【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)輸入端， “V+”、 “V”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 LM358 的引腳排列見(jiàn)圖 。 圖 圖 由于 LM358 二運(yùn)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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 13 放大電路 按人體脈搏心率在運(yùn)動(dòng)后跳動(dòng)次數(shù)達(dá) 200次 /分鐘的計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)低通放大器，如圖 所示。 R C6 組成低通濾波器以進(jìn)一步濾除殘留的干擾，截止頻率由 R C6決定，運(yùn)放 16 LM358將信號(hào)放大，放大倍數(shù)由 R12和 R13的比值決定。 圖 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： A(s)?V0(s)A0? sV(s)i1?wc放大倍數(shù)為 ： 200。 截止頻率為： 。 按人體的脈搏心率跳動(dòng)為 200 次 /分鐘時(shí)的頻率是 Hz考慮，低頻特性是令人滿意的。 經(jīng)過(guò)低通放大后輸出的信號(hào)是疊加有噪聲的脈動(dòng)正弦波。波形如圖 。 14 圖 波形整形電路 波形整形電路如圖 ， LM358是一個(gè)電壓比較器。 當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)， LM358在比較器輸入信號(hào)的每個(gè)后沿到來(lái)時(shí)輸出低電平，用發(fā)光二極管 D1 作脈搏心率測(cè)量狀態(tài)顯示，脈搏心率每跳動(dòng)一次發(fā)光二極管就亮一次。同時(shí)，該脈沖電平送到單片機(jī) /INTO腳，進(jìn)行對(duì)心率的計(jì)算和顯示。輸出波形如圖 。 15 17 圖 波形整形電路 經(jīng)過(guò)比較器 LM358的輸出波形： 圖 16 百度搜索 “就愛(ài)閱讀 ”,專業(yè)資料、生活學(xué)習(xí) ,盡在就愛(ài)閱讀網(wǎng),您的在線圖書(shū)館 ! 單片機(jī)處理電路 如圖 ，本部分運(yùn)用了 STC 公司的 89C52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(duì)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(lái)自傳感和整形輸出電路的脈沖電平輸入單片機(jī) 89C52的/INTO腳，單片機(jī)設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖下降沿到達(dá)時(shí)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷并進(jìn)行計(jì)時(shí)，來(lái)一個(gè)脈沖脈搏心率次數(shù)就加一；定時(shí)器中斷主要完成一分鐘的定時(shí)功能。單片機(jī)對(duì)一分鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進(jìn)行累加，通過(guò) P0、 P1 18 口把測(cè)量過(guò)程和結(jié)果送到 LCD1602顯示出來(lái) [9]。 圖 單片機(jī)處理電路 顯示電路 本設(shè)計(jì)的顯示采用 LCD1602來(lái)顯示。單片機(jī)的 P0口， P1口控 制顯示器。顯示電路如圖 。 17 圖 顯示電路 18 LCD1602 的綜述 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 LCD1602 的結(jié)構(gòu) 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02即 32個(gè)字符。（ 16列 2行） 注：為了表示的方便 ，后文皆以 1表示高電平 ， 19 0 表示低電平。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè) 5X7或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控 制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 ⑵ 管腳功能 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： VSS為電源地 第 2 腳： VCC接 5V電源正極 第 3腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 19 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、 20 低電平 0時(shí)選擇指令寄存器。 第 5腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高 電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負(fù)極。 ⑶ 特性 5V工作電壓，對(duì)比度可調(diào) 內(nèi)含復(fù)位電路 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 有 80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 內(nèi)建有 192個(gè) 5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM 管腳功能 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1 腳： VSS為電源地 第 2 腳： VCC接 5V電源正極 第 3腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 20 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、 21 低電平 0時(shí)選擇指令寄存器。 第 5腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14腳： D0～D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負(fù)極。 特性應(yīng)用 +，對(duì)比度可調(diào) 內(nèi)含復(fù)位電路 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 有 80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 內(nèi)建有 192個(gè) 5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用 系統(tǒng)中。 LCD1602指令集 1602通過(guò) D0~D7的 8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設(shè)置： (初始化 ) 0011 0000 [0x38] 設(shè)置 162顯示， 57點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)接口； 顯示開(kāi)關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： (初始化 ) 0000 1DCB D顯示 (1 有效 )、 C光標(biāo)顯示 (1 有效 )、 B光標(biāo)閃爍 (1 有效 ) 0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1 amp。光標(biāo)加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 1 amp。光標(biāo) 22 減 1)， S=1 且 N=1 (當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左 移 ) 21 百度搜索 “就愛(ài)閱讀 ”,專業(yè)資料、生活學(xué)習(xí) ,盡在就愛(ài)閱讀網(wǎng),您的在線圖書(shū)館 ! s=0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H，4067H) 其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 22 脈搏心率測(cè)量?jī)x電路原理圖 圖 電路原理圖 23 23 第 4 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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序主要完成對(duì)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]。流程如圖 。 開(kāi)始初始化開(kāi)中斷顯示程序 圖 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(cè)、有無(wú)測(cè)試信號(hào)判斷等部分組成。當(dāng)定時(shí)器中斷開(kāi)始執(zhí)行后，對(duì)一分鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)， 1s計(jì)時(shí)到之后繼續(xù)檢測(cè)下 1s，直到 60s到了再停止并保存測(cè)得的脈搏心率次數(shù)。同時(shí)可以對(duì)按鍵進(jìn)行檢測(cè)，只要復(fù)位測(cè)試值就可以重新開(kāi)始測(cè)試。主要完成一分鐘的定時(shí)功能和保存測(cè)得的脈搏心率次數(shù)。流程如圖 。 24 圖 定時(shí)器中斷程序流程圖 INT 中斷程序流程： 24 外部中斷服務(wù)程序完成對(duì)外部信號(hào)的測(cè)量和計(jì)算。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測(cè)量狀態(tài)的時(shí)候，來(lái)一個(gè)脈沖脈 搏心率次數(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)的脈搏心率次數(shù)。流程如圖 。 25 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心率次數(shù)、本次測(cè)量中的時(shí)間和脈搏心率的次數(shù)。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的脈搏心率次數(shù)，經(jīng)過(guò) 10ms 的延時(shí)后再顯示測(cè)試中的脈搏心率次數(shù)，再經(jīng)過(guò) 10ms 的延時(shí)顯示測(cè)試中的時(shí)間。流程如圖 。 圖 顯示程序流程圖 26 25 百 度搜索 “就愛(ài)閱讀 ”,專業(yè)資料、生活學(xué)習(xí) ,盡在就愛(ài)閱讀網(wǎng),您的在線圖書(shū)館 ! 軟件說(shuō)明 本程序采用 C語(yǔ)言，程序的可讀性非常好。 程序中對(duì)前一次測(cè)量的脈搏心率數(shù)據(jù)進(jìn)行了自動(dòng)保存，并