【文章內(nèi)容簡介】 裝形式：SOP20167。 74HC245引腳圖25 74HC245引腳圖表25 74HC245特性表符號引腳名稱引腳號說明A0A7數(shù)據(jù)輸入/輸出29B0B7數(shù)據(jù)輸入/輸出1811輸出使能19DIR方向控制1DIR=1。DIR=0。GND邏輯地20邏輯地VCC邏輯電源10電源端167。 74LS138167。 74LS138簡述 74LS138是3線8線譯碼器，作為位驅(qū)動器與74HC245配合使用實現(xiàn)對LED數(shù)碼管的控制。167。 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：41ns4封裝形式：SOP16167。 74LS138引腳圖圖26 74LS138引腳圖表27 74LS138引腳名稱引腳名稱引腳號說明數(shù)據(jù)輸出159,7A0,A1,A2數(shù)據(jù)輸入1,2,3,使能控制6,4,5=0,=0,=1時，使能控制有效VCC邏輯電源16電源端GND邏輯地8邏輯地第三章 軟件介紹167。 KeilC51高級語言集成開發(fā)環(huán)境—uVision4 IDE167。 KeilC51簡介單片機的編程語言共有三種，分別為：BASIC語言、PL/M語言和C語言。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。KeilC51是單片機程序常用的編譯軟件，該軟件提供了包括C語言編輯器、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等，通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uVision4 IDE)將這些部分組合在一起。uVision4 IDE基于Windows系統(tǒng)，內(nèi)嵌多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成工程建立、管理、軟件仿真、硬件仿真等開發(fā)流程[10]。167。 uVision4 IDE集成開發(fā)環(huán)境 安裝完成后，雙擊桌面上的“ uVision4”圖標進入IDE環(huán)境，uVision4 IDE軟件有菜單欄、可以快速選擇命令按鈕的工具欄、一些源代碼文件窗口、對話框、信息顯示窗口。uVision4 IDE界面如下圖所示：圖31 uVision4 IDE主界面167。 uVision4 IDE仿真過程 在Project工具欄中選中New Project，在彈出的Create New Project對話框中選擇保存路徑，在“文件名”文本框中輸入項目名稱，并保存。完成新建工程的步驟。 接著會彈出一個對話框如下圖所示，選擇所需要的單片機型號，選定型號后單擊“OK”，在新彈出的對話框中點擊“是”即完成相關(guān)的操作。圖32 單片機的型號選擇 在File工具欄中選擇New建立源程序文件，在彈出的程序文本框中，輸入目標程序，然后在File工具欄中選擇Save As選項進行保存。在彈出的對話框中保存為：如果是C語言程序文件，擴展名為“”。如果是匯編文件，擴展名為“”或“”。并單擊保存。如下圖所示：圖33 Save As對話框 將源程序文件添加到項目中。方法：選中左邊項目窗口中的Source Group1，然后單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇Add Files To Group“ Source Group1”，選擇剛才保存的后綴名為“”(此處以C源程序文件為例)，點擊“Add”按鈕完成文件的添加。 接下來對目標進行一些設(shè)置。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”。然后對目標程序進行“Translate(組建)Bulid(編譯)Rebulid(執(zhí)行)”(這個過程需要不斷的修改程序，直到源程序完全正確)，生成可執(zhí)行的源文件(后綴名為)。167。 Proteus167。 Proteus簡述 Proteus可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起進行仿真調(diào)試[11]，可以與uVision4 IDE工具軟件結(jié)合進行編程仿真調(diào)試。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。167。 Proteus主界面 安裝完P(guān)roteus后，運行ISIS 7Professional,出現(xiàn)如下的界面：圖35 Proteus ISIS 7的編輯環(huán)境167。 電路圖仿真 添加元器件。單擊對象選擇器按鈕，在彈出的Pick Devices窗口中，使用搜索引擎，在Keywords欄中輸入所要尋找的元器件，找到元器件，并將其添加到對象選擇器窗口，然后在原理圖編輯窗口添加該元器件。如下圖所示：圖36 添加元器件窗口 進行元器件的連接。當線路出現(xiàn)交叉點時，若出現(xiàn)實心小黑圓點，表明導(dǎo)線連同。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。 添加程序文件到所選擇的單片機型號中。此處以AT89C52為例，雙擊AT89C52打開Edit Component對話框，如下圖所示，在Program File中選擇uVision4 IDE所生成的后綴為的文件，單擊“OK”。然后單擊仿真運行開始按鈕，進行調(diào)試運行。圖37 加載程序文件第四章 電路原理及仿真電路167。 光電式傳感器 本設(shè)計采用的光電式傳感器通過對手指末端透光度的監(jiān)測，檢測出脈搏信號。所采用的主要元器件有光電三極管[11]和光敏二極管[12]。整個裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、無創(chuàng)、可重復(fù)等優(yōu)點。當恒定波長的光照射到人體組織上時，通過人體組織吸收、反射衰減后測量到的光強將在一定程度上反映被照射部位組織的結(jié)構(gòu)特征[13]。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。此種方法有兩種方式：一種是對射式，另一種是反射式[14]。由于人體內(nèi)的血流發(fā)生變化時其對光的反射率也隨之變化，反射式便是利用此方法：當光照射在手指上時，通過手指的反射在同一側(cè)接收信號。此法外界干擾信號小，但傳感器輸出信號小，對后面的放大電路要求較高。而對射式是光通過手指時在另一側(cè)接收通過手指的光信號，由于手指中的血流量的變化而使光電接收管的光電流也隨之變化。通過比較，最終本設(shè)計采用對射式光電傳感器。心率主要由人體動脈舒張和收縮產(chǎn)生的，在人體指尖，組織中的動脈成分含量高，而且指尖厚度相對其他人體組織而言比較薄，透過手指后檢測到的光強相對較大，因此光電式傳感器的測量部位通常在人體指尖[15]。為有利于指端信號的檢測，應(yīng)當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)。同時要注意盡可能選擇背景較暗的環(huán)境，在測試中要注意保持手指的位置穩(wěn)定，以便盡可能獲得穩(wěn)定的人體信號。仿真圖如下： 圖41 信號采集系統(tǒng) 實物圖如下：圖42 實物圖167。 前置放大器 由于脈搏信號屬于強噪聲下微弱的低頻信號，所以要求前置放大器應(yīng)具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、具有一定的電壓放大能力等特點，結(jié)合這些因素采用儀表放大器AD620便能滿足要求，但由于種種原因，在實際的電路連接中采用LM324四運放運算當大器。電路圖如下：圖43 前置放大電路 電路采用同相比例放大器：,。 前置放大電路的放大倍數(shù)： (41)167。 濾波電路 脈搏信號屬于強噪聲背景下微弱的低頻信號，在對信號進行前置放大后需要對信號進行濾波處理，濾波處理主要濾除的是基線漂移、工頻干擾等等。理論上當脈搏為60次/分鐘為1Hz，90次/,100次/,120次/，因此，濾波電路采用二階壓控有源低通濾波器[16]，同時濾除50Hz工頻干擾。濾波電路如下：圖44 二階壓控有源低通濾波器 傳遞函數(shù)為： (42) 放大倍數(shù)： (43) ,。， 滿足濾波器穩(wěn)定工作的條件。 低通