基于單片機(jī)的脈搏測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP：外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。中斷源：AT89S52 有6個(gè)中斷源。兩個(gè)外部中斷（INT0 和INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0、2）和一個(gè)串行中斷[5]。 傳感器的選擇本次設(shè)計(jì)選用的傳感器由紅外發(fā)光二極管和光敏三極管組成。采用GaAs紅外發(fā)光二極管作為光源時(shí)，可基本抑制由呼吸運(yùn)動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中，紅外接收三極管和紅外發(fā)射二極管相對(duì)擺放以獲得最佳的指向特性[6]。圖23 透射式光電傳感器 紅外發(fā)光二極管簡(jiǎn)介 紅外線發(fā)光二極管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830~950nm，半峰帶寬約40nm左右。其最大優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）而延長(zhǎng)使用壽命。通常應(yīng)用紅外發(fā)射管波長(zhǎng)：850nm、870nm、880nm、840nm、980nm。輻射強(qiáng)度（POWER）與輸入電流（If）成正比，輻射強(qiáng)度與發(fā)射距離成反比[6]。圖24 紅外發(fā)光二極管 光敏三極管簡(jiǎn)介光敏三極管又稱光電三極管，采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有NPN或PNP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管，它是一種光電轉(zhuǎn)換器件?；驹硎枪庹盏絇N結(jié)上時(shí)，吸收光能并轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)光敏三極管加上反向電壓時(shí)，管子中的反向電流隨著光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越大，反向電流越大[7]。圖25 光敏三極管 驅(qū)動(dòng)芯片的選擇本設(shè)計(jì)采用74系列中的74LS245作為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器，集成芯片74LS04作為數(shù)碼管反相器。 74LS245簡(jiǎn)介74LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收）DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（←D1），其它時(shí)間處于輸出（→D1）[8]。圖26 74LS245引腳圖 74LS04簡(jiǎn)介 74LS04是6非門（反相器），它的工作電壓是5V，內(nèi)部含有6個(gè)CMOS反相器，74LS04的作用就是反相把1變成0。集成芯片74LS04的引腳圖如圖27所示。圖27 74LS04引腳圖 顯示器的選擇本設(shè)計(jì)采用3位共陽(yáng)八段數(shù)碼管作為顯示器。 三位共陽(yáng)八段數(shù)碼管簡(jiǎn)介三位數(shù)碼管顯示分為共陰和共陽(yáng)兩種顯示方式，共陰就是把a(bǔ)bcdefg這7個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起并接地，它們的7個(gè)正極接到7段譯碼驅(qū)動(dòng)電路74LS245的相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)段上；本設(shè)計(jì)采用共陽(yáng)顯示電路，即把a(bǔ)bcdefg的7個(gè)發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到5V電源上，其余的7個(gè)負(fù)極接到74LS245相應(yīng)的abcdefg輸出端上。無(wú)論是共陰還是共陽(yáng)，都需要加限流電阻，否則會(huì)燒壞七段譯碼管。限流電阻的選取是：5V電源電壓減去發(fā)光二極管的工作電壓除以10mA到15mA所得的數(shù)即為限流電阻的值。~，為計(jì)算方便，通常選2V，發(fā)光二極管的工作電流選取在10~20mA[9]。圖28 三位共陽(yáng)八段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 八段數(shù)碼管字形表字形表是通過(guò)對(duì)字形的編碼，由八段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)字符的顯示。表22列出了字符“0”至字符“9”的對(duì)應(yīng)字型碼[10]。表22 共陽(yáng)極字形表字符DP G F E D C B A 字型碼 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0xA4 4 1 0 0 1 1 0 0 1 0x99 9 1 0 0 1 0 0 0 0 0x90 5 1 0 0 1 0 0 1 0 0x92 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0xF9 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0xC0 7 1 1 1 1 1 0 0 0 0xF8 6 1 0 0 0 0 0 1 0 0x82 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0x80 3 1 0 1 1 0 0 0 0 0xB03 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理根據(jù)系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)的工作原理為：電源電路為單片機(jī)以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn)5V電源；晶振模塊為單片機(jī)提供時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作；復(fù)位電路模塊為單片機(jī)提供復(fù)位功能；單片機(jī)作為主控制器，根據(jù)輸入信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制；紅外發(fā)射和接收模塊用來(lái)檢測(cè)脈搏信號(hào)；信號(hào)變換模塊用來(lái)把紅外接收頭接收到的脈搏信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，以便單片機(jī)進(jìn)行處理；顯示模塊用來(lái)顯示具體的脈搏測(cè)量結(jié)果，它會(huì)記錄脈搏一分鐘的跳動(dòng)次數(shù)；發(fā)光二極管可以通過(guò)發(fā)光的形式顯示脈搏的跳動(dòng)。下面給出各個(gè)部分的硬件電路設(shè)計(jì)方案。 外圍電路本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)AT89S52作為核心控制器件，結(jié)合電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、紅外發(fā)射和接收電路、信號(hào)放大和整形電路和脈搏顯示電路等外圍輔助電路，可以實(shí)現(xiàn)基本的脈搏測(cè)量并顯示的功能。其總電路圖見(jiàn)附錄A。 電源電路本次設(shè)計(jì)的電源電路為+5V穩(wěn)壓電源，其電路如圖31所示。
外語(yǔ)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1