【導讀】生活中的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛了。本課題設(shè)計是基于51單片機的脈搏測量儀，以。累加得到脈搏跳動次數(shù)，停止運行時，液晶能夠顯示總的脈搏次數(shù)和時間。

　　

【正文】 美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 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、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。掌握這一軟件的使用對于使用 51系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），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、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil 的基本使用流程圖 Keil 基本使用流程圖如圖 51所示 ： 圖 51 Keil 基本使用流程圖 打開 KEIL 軟件 新建工程 新建源代碼文件類型 調(diào)試、編譯生成 hex 文件 程序流程圖 系統(tǒng)主程序控制單片機系統(tǒng)按預定的操作方式運行 , 它是單片機系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后 ,對系統(tǒng)進行初始化。初始化程序主要完成對單片機內(nèi)專用寄存器、定時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 , 進行定時器中斷、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 52所示。 開始初始化開中斷顯示程序 圖 52 主程序流程圖 定時器中斷程序 定時器中斷服務(wù)程序由一分鐘計時、按鍵檢測、有無測試信號判斷等部分組成。當定時器中斷開始執(zhí)行后，對一分鐘開始計時， 1s 計時到之后繼續(xù)檢測下1s，直到 60s 到了再停止并保存測得的脈搏次數(shù)。同時可以對按鍵進行檢測，只要復位測試值就可以重新開始測試。主要完成一分鐘的定時功能和保存測得的脈搏次數(shù)。流程如圖 53 所示。 圖 53 定時器中斷程序流程圖 INT 中斷程序 外部中斷服務(wù)程序完成對外部信號的測量和計算。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當處于測量狀態(tài)的時候，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一，由單片機內(nèi)部定時器控制一分鐘，累加得出一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。流程如圖 54所示。 圖 54 INT中斷程序流程圖 顯示程序 顯示程序包括顯示 上次脈搏次數(shù)， 本次測量中的時間和脈搏的次數(shù)。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的脈搏次數(shù)，經(jīng)過 10ms 的延時后再顯示測試中的脈搏次數(shù)，再經(jīng)過 10ms 的延時顯示測試中的時間。流程如圖 55 所示。 圖 55 顯示程序流程圖 第 6 章 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試可分為兩大部分：模擬部分和純 MCU部分 。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊化設(shè)計，所以方便了對各電路功能模塊的逐級測試。斷開兩部分的連接點，先調(diào)試 MCU部分。試著輸入一系列脈沖（用適當?shù)碾娮杞诱龢O，間斷性地輸入），觀察 MCU部分能是否能顯示；模擬部分用不透明的筆在紅外發(fā)射二極管和接收三級管之間搖擺，借助示波器觀察波形效果如何。 單片機軟件先在最小系統(tǒng)板上調(diào)試，確保工作正常之后，再與硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。 最后將各模塊組合后進行整體測試，使系統(tǒng)的功能得以實現(xiàn)。 傳感器的輸出端經(jīng)示波器觀察有幅度很小的正弦波，但經(jīng)整形輸出后檢測到的脈沖還是很弱，在確定電路沒有問題的情況下，加強信號的放大倍數(shù)，調(diào)整電阻 R23和 R27的阻值。 根據(jù)晶體振蕩頻率計算出內(nèi)部定時器的基本參數(shù)，通過運行一段時間可通過秒表來校正后 ,看時間誤差的量 ,以這個量為依據(jù)改變程序中的內(nèi)部定時器基本參數(shù) ,就可使時鐘調(diào)準確。 首先檢查交流電源部分，有無交流，若無則可能保險管或變壓器燒壞，如有繼續(xù)查直流有無，如無則電源已燒壞，可更換解決。 ，脈搏次數(shù)沒有增加 可能是前置放大級有問題，可采用更換的辦法判斷并排除。 , 但測量值不穩(wěn)定 主要是光電傳感器受到電磁波等干擾，其次是損壞或有虛焊。 可查手指擺放的位置或按鍵電路，若無故障則是硬件損壞。 理論上模擬部分有三處電壓應(yīng)為 9V，但經(jīng)過測試，全部使用 5V電壓也是可 行的。 系統(tǒng)檢驗 作品完成的實物圖，如圖 61所示 圖 61 實物圖 系統(tǒng)上電后等待測試狀態(tài)，如圖 62所示： 圖 62 測量中顯示的數(shù)據(jù)，如圖 63 示： 圖 63 測量結(jié)束后顯示的脈搏次數(shù)，如圖 64所示： 圖 64 誤差分析 實驗人 實際脈搏次數(shù) 測量得出脈搏次數(shù) 1 測量得出脈搏次數(shù) 2 測量得出脈搏次數(shù) 3 測量得出脈搏次數(shù) 4 A 64 64 63 65 63 B 70 71 69 69 70 C 76 75 75 74 73 D 80 80 79 81 80 E 83 83 85 82 84 圖 65 實驗數(shù)據(jù) 實際的脈搏次數(shù)以聽診器測出的脈搏次數(shù)為參考值。 由于傳感器和其他器件本身并非理想線性，實測數(shù)據(jù)進行了線性補償。 由均方差公式得： 2( 1)()nS sqrnnXX?????????= 誤差分析： 經(jīng)調(diào)試和分析以后 ，誤差已基本達到要求。 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計， 四年的學習的知識融會，理論聯(lián)系實際， 加強了我動手、思考和解決問題的能力。我覺得做畢業(yè)設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如 1602 的引腳，平時看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因為沒有動手實踐過吧！認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。作為畢業(yè)的學生，做這么一個畢業(yè)設(shè)計，確實從中學到了很多的知識。 在這個過程中，受到了我們老師和同學的熱切關(guān)注和耐心輔導，特別 李雪梅老師對我 進行了系統(tǒng)的講解和指導，對設(shè)計提出了很多建設(shè)性的 意見及建議，對我的設(shè)計起到了指導性和決定性的作用，使我深刻的體會到了良師益友給我?guī)淼膸椭?，在此表示深深的感謝！感謝這次畢業(yè)設(shè)計帶給我的豐收的碩果，感覺系統(tǒng)的總結(jié)了 3年來所學的專業(yè)知識很有用途，我將以此為起點，去更加努力的學習深造爭做專業(yè)人才，為自己爭光，為母校添彩。 致謝 在本課題的順利完成之際 ,我是感到很不容易，這個經(jīng)歷長時間的設(shè)計花費了太多人的心血。 首先，感謝指導老師李雪梅老師耐心的指導和督促， 老師 廣博的學識，嚴謹?shù)闹螌W精神，嚴肅的科學態(tài)度，靈活的思維方式以及耐心細致的言傳身教深深感染激勵著我，使我終身受益。 感謝一直培育我們的老師們和母校成都理工大學。今天的收獲 ,是各位老師辛勤付出的結(jié)果以及學校提供的實踐的平臺，每每回憶起老師們講課講得衣衫濕透、聲音沙啞 ,就倍感知識繼承的沉重和欣慰。每每想到學校提供的實踐機會，都會感恩不已。 自己從一竅不通到入門，從入門到現(xiàn)在的能夠獨立思考 ,都是老師和一起學習探討過的同伴戰(zhàn)友的支持與幫助，在論文完成之際，再次向幫助過我的同學以及一直支持培育支持我的老師們致以真誠的謝意 ! 參考文獻 [1]、張毅剛主編 .單片機原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .2020： 57125 [2]、譚浩強著 .C程序設(shè)計 [M]第二版 .清華大學出版社 .1999: 1388 [3]、康華光主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 [M]第四版 .高等教育出版社 . 1999: 411414 [4]、康華光主編。電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分 [M]第四版 .高等教育出版社 . 1998：44125 [5]、燕慶明主編 .電路分析教程 [M]第二版 .高等教育出版社 .2020:1567 [6]、謝自美主編 .電子線路設(shè)計 [M]第三版 .華中科技大學出版社 .2020: 2380 [7]、李平 , 杜濤 , 王靖編 .單片機入門與開發(fā) [M].機械工業(yè)出版社 .2020： 3556 [8]、北京航空航天大學 .單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 [J].《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社 .2020 [9]劉篤仁 . 《傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)》 . 西安電子科技大學出版社 [10] 郭天祥 .《新 51單片機單片機 C 語言教程》 .電子工業(yè)出版社 [11] 郝文化 .《 Protel DXP 電路原理圖與 PCB 設(shè)計》 .機械工業(yè)出版社 [12] 孫俊喜 .《 LCD 驅(qū)動電路、驅(qū)動程序設(shè)計及典型應(yīng)用》 .人民郵電出版社 [13] 王增福 .《新編常用穩(wěn)壓電源電路》 .電子工業(yè)出版社 [14]、劉丕順主編 .C語言寶典 [M].電子工業(yè)出版社 .2020:3350 [15]、黃劼 , 徐曉秋編 .單片機原理及接口技術(shù) [M].國防工業(yè)出版社 .2020：150213 [16]、 Yang. Y., Yi. J., Woo, ., and Kim. B.: ‘ Optimum design for linearity and efficiency of microwave Doherty amplifier using a new load matching technique’ ,.,2020： 2036. [17]、沈德金，陳粵初編 .單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?[M].北京航天航空大學出版社 .1990： 150 [18]、周立功編 .單片機實驗與實踐教程 [M].北京航空航天大學出版社 . 2020：538 [19]、李光飛，胡佳文編 .單片機課程設(shè)計實驗指導 [M].北京航空航天大學出版社 .2020： 105125 [20]、胡偉，季曉衡編 .單片機 C 程序設(shè)計及應(yīng)用 [M].人民郵電出版社 .2020：2075. [21]、 YUCHENG LIU AND GLENN A. GIBSON. MICROCOMPUTER SYSTEMS .PRENTICEHALL. c1984.： 1530 [22]、 JOHN UFFENBECK. MICROCOMPUTERSAND MICROPROCESSORS. PRENTICEHALL, c1985:2343