【正文】 ，所輸入的頻率為 1Hz，理論上數(shù)碼管應(yīng)顯示 60，但數(shù)碼管上顯示的卻是 65，我以為是定時計數(shù)的時候把定時器 設(shè)定的時間算錯了，結(jié)果導(dǎo)致顯示的不是實際的脈搏數(shù)，但是經(jīng)過計算后發(fā)現(xiàn)所裝載的計數(shù)值并沒有出現(xiàn)錯誤，然后又想到軟件仿真時晶振的選擇是 不是與計算時所用晶振的頻率相一致，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，計算時用的晶振是 12MHz，實際的軟件仿真中晶振頻率所設(shè)定的是 ，修改后得到了正確的數(shù)據(jù)顯示。 我用的是 C 語言編程，于是選擇了用 keil 軟件和 proteus 聯(lián)合調(diào)試 。 仿真圖后，為了試驗一下仿真圖是否能夠成功運行，于是從網(wǎng)上下載了一個現(xiàn)實小 程序，但不知如何將程序加載到仿真軟件當中。 畢 業(yè) 設(shè) 計 24 5 軟硬件 調(diào)試 在將近半個 學期的畢業(yè)設(shè)計過程中，從一開始的軟件仿真設(shè)計到中期的硬件焊接再到最后的聯(lián)機調(diào)試，大大小小的遇到了不少問題，首先是軟件仿真設(shè)計的時候遇到的問題： Proteus 仿真軟件，而我對這 個軟件只在兩年前的校內(nèi)實習時接觸過一點，對這個軟件相當不熟悉，于是從圖書館借了一些相關(guān)的資料，花了兩三天對這個軟件進行熟悉與了解 ，并在網(wǎng)上搜索了一些相關(guān)的電路圖進行仿制，以便于更加熟悉操作，經(jīng)過幾天的努力，終于對這個仿真軟件有了更深的了解和更熟練的繪圖操作。動脈的收縮壓對應(yīng)于振幅包絡(luò)線的第一個拐點，舒張壓對應(yīng)于包絡(luò)線的第二個拐點。此時串口被打開，之后選擇顯示波形按鍵在黑色區(qū)域便會繪制實時的脈搏波形，右上角的文本框是查看串口所發(fā)送過來的數(shù)據(jù)是多少。 控件 MSComm的 OnComm事件 ： 當 CommEvent屬性值變化時將發(fā)生 OnComm 事件，指示發(fā)生一個通信事件或錯誤 。 InputMode：設(shè)置從輸入寄存器中讀取數(shù)據(jù)的形式，若值為 0 則表示以文本形式讀取，值為 1 則表示以二進制形式讀取。 Portopen：設(shè)置 串口狀態(tài)，值為 True 時打開串口，值為 False 時關(guān)閉串口。 Setting：對串口通信的相關(guān)參數(shù) 進行設(shè)置， 包括串口通信的比特率 、 奇偶校驗 、數(shù)據(jù)位長度 、 停止位等 進行設(shè)置， 其默認值是 9600,N,8,1， 表示串口比特率是9600bit/s， 不 作奇偶校驗， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 個停止位 。 由于 MSComm 控件屬性很多，在這里僅介紹與實現(xiàn)串口通信密切相關(guān)的重要屬性 。 上位機程序的設(shè)計 如果需要通過 VB 設(shè)計平臺與 RS232 相結(jié)合，則 必須會用到 MSComm 通信控件 。 上位機 程序及 界面設(shè)計 當信號從單片機通過串口經(jīng) MAX232 電平轉(zhuǎn)換后送入 PC 機進行信號處理時，這就需要上位機接 收 程序及界面的設(shè)計，考慮到 VB 語言可視化編程 、事件驅(qū)動的編程機制 的優(yōu)點，本設(shè)計采用 VB 語言進行上位機 程序及 界面的設(shè)計。 } //由軟件將 TI 置 0 上述串行口發(fā)送子程序中， TI 為發(fā)送中斷標志位， 在 TI=0 時，當 CPU 執(zhí)行一條向 SBUF 寫數(shù)據(jù)的指令時，就啟動發(fā)送過程。 //數(shù)據(jù)傳輸率 :9600 fosc= TR1 = 1 。 //定時器 1, 方式 2, 8 位自動重裝 SCON | = 0x40 。 首先通過定時 /計數(shù)器的方式控制寄存器 TMOD 選擇定時器 1，工作方式選擇方式 2， 8 位自動重裝 。 } 通過上述 AD 轉(zhuǎn)換子程序，輸入到單片機的模擬信號將會被轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的數(shù)字信號，讓后就可以通過串口發(fā)送程序?qū)?shù)字信號發(fā)送到上位機上進行實時顯示。 OE = 1 。 //啟動 AD 轉(zhuǎn)換，并使 EOC 信號為低電平 For ( i = 0 。 //使其逐次逼近寄存器復(fù)位 For ( i=0 。 程序代碼設(shè)計中首先令 START 為 1，延時一段時間后將主次逼近寄存器復(fù)位，然后再令 START 為 0，啟動 AD 轉(zhuǎn)換并延時，隨后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。代碼設(shè)計中采用定時傳送方式，把 ADDA、 ADDB、 ADDC 三個地址輸 入線都接地，即選用 IN0 通道輸入模擬信號，經(jīng) ADC0809 轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)字信號采用定時傳送方式傳入單片機進行數(shù)據(jù)處理。 k++ ) //通過 k控制哪個數(shù)碼管顯示 { Discan = scan_con [ k ]。 } LED 數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式顯示，相應(yīng)的就需要動態(tài)掃描函數(shù)來控制，首先定義一個局部變量，通過局部變量的變化來控制 LED 數(shù)碼管的位選控制端和段碼 顯示控制，當這些設(shè)定好后，要想使亮著的數(shù)碼管持續(xù)時間能夠滿足人的視覺暫留效果，便需要調(diào)用延時子函數(shù)使其延時時間滿足需求，本設(shè)計選用的延時時間為 。 下面是聲明的延時子函數(shù)，聲明了整型形參 t，當 t 大于 0 時每一個機器周期 t 的值都會依次減一，直到 t 小于等于 0 時程序繼續(xù)往下執(zhí)行，它的優(yōu)點在于延時時間可以根據(jù)實際的需要來調(diào)節(jié)，方便快捷易懂。 //LED 位選顯示控制，分別對應(yīng)三個 LED 數(shù)碼管，選通時相應(yīng)的 LED 數(shù)碼管點亮。 由以上分析可以看出掃面顯示函數(shù)和延時函數(shù)是 LED 數(shù)碼管驅(qū)動程序所必需的部分。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，雖然實際上各位數(shù)碼管并不是同時點亮的，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)，不會有閃爍感，動態(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。 數(shù)碼管動態(tài)顯示是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，就是將所畢 業(yè) 設(shè) 計 17 有的數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，用一個 I/O 接口控制，公共端不是直接接地或電源，而是通過相應(yīng)的 I/O 接口線控制。要顯示字符直接在I/O 線上發(fā)送相應(yīng)的字碼段。 要想讓數(shù)碼管能夠正常工作，數(shù)碼管的各段碼就需要用相應(yīng)的驅(qū)動電路來驅(qū)動，從而顯示出測量的脈搏數(shù)目，根據(jù)不同的數(shù)碼管驅(qū)動方式，可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩類 [13]。 優(yōu)點是 體積小、功耗低、壽命長、顯示穩(wěn)定 字跡清晰美觀 ，可以很清楚的直接觀察當前脈搏數(shù)目；缺點是價格相對較高，編程相對較為復(fù)雜。 // 啟動定時計數(shù) 器 T0 工作 EA = 1。 // 外部中斷 0 為高優(yōu)先級中斷 IT0 = 1。設(shè)置完成后即完成了對定時器 T0 和外部中斷 0 初始化，程序代碼如下所示： void ding shi () { TMOD | = 0x02。可以得到所輸入的脈搏信號周期為定時時間乘以信號連續(xù)跳變兩次之間的中斷次數(shù)， 然后通過程序設(shè)計取得每分鐘的脈搏數(shù) [13]。 0到 240次之間，可以利用 T0 工作在方式 2，精確定時 200 微秒。 由于脈搏信號屬于低頻信號，此次的設(shè)計思路是通過測量信號的周期來計算頻率。 中斷服務(wù)子程序的主要任務(wù)有兩個，第一個任務(wù)是重新給 TL0 和 TH0 賦初值，為下一次的定時中斷做準備，第二個任務(wù)是中斷次數(shù)加 1，中斷次數(shù)用 numone表示，由于程序設(shè)計的 1m定時需要記錄 20 次中斷數(shù)目所以其數(shù)據(jù)類型應(yīng)該設(shè)為無符號的字符型，同樣在初始化程序時置 numone 為 0。當中斷次數(shù)達到 20 次時即定時達到 1s。由于 ADC0809 芯片可處理電壓為 0到 +5V，所以在傳感器輸出電壓處采用分壓方法以便于達到芯片處理電壓要求，轉(zhuǎn)換后的信號送入單片機后同樣便于單片機的響應(yīng) 與處理。本傳感器殼體內(nèi)已配置放大器和輸出阻抗變換器，可以很方便地與其它電路相匹配。 綜合考慮，人 的 心跳 頻率范圍在 0～ 240 次每分鐘，而且 MB4 微型脈搏傳感器性價比高，所以本設(shè)計采用 MB4 型脈搏波傳感器作為采取脈搏信號的傳感器。 壓電薄膜傳感器與壓電陶瓷片傳感器價格低廉，但市面上很難找到賣家，從網(wǎng)上買又有最小訂貨量的限制， HK2020A 集成化脈搏傳感器 與 SC0073 微型動態(tài)脈搏微壓傳感器 功能相近，但價格比后者高出許多。 MB4 型脈搏波傳感器主要性能指標如下： 1． 頻率響應(yīng)： ～ 35Hz 2． 靈敏度： 2mv/Pa ( 對于正常脈搏波信號，輸出幅度可達 3～ 4Vp～ p) 3． 絕緣阻抗： 1000MΩ 4． 輸出阻抗： 1KΩ 5． 體積： Φ2215mm 6． 電源電壓： 5～ 9VDC MB4 型脈搏波傳感 器 靈敏度很高、抗過載能力強、抗干擾性能優(yōu)、 具有 操作簡便等特點。 價格在 240 元左右。價格在 100 元左右。 HK2020A 集成化脈搏傳感器 性能指標如下： 電源電壓： 3～ 12VDC 壓力量程： 50～ +300mmHg 過載： 100 倍 輸出高電平：大于 輸出低電平：小于 HK2020A 集成化脈搏傳感器 采用高度集成化工藝將力敏元件 PVDF 壓電膜、靈敏度溫度補償元件、感溫元件、信號調(diào)理電路集成在傳感器內(nèi)。 SC0073 微型動態(tài)脈搏微壓傳感器 的 主要性能指標 如下 ： 壓力范圍： ≤ 1Kpa 靈敏度： ≥ 非線性度： ≤ 1% 頻率響應(yīng)： 1~1000HZ 標準工作電壓： 3V (DC) 擴充工作 電壓： ~6V (DC) 標準負載電阻： 10K 擴充電阻： 5K~20K 外形尺寸： SC0073A X 由以上性能指標可以看出 SC0073 微型動態(tài)脈搏微壓傳感器 具有比較高的靈敏度，非線性比較好，頻率響應(yīng)范圍很廣，但 如果人體脈搏每分鐘心跳少于 60 下，則有可能檢測不到脈搏信號 ，擴充工作電壓可以與單片機的工作電壓相匹配，節(jié)省了另外獨立的工作電源。 畢 業(yè) 設(shè) 計 11 在調(diào)試硬件時串口老是接收不到數(shù)據(jù)，在經(jīng)過多次修改程序與硬件電路檢查后終于發(fā)現(xiàn)是 MAX232 與串口的引腳錯接到引腳 8 導(dǎo)致了以后許多不必要的工作量，既浪費時間又浪費精力，所以說認真細心的態(tài)度是工作中所必需的。 由于 PC 機的 RS232 邏輯電平與單片機的 TTL 電平不兼容，為了實現(xiàn)單片機與 PC 機的通信， 必須進行電平轉(zhuǎn)換，因此本設(shè)計采用由美國 MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX232 芯片，它是目前應(yīng)用較為普遍的串行口電平轉(zhuǎn)換器。 ADC0809 與單片機接口電路 由于 proteus 仿真軟件不支持 ADC0809 芯片 仿真， 所以 采用 ADC0808 芯片 代替 ADC0809，其功能特性與 ADC0809 芯片相同，軟件仿真時采用 ADC0808 芯片，實際硬件電路中采用 ADC0809 芯片，無論是仿真還是實際硬件其與單片機接口電路相同， ADC0808 與單片機接口電路如圖 34 所示： 圖 34 ADC0808 與單片機 接口電路 由 圖 接口電路可以看出： ADDA、 ADDB、 ADDC3 位地址輸入線接地，即選用 IN0 通道，模擬信號通過 IN0 通道輸入；時鐘控制信號通過 CLOCK 端口畢 業(yè) 設(shè) 計 10 輸入，時鐘頻率選擇為 500kHz； A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端 START 與單片機的 口相連；數(shù)據(jù)輸出允許信號輸入端 OE 與單片機的 口相連，通過單片機的 與 端口控制 ADC0809 芯片。 2． 查詢方式 畢 業(yè) 設(shè) 計 9 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 可以利用 表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如 ADC0809 的 EOC端。為此可采用下述三種方式 確認 AD 轉(zhuǎn)換是否完成 [12]。直到 A/D轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 ADC0809 工作過程 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 輸出 端 ，當 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平，轉(zhuǎn)換期間一直為低電平。 ADC0809 引腳功能 下面說明各引腳功能： IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 打算采用的具體芯片型號為逐次比較型 ADC080 AD574A 與雙積分型 AD轉(zhuǎn)換器 MC14433。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的，而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的， 按鍵電平復(fù)位電路如圖 33 所示 ： 圖 33 按鍵電平復(fù)位 電路 上述電路圖中的電容、電阻參數(shù)適用于 12MHz 晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。若使用頻率為 12MHz 的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過 2μs 才能完成復(fù)位操作 [1]。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 4． 電源引腳： VCC：電源輸入，接＋ 5V電源、 GND：接地線 [11]