【文章內(nèi)容簡介】 T)/( R△R+△RT +R+△R+△RT) U( R△R+△RT)/( R+△R+△RT +R△R+△RT)= U△R/（R+△RT）即Uo= U*△R/（R+△RT）說明電橋的輸出與電橋的電源電壓E的大小和精度有關(guān)，還與溫度有關(guān)。如果△RT=0，則電橋的電源電壓U恒定時(shí)，電橋的輸出與△R/R成正比。當(dāng)△RT≠0時(shí)，即使電橋的電源電壓U恒定，電橋的輸出與△R/R也不成正比。這說明恒壓源供電不能消除溫度影響。由于工藝過程不能使每個(gè)橋臂電阻完全相等，因此，在零壓力時(shí)，仍有電壓輸出。設(shè)計(jì)電路及原理分析根據(jù)上面分析及相關(guān)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出以下血壓信號放大電路：（1）傳感器如下圖所示，電路中該部分為血壓傳感器，由四個(gè)應(yīng)變電阻作為橋臂電阻組成了氣壓這一物理量轉(zhuǎn)變成電信號的傳感器。（2）恒壓源以下電路為電路當(dāng)中的恒壓源，為傳感器提供穩(wěn)定的電壓。電路中運(yùn)放的同相輸入端與反相輸入端電壓為約為1V。（3）三運(yùn)放儀用放大電路電路當(dāng)中有三個(gè)運(yùn)算放大器，根據(jù)三運(yùn)放儀用放大電路的經(jīng)典電路連接成為血壓信號的放大電路，用于穩(wěn)定放大信號的到合適的范圍。其中變阻器Rvr1可用于電路放大倍數(shù)的調(diào)整，當(dāng)Rvr1越小，放大倍數(shù)越大。電路芯片選型由于該部分電路總共用到4個(gè)運(yùn)算放大器，而LM324雙極型線性集成電路能夠很好地滿足電路設(shè)計(jì)需求，且價(jià)格比低，貨源充足，便于購買。四運(yùn)算放大器★ LM324內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。 LM324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式。特點(diǎn) ★ 內(nèi)部頻率補(bǔ)償 ★ 直流電壓增益高(約100dB) ★ 單位增益頻帶寬(約1MHz) ★ 電源電壓范圍寬：單電源(3—32V)； 雙電源(177?！?77。16V) ★ 低功耗電流，適合于電池供電 ★ 低輸入偏流 ★ 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 ★ 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 ★ 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 ★ 輸出電壓擺幅大() 管腳排列圖 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)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(gè)筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等。數(shù)碼管分為共陽極的LED數(shù)碼管、共陰極的LED數(shù)碼管兩種。要使共陽數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個(gè)條件：是要在VT端（3/8腳）加正電源；要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O口才32個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加硬體電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。透過分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。共陽極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖： 共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖：原理圖程序說明數(shù)碼管實(shí)際上是由7個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。什么是共陽極呢？就是他們的公共端接正極。掃描型的意思是，幾位的數(shù)碼管的段選都是并聯(lián)的，由他們的位選位來控制哪一位的數(shù)碼管來亮。當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 動(dòng)態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。其接口電路是把所有顯示器的8個(gè)筆劃段ah同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極COM是各自獨(dú)立地受I/O線控制。CPU向字段輸出口送出字形碼時(shí)，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)顯示器亮，則取決于COM端，而這一端是由I/O控制的，所以我們就可以自行決定何時(shí)顯示哪一位了。而所謂動(dòng)態(tài)掃描就是指我們采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的COM端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 共陽極的LED數(shù)碼管，共陽就是7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的正。原理示意圖： 從上圖可以看出，要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個(gè)條件：是要在VT端（3/8腳）加正電源；要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。例：如要顯示“0”，則要 a,b,c,d,e,f六個(gè)字段亮就顯示“0”了，而g和dp字段不亮；這樣只要向P0口送出相應(yīng)的代碼即可， 編碼方法如下表：dpgfedcba顯示的字符編碼0001001000C0H1011101110F9H1100001020A4H1010001030B0H00101011499H00100110592H00000110682H1011101070F8H00000010880H00100010990H程序使用時(shí)，只需將顯示數(shù)字所對應(yīng)的編碼送P0口，然后打開相應(yīng)的數(shù)碼管顯示位的電源控制即可顯示相應(yīng)的字符。程序如下：// table1是段選的編碼數(shù)組，table2是位選的編碼數(shù)組// P2=0x00。 //清屏消影 P0=0xff。 P2=table2[1]。 P0=table1[bai]。 delayms(3)。// P2=0x00。 //清屏消影 P0=0xff。 P2=table2[2]。 P0=table1[shi]。 delayms(3)。// P2=0x00。 //清屏消影 P0=0xff。 P2=table2[3]。 P0=table1[ge]。 delayms(3)。// P2=0x00。 //清屏消影// P0=0xff。 蜂鳴器報(bào)警電路設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警電路是用來進(jìn)行人機(jī)交互的另一個(gè)輸出模塊。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。由于蜂鳴器在驅(qū)動(dòng)時(shí)要求電流較大，對于單片機(jī)本身的IO引腳無法直接驅(qū)動(dòng)，所以，需要用三極管對電流進(jìn)行放大，從而實(shí)現(xiàn)對蜂鳴器進(jìn)行控制。其電路如下圖下所示：圖中，若單片機(jī)引腳FM電平置低，則三極管導(dǎo)通，電源VCC通過蜂鳴器流到地，形成一個(gè)通路，蜂鳴器響。當(dāng)FM為高電平時(shí)，三極管處理截止?fàn)顟B(tài)，電源無法與地形成通路，則蜂鳴器沒有電流通過，無法工作。 單片機(jī)控制器電路設(shè)計(jì)此處所用的處理器也是40DIP的STC12C5A60S2芯片。它主要完成的功能有：1）血壓輸入電壓信號進(jìn)行AD檢測并轉(zhuǎn)變成血壓數(shù)值。（ADC0）；2) 通過全新的測量方法對血壓數(shù)值進(jìn)行判斷，從而得出收縮壓與舒張壓；2）完成對兩個(gè)三位的數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，顯示出測量出來的收縮壓與舒張壓。(，—) ；3）控制蜂鳴器報(bào)警與否。（）；通過該單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能處理，不需要人工參與，即可以得到與傳統(tǒng)水銀血壓計(jì)一樣的精確的數(shù)據(jù)，甚至是更加準(zhǔn)確。4. 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)4．1 開發(fā)語言及軟件工具單片機(jī)的開發(fā)必須用相關(guān)的程序語言和相應(yīng)的開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)，常用的單片機(jī)程序語言是C高級語言程序和匯編語言，開發(fā)工具則有UltraEdit，PE2，keil等。匯編語言是單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的重要形式，也是當(dāng)今單片機(jī)開發(fā)人員進(jìn)行程序開發(fā)最常用的語言形式。匯編語言是一種用來替代機(jī)器語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的語言。匯編語言的特點(diǎn)是每一條指令都給出了助記符。由于助記符用英文縮寫來描述指令的特征，因此它不但便于記憶，也便于理解和分類。匯編語言源程序中的每條語句可以有多項(xiàng)構(gòu)成，其格式如下：[標(biāo)號]：操作碼助記符 [第一操作數(shù)] [，第二操作數(shù)] [，第三操作數(shù)] [；注釋] 其中，帶方括號[ ]的部分為可選項(xiàng)。由于匯編語言對于初學(xué)單片機(jī)的學(xué)者來說，一般不易于理解，編寫程序來的困難度就大大增加，而且一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤也不方便查找。為了節(jié)省時(shí)間以及結(jié)合自己的實(shí)際，本設(shè)計(jì)采用的開發(fā)工具是Keil C51。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。選用C語言編程，相對匯編語言來說， C語言編程方法容易入門，直觀，也簡單易懂。所以本次設(shè)計(jì)使用C語言進(jìn)行編程。C語言編程的主要優(yōu)點(diǎn)如下：1）編程調(diào)試靈活方便2）生成的代碼編譯效率高。3）完全模塊化4）可移植性好5）便于項(xiàng)目維護(hù)管理 開發(fā)工具的選擇Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識　　1. 系統(tǒng)概述　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。優(yōu)點(diǎn) C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程軟件系統(tǒng)是針對硬件上所獲得的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)制，從而得到當(dāng)前的血壓值，再根據(jù)本設(shè)計(jì)所采用的血壓測量原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以蜂鳴器作為測量過程人機(jī)交互的模塊，以便準(zhǔn)確獲得正確的收縮壓與舒張壓，并從數(shù)碼管上顯示出來。