【文章內容簡介】 數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提 供，通常使用頻率為 500KHZ。 VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 ADC0809 應用說明 Ⅰ ． ADC0809 內部帶有輸出鎖存器 。 Ⅱ ． 初始化時，使 ST和 OE 信號全為低電平。 Ⅲ ． 送要轉換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。（此次設計只選用第一通道 IN0）。Ⅳ ． 在 ST 端給出一個至少有 100μ s 寬的正脈沖信號。 Ⅴ ． 是否轉換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷。 Ⅵ ． 當 EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了 。 2． 3 心跳檢測原理設計 檢測心率脈沖信號 的傳感器采用壓電陶瓷（在壓電陶瓷片上安裝一海面墊以傳遞脈沖信號）；將采集到的心率信號經(jīng)過由 CD4069 的 3 個非門組成 3 級放大電路進行放大，然后通過由 一系列電阻電容 構成的 2 級梯形濾波電路進行濾波處理，即可獲得人體心率范圍的信號（約在 之間）；再通過由二極管構成的檢測電路以及由 3 個非門構成的整形電路處理后，就可得到單片機所需要的標準的 05V 脈沖信號。 將它接到單片機的外部中斷，每一個中斷進行一次計數(shù)。每一分鐘進行一次顯示這一分鐘的心跳。 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 11 2． 4 溫度檢測的原理及設計 DS18B20 的介 紹： DS18B20 是美國 DALLAS 半導體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在 ms 和 750 ms 內完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或寫入 DS18B20 的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫 ,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。他在 測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，如圖 6 所視 圖 6 DS18B20 的管腳 DS18B20 內部結構主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個 DS18B20 的 64 位序列號均不相同。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。 內部結構 [2]如圖 1 2 3DALLASDS 18 B 20GND DQ V D D1 2 3 DS 18 B 20 TO 92 封裝底視圖DS 18 B 20 z 8 腳 SOIC 封裝1 82 73 64 5 NCDQV D DNCNCGNDNCNC畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 12 DS18B20 的溫度轉化 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉化為例 :用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達，其中 S 為符號位。見表 1： 表 1 溫度的二進制補碼形式 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Ls byte 32 2 12 02 12? 22? 32? 42? Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Ms byte S S S S S 62 52 42 這是 12位轉化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。 例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H，℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。 [3]見表 2： 表 2 溫度的轉化 125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H 85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H ℃ 0000 0001 1001 0001 0191H 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 13 寫 “ 0 ” 時間片60 《 TX “ 0 ” 〈 120 US恢復 1 us 寫 ” 1 “ 時間片DS 18 B 20 采樣M IN T Y P MA X15 us 15 us 30 usDS 18 B 20 采樣M IN T Y P MA X15 us 15 us 30 us 1 us℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H ℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFFFH ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的讀寫時序 DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化 →ROM 操作指令 → 存儲器操作指令→ 數(shù)據(jù)傳輸。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序， 它的讀寫分 4種類型： 分別是寫 寫 0、讀 讀 0。 DS18B20 的初始化時序 對 1wire器件的所有操作都是從初始化開始的，初始化過程由主機的復位脈沖和 1wire器件的應答脈沖組成。對 1wire器件的復位脈沖實際上是主機通過拉低總線來實現(xiàn)的 ，主機通過拉低總線 480um以后再把總線拉高使總線上所有1wire器件復位，總線上 1wire器件接到復位脈沖后便通過拉低總線告訴主機1wire器件已經(jīng)準備就緒。 7]如圖 3所示： 圖 8 DS18B20的初始化時序 DS18B20 的寫時序 寫時序起始于單片機拉低總線。產(chǎn)生寫 1時序的方式：單片機在拉低總線后，畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 14 主機發(fā)復位脈沖480 〈 TX “ 0 ” 〈 960 us主機接收存在信號至少 480 us15 60 us等待DS 18 B 20 發(fā)脈沖60 240 usVccG N D接著必須在 15us之內釋放總線，由 5k上拉電阻將總線拉至高電平；而產(chǎn)生寫 0時序的方式：在單片機拉低總線后，只需在整個時序期間保持低電平即可（至少60us）。在寫時序起始后 1560us期 間，單總線器件采樣總線電平狀態(tài)。如果在此期間采樣為高電平，則邏輯 1被寫入該器件；如果為 0則寫入邏輯 0。具體情況如圖 9 所示 ： 圖 9 DS18B20的寫時序 DS18B20 的讀時序 單總線器件僅在單片機發(fā)出讀時序時，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要 60us，且在兩次獨立的讀時序之間至少需要 1us的恢復時間。每個讀時序都由主機發(fā)起至少拉低總線 1us。在主機發(fā)起讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 0或 1。若從機發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)送 0，則拉低總線。當發(fā)送 0時，從機在該時序結束后釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。從機發(fā)出的數(shù)據(jù)在起始時序之后，保持有效時間 15us，因而，主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的 15us之內采樣總線狀態(tài)。 如圖 10所示 ： 圖 10 DS18B20的讀時序 DS18B20 使用中注意事項 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)主機讀 “ 0 ” 時間片 主機讀 “ 1 ” 時間片1 u s 總線采樣 總線采樣15 us 15 us 15 us30 us1 u s Vcc1 Wir eBusGND畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 15 點，但在實際應用中也應注意以下的問題： 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。 血壓檢測電路原理及設計 BP01 型壓力傳感器是為監(jiān)測血壓而專門設計的，主要用于便攜式電子血壓計。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝，具有高線性、低噪聲和外界應力小的特點；采用內部標定和溫度補償方式，從而提高了測量的精度、穩(wěn)定性以及可重復性，在全量程范圍內，精度為 177。1 ％，零點失調不大于 177。300μV 。 BP01 的主要性能參數(shù) 表 1 所列為 BP01 在電源電壓 Vs為 5． 0V、環(huán)境溫度 TA 為 25℃ 時的主要性能參數(shù) 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 16 BP01 的 極限參數(shù)如下 ： 最大工作電壓： 20VDC； 最大耐壓： 1500 mmHg； 工作溫度范圍： 0～ 70℃ ；引 腳焊接溫度（最大值）： 250℃ （ 2～ 4 秒） 用 BP01 構成的便攜式電子血壓計的原理電路 由偏置電源電路 、前置處理電路、顯示電路 和壓力傳感器（ BP01）組成，該血壓計的血壓測量范圍為 0～ 200mmHg，分辨率為 0． 1mmHg，工作電源為一節(jié) 9V迭層電池 。 a．偏置電源電路 電源電路由帶有內置參考電壓的雙運放 LM10 組成， A1 構成同相放大器，A2構成跟隨器，它們的作用是將內置的參考電壓放大后用作壓力傳感器 BP01 的偏置電 壓 Vs，其 Vs 的值由下式?jīng)Q定： Vs＝ Vref（ 1＋ R2／ R3） 式中： Vref 為 LM10 的內置參考電壓。其值為 200mV，將此值連同電路中的 R2和 R3 的值代入上式即可求得偏置電壓 Vs的值為 5V。 b．前置處理電路 前置處理電路由 A3～ A6 四個運算放大器組成，其中 A3構成失調偏置電路以對電路失調進行補償； A5 構成跟隨器，用于對壓力傳感器 BP01 的輸出信號進行隔離緩沖； A A6 構成放大電路，其增益 AV由下式?jīng)Q定： AV＝ 1＋（ R1／ RT） 若忽略失調，前置處理電 路的輸出電壓 Vout 為： Vout＝ 2（ 1＋ R1／ RT） VIN 式中： VIN 為壓力傳感器 BP01 的輸出電壓。 調試方法 畢業(yè) (論 文 ) 硬件設計 17 a．零壓輸出調整 在零壓輸出時，調整失調電位器 RP1，在血壓計的顯示值為 000． 0 時，即可認為完成了零壓輸出調整。 b．前置電路增益的調整 壓力傳感器 BP01 的滿量程輸出與偏置電壓有一定的關系，當 5V偏置時，在200mmHg 壓力下的輸出為 10mV，其對應的顯示驅動電路的輸入為 200mV，因此前置電路的增益 AV為 200mV／ 10mV，這樣，利用前面 Av的計算公式即可反推出增益電阻 RT 的值。 若選取電阻 R1 為 10kΩ ，則增益電阻 RT 應為 1． 1kΩ 。調試時可先用電位器調整輸出值，再用萬用表測出該電位器的阻值，最后再換成固定電阻。