【正文】 //設(shè)置 8 位，2 行，5X7 點陣 WriteCode(0x0C)。}}//液晶初始化函數(shù) void LCD_init(void){ delay(10)。}while(Num)。j++)LCD_Showchar(i++,str[j])。 i=line*0x10。elsep=position+0xB0。 delay(10)。 //選擇數(shù)據(jù)寄存器 LCD_RW=0。 delay(10)。//低電平有效時寫命令，選擇指令寄存器 LCD_RW=0。k255。it。//顯示字符函數(shù)，并指定相應(yīng)的位置 void LCD_Showstring(unsigned char line , unsigned char str[])。sbit LCD_RW = P2^6。LCD_Showstring(0 , string1)。g_Ftmp = g_Ftmp_All/TF_TIMES。LCD_Showchar(31, i+49)。for(i=0。 //標志位初始化EA = 1。//定時器溢出次數(shù)初始化g_Ftmp = 0。 //清零標志位,T0 溢出中斷請求IE0 = 0。 //使能 T0 溢出中斷PX0 = 1。g_T0count++。g_T0count = 0。g_flag = 2。void INT0ISR( void ) interrupt 0 // 外部中斷 0 中斷服務(wù)函數(shù){//IE0 = 0。//單周期信號結(jié)束標志 0 未測試完成 1 初始化 2 測試完成 unsigned int g_flag。他們一如既往的支持，是我前進的最大動力，是我成功的基石，感謝你們多年來為我的付出。你們的諄諄教誨使我有志于在本專業(yè)繼續(xù)深造。在這個大家庭里，我和其他的同學共同生活，共同學習。（4）通過次次的設(shè)計，使我體會到堅持不懈的毅力對完成一件事情起著巨大的作用。為了更好的進行基于單片機的人體脈搏檢測系統(tǒng)的設(shè)計，在近一個學期的時間里，認真收集有關(guān)資料，并做相關(guān)的整理和閱讀，為這次的設(shè)計做好充分的準備。利用單片機自身的定時中斷、外部中斷、計數(shù)等功能，不僅能顯示出此次脈搏測量的次數(shù)，還能自動儲存這個數(shù)據(jù)。 //片使能信號，控制其工作。其數(shù)據(jù)口為 P0 口。NYT0 中斷入口T1 代表的時間≥ 60S？關(guān) TT0 中斷設(shè)計數(shù)結(jié)束的標志為 1結(jié)束圖 T0 中斷程序流程圖 LCD 顯示 T1 的值結(jié)束T1 中斷入口圖 T1 中斷程序流程圖第 27 頁 共 47 頁 顯示程序流程的設(shè)計本次設(shè)計 LCD1602 顯示的內(nèi)容是被測量者一分鐘的脈搏次數(shù)。T0,T1 中斷請求來自于輸入單片機中頻率為 1Hz 的脈沖信號。表 33 液晶驅(qū)動程序硬件端口資源分配表硬件端口 分配資源 說 明RS 寄存器選擇控制線RW LCD 讀寫控制線E 啟用控制線，高電平動作LCD P2 雙向數(shù)據(jù)總線POS_FLAG 20H 字符串顯示位置標志，為 0 時顯示在第一行，為 1 時顯示在第二行BLANK 30H 清行時填入的空格個數(shù)控制變量第 23 頁 共 47 頁LCD 初始化液晶顯示模塊 1602 的控制指令：1602 的控制指令共 11 條,其中 9 條針對命令寄存器 IR 的， [30] [31]另外 2 條是針對數(shù)據(jù)寄存器 DR 的，具體指令如表 所示。第 22 頁 共 47 頁圖 定時計數(shù)電路 顯示電路的設(shè)計脈搏信號經(jīng)過單片機處理，得到脈搏波動頻率之后，需要在顯示電路中直觀地顯示出來。單片機的 P0口作為數(shù)據(jù)口，與顯示屏相接，來輸出單片機所計算的脈搏值。 此外，AT89S51 設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。在檢測到第一個脈沖到達時，開啟定時器，然后在下一個脈沖到達時，關(guān)閉計時器，如此就可以求得一次心跳所需要的時間，然后由該周期就可以得到一分鐘的脈搏數(shù)。 圖 555 施密特觸發(fā)器電路圖第 20 頁 共 47 頁使用施密特觸發(fā)器后，其輸入輸出波形的變化如圖 所示。由于三極管的調(diào)試較為復雜，且工作性能不如施密特觸發(fā)器穩(wěn)定，所以我們選用施密特觸發(fā)器。圖 第二級放大器電路 整形電路由于單片機只能檢測到數(shù)字信號，因此，經(jīng)過信號調(diào)理電路后得到的模擬信號必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。若RF≈0，R1=∞ （開路） ，則為電壓跟隨器，與晶體管電壓跟隨器（射極輸出器）相比，集成運放的電壓跟隨器的輸入阻抗更高，幾乎不從信號源吸取電流；輸出阻抗更小，可視作電壓源，是較理想的阻抗變換器。（3）方案確定由于使用二階有源濾波器能夠很好的實現(xiàn)系統(tǒng)的濾波目的，所以選擇使用方案二，即二階有源濾波器。我們現(xiàn)在設(shè)定 C1=C2=，R1=R2=100K。由于主要的干擾出現(xiàn)在 50HZ 左右，所以在截止頻率較低時，采用二階濾波器即可達到很好的濾波效果。（1）方案選擇：方案一：無源濾波器采用 RC 低通濾波器。所以設(shè)計時考慮兩級放大,第一級采用 AD620,外接一個 的電阻,放大倍數(shù)由公式大約放大十倍左右。以下是幾種常用的集成儀表放大器 [22][23],其主要參數(shù)如表 31表 31 三種集成醫(yī)用放大器參數(shù)器件 輸入失調(diào)電壓 輸入偏置電流 輸入失調(diào)電流 輸入噪聲AD620 50uV 13INA128 125nV 10OPA131 1mV 50pA 50pA 21脈搏信號是在強噪聲下的微弱信號，它對前置放大器的共模抑制比，輸入阻抗，輸入噪聲，輸入失調(diào)電壓有較嚴格的要求，由表 31 知 AD620 是最為理想的。由于 Rx 兩端的電壓等于 V2V1,所以流過 Rx 的電流等于(V2V1)/Rx, 因此輸入信號將通過放大器獲得增益并且得到放大。本章對各部分電路的設(shè)計進行詳細論述與分析。本設(shè)計中，顯示的脈搏波動頻率，同時顯示脈搏次數(shù)和測試時間，選用動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示適用于顯示器位數(shù)較少時。可以選擇 LCD 字符液晶屏來對脈搏波動頻率信息進行顯示。所以，需要選用合適的顯示設(shè)備及顯示電路，來實現(xiàn)對脈搏波動頻率信息的顯示。查詢方式優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，硬件開銷小；缺點是 CPU 在整個傳送過程中需要不斷檢測外設(shè)狀態(tài)，由于 CPU 的速度遠遠高第 11 頁 共 47 頁于外設(shè)，因此通常處于等待狀態(tài)，工作效率很低。充分利用單片機內(nèi)的兩個定時/計數(shù)器，一個作為定時器，給出標準閘門信號，另一個作為計數(shù)器。被測信號的周期作為信號閘門，由程序控制開關(guān)對時基進行計數(shù)得 nx，因此被測信號周期為 ，每分鐘脈搏跳動次數(shù)為Txns???？梢钥闯鰷y量 fx 必須將 N 或 t 兩個量之一作為閘門或基準，對另一個量進/fxNt?行測量。因此還需要另一個放大器。AT89S51 就是其中一款，它可以完全滿足本設(shè)計的設(shè)計要求，而且，AT89S51 的價格較低。但是其功能相對較少，訪問外部數(shù)據(jù)有瓶頸，作電壓范圍窄。51 單片機是基礎(chǔ)入門的一個單片機，還是應(yīng)用最廣泛的一種。如 SPCE061 等。內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因為減少了各功能部件之間的連接，提高了其可靠性和抗干擾能力，另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系列的擴展，以適應(yīng)不同用戶的需求?！痭SP 家族有有以下特點：體積小 ，集成度高，可靠性好易于擴展。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)。’nSP 內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM PAM 和功能豐富的各種外設(shè)部件。micro。micro。相對于出現(xiàn)較早也較為成熟的 51 系列單片機，AVR 系列單片機片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為強大，同時由于其價格低等優(yōu)勢，在很多場合可以替代 51 系列單片機。 單片機的選擇本設(shè)計作為一個簡單脈搏測量儀，最后需給出脈搏波動頻率。圖 壓電陶瓷片的符號及外觀第 8 頁 共 47 頁由于壓電陶瓷片的資料比較少，為了確定使用該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)本次設(shè)計的目的，先要對其進行實驗，來確定它的輸出電壓是否符合要求。壓電陶瓷片 [12][13]的外觀和電路符號如下圖 所示。（3）集成式:優(yōu)點:集成度高,包含了濾波,放大電路,可以直接輸出信號 ,便于操作,有效的減少了各種干擾。缺點：外部光源的變化對測量結(jié)果的影響較大； 需要購買專門的醫(yī)用光電傳感器，價格較貴且不易購買； 對這樣的器件接觸很少，對其進行調(diào)試時可能會出現(xiàn)較大困難。接收的是血液漫反射回來的光，此信號可以精確地測得血管內(nèi)容積變化。采用紅外對管。（2）光電式傳感器血液是高度不透明的液體，光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍，據(jù)此特點，采用光電效應(yīng)手指脈搏傳感器 [8][9]來拾取脈搏信號。當選用電極傳感器時,需要 3 個電極分別置于左右手和左腿,構(gòu)成標準導聯(lián)。而單片機方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行升級，所以我們采用后一種方案。使用該方案其框圖如下圖圖 所示。考慮到系統(tǒng)的實現(xiàn)，有兩種方案可以實現(xiàn)。（2）測量脈搏跳動固定次數(shù)（比如 5 次，10 次）所需的時間，然后轉(zhuǎn)換為每分鐘的脈搏數(shù) [7]。（3）在很短的時間（若干秒）內(nèi)，測出經(jīng)放大后的電信號頻率值。而脈搏信號具有很低的頻率成分，為了能正常測量，必須采取措施來限制放大器的漂移。 低噪聲、低漂移在脈搏信號放大器中，由于增益較高，噪聲和漂移是兩個較重要的參數(shù)。 抗干擾（1） 工頻 50HZ 干擾及其各次諧波使用頻率為 50HZ 的市電的電子儀器設(shè)備會對檢測系統(tǒng)會產(chǎn)生較大的干擾，其幅值大約是脈搏信號峰峰值的 50%,是主要的干擾源（2） 肌電干擾肌肉的收縮會產(chǎn)生微伏級的電勢，其幅值大約是脈搏信號峰峰值的 10％，維持時間大約是 50ms，頻帶范圍可以在 0HZ~10000HZ。（3）多功能化越來越明顯目前的脈搏測量儀，一般都具有測試血氧，心電圖等等功能，單純的脈搏測量儀已經(jīng)很少見。因此，未來脈搏自動檢測的內(nèi)容將更加詳細，自動分析診斷功能也更強大。以下按脈象儀探頭的形式，傳感器的特點及研制者作一簡單的歸納 [4]，詳見表 11。達到了方便、快速、準確地測量心率的目的。但是這種便攜式電子血壓計利用微型氣泵加壓橡膠氣囊，每次測量都需要一個加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會有不適、脈搏檢測的精確度低等缺點。人體脈象中富含有關(guān)心臟、內(nèi)外循環(huán)和神經(jīng)等系統(tǒng)的動態(tài)信息，我們可以通過對脈搏波檢測得到的脈波圖含有出許多有診斷價值的信息，可以用來預測人體某些器臟結(jié)構(gòu)和功能的變換趨勢，如:血管幾何形態(tài)和力學性質(zhì)的變異會引起脈搏波波形和波速等性質(zhì)的改變，而脈搏的病理生理性改變常引發(fā)各種心血管事件，脈搏生理性能的改變可以先于疾病臨床癥狀出現(xiàn)，通過對脈搏的檢測可以對如高血壓和糖尿病等引起的血管病變進行評估。 piezoelectric ceramics。雖然壓電陶瓷片的性能并非很好，在信號的采集上不能實現(xiàn)非常精確的采集，但是它的價格低廉，并且在經(jīng)過系統(tǒng)的信號調(diào)理電路后，也能比較滿意的實現(xiàn)我們所要實現(xiàn)的目標。本系統(tǒng)以 89S51 單片機作為中心，通過使用單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)最核心的計算脈搏功能。本課題是人體脈搏測量儀的設(shè)計。由于脈搏信號的特殊性，在設(shè)計時必須要注意實現(xiàn)測量的準確。在信號的前端處理上，使用壓電陶瓷片采集人體脈搏信號，然后經(jīng)過 AD620 放大，施密特觸發(fā)器整形，低通濾波器濾波等一系列操作，將脈搏信號轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖信號輸入到單片機內(nèi)，并利用單片機對其進行計數(shù)。系統(tǒng)運行中能顯示脈搏次數(shù)和時間，系統(tǒng)停止運行時，能夠顯示總的脈搏次數(shù)和時間。 LCD。同時脈搏測量還為血壓測量，血流測量及其他某些生理檢測技術(shù)提供了一種生理參考信號。人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張，使血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為脈搏波。這樣的脈搏測量系統(tǒng)性能良好，結(jié)構(gòu)簡單，性價比高，輸出顯示穩(wěn)定，比較適應(yīng)大眾化，適合家庭進行自我檢查以及醫(yī)院護士進行每日的臨床記錄。表 11 脈象儀的研制情況研制者 探頭形式（單部） 探頭形勢（三部）北京醫(yī)療器械廠 MX1 型（應(yīng)變片） BYS14 型（應(yīng)變片） 上海醫(yī)療儀器研究所 MX3 型，MX 型（7 點式） 3MX1 型（應(yīng)變片）天津醫(yī)療儀器研究所 MTYA（寸部 7 點，應(yīng)變片）上海中醫(yī)學院 ZM1 型（子母式，應(yīng)變片） 九路型（徑向 7 點，軸向 3 組）貴州省脈象協(xié)作組 ZHI 型（應(yīng)變片） ZHII 型，軸向徑向均可調(diào)節(jié) 西安交通大學 圓形氣囊加壓式（7 點） 上海中醫(yī)研究院 橫向線列式九道（應(yīng)變片） 浙江大學 63 點（PVDF 壓電薄膜） 西苑醫(yī)院 壓電晶體 江西脈圖協(xié)作組 MX811 型（液態(tài)泵） 中科院基礎(chǔ)所 硅杯式（單晶硅） 中科院智能機械所 軟接觸式（應(yīng)變片，液態(tài)） 湖南省中醫(yī)學院 血管容積式（光敏元件） 湖南省中醫(yī)研究院 阻抗儀 中國臺灣 汪叔游 三部壓力換能器 美國 Dr. Laub （壓電晶體） 三部手套力與壓力復合式 德國 Park. 三部綁帶充氣加壓脈象探頭式樣 [5]很多，有單部、三部、單點、多點、剛性接觸式、軟性接觸式、氣壓式、硅杯式、液態(tài)汞、液態(tài)水、子母式等組成脈象探頭的主要原件有應(yīng)變片，壓電晶體、單晶硅、光敏元件、PVDF 壓電薄膜等