小，通過的電流偏大，紅外接收三極管也不能準確地辨別有脈搏和無脈搏時的信號。當手指處于測量位置時，會出現(xiàn)二種情況：一是無脈期。雖然手指遮擋了紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光，但是由于紅外接收三極管中存在暗電流，會造成輸出電壓略低。二是有脈期。當有跳動的脈搏時，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。但該傳感器輸出信號的頻率很低，如當脈搏只有為50次/分鐘時，200次/，因此信號首先經(jīng)R2C10濾波以濾除高頻干擾。 信號采集電路 信號放大電路本設(shè)計采用的放大器是LM324。LM324 是四運放集成電路，它采用14 ，除電源共用外，四組運放相互獨立。由于LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。由于通過光電式脈搏傳感器檢測到的脈搏波的信號非常微弱，所以在單片機接受處理前需要進行信號的放大處理。按人體脈搏在運動后跳動次數(shù)達200次/分鐘的計算來設(shè)計低通放大器。R2C6組成低通濾波器以進一步濾除殘留的干擾，截止頻率由R2C6決定，運放U3A將信號放大，放大倍數(shù)由R23和R27的比值決定。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正弦波。，U2A是一個電壓比較器，C1R29構(gòu)成一個微分器，U1A和CR32組成單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其脈寬由CR32決定。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R31的調(diào)節(jié)要求并不嚴格，因為U2A的輸出信號經(jīng)C1R29的微分后總是將尖脈沖送到單片機腳，進行對心率的計算和顯示。，本部分運用了ATMEL公司的89S52單片機作為核心元件，在這里運用單片機能更快更準確地對數(shù)據(jù)進行運算，而且可以根據(jù)實際情況進行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。單片機外圍電路包括復位電路和振蕩電路。本設(shè)計采用自激蕩方式，使內(nèi)部振蕩器按照石英晶振的頻率振蕩產(chǎn)生時鐘信號。，電容選擇30pf。經(jīng)計算得單片機工作機器周期為：。時鐘電路工作后，在REST管腳上加兩個機器周期（12個晶振周期）以上的高電平，芯片內(nèi)部開始進行初始復位。來自傳感和整形輸出電路的脈沖電平輸入單片機89S52的腳，單片機設(shè)為負跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖下降沿到達時觸發(fā)單片機產(chǎn)生中斷并進行計時，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一；定時器中斷主要完成一分鐘的定時功能。單片機對一分鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進行累加，通過P0、P2口把測量過程和結(jié)果送到數(shù)碼管顯示出來。 單片機處理電路 環(huán)境光對脈搏傳感器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不僅包含脈搏信息的透射光的信號，而且包含測量環(huán)境下的背景光信號，由于動脈波動引起的光強變化比背景光的變化微弱得多，因此在測量過程當中要保持測量背景光的恒定，減少背景光的干擾。 測量環(huán)境下的背景光包含環(huán)境光和在測量過程中引起的二次反射光。為了減少環(huán)境光對脈搏信號測量的影響，同時考慮到傳感器使用的方便性，采用密封的指套式包裝方式，整個外殼采用不透光的介質(zhì)和顏色，盡量減小外界環(huán)境光的影響，為了避免測量過程中的二次反射光的影響，在指套式傳感器的內(nèi)層表面涂上一層吸光材料，這樣能有效減少二次反射光的干擾。 加上指套式外殼后的脈搏傳感器測量到的脈搏波形比較平滑。這是因為加指套式的脈搏傳感器中環(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較為穩(wěn)定，沒有明顯的重疊雜波信號，能夠很好的體現(xiàn)出脈搏波形的特征。 電磁干擾對脈搏傳感器的影響通過光電轉(zhuǎn)換得到的包含脈搏信息的電信號一般比較微弱，容易受到外界電磁信號的干擾，在傳統(tǒng)的光電式脈搏傳感器電路中，由于光敏器件和放大電路是分離的，那么在信號的傳遞過程就很容易受到外界電磁干擾，通常在一級放大電路采用電磁屏蔽的方式來消除電磁干擾。本系統(tǒng)采用了新型的光敏器件，在芯片內(nèi)部集成光敏器和一級放大電路，有效地抑制了外界電磁信號對原始脈搏信號的干擾。 工頻干擾是電路中最常見的干擾，脈搏信號變化緩慢，特別容易受到工頻信號的干擾，因此對工頻信號干擾的抑制是保證脈搏信號測量精度的主要措施之一。~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，這在信號調(diào)理電路中容易實現(xiàn)；同時可以在控制電路中對光源進行脈沖調(diào)