【正文】 由于個人知識水平及時間限制，還有很多工作尚未完善，設(shè)計也有待進一步提高、完善。，設(shè)計了下位機的電池充電電路和PCB，研究了采集板的電路原理圖，并最終焊接調(diào)試原型機。經(jīng)過測試，整體系統(tǒng)的平均電流消耗為16mA左右，使用一個容量為1800mah的鋰電池供電，可以穩(wěn)定工作一天以上。綜上所述，F(xiàn)atFs Module 具有容易移植、功能強大和易于使用的優(yōu)點，適用于小型嵌入式系統(tǒng)；又是完全的免費和開源，也可以用于教育科研及其商業(yè)用途。設(shè)1時將對文件名大小寫敏感。設(shè)1時提供FAT32的磁盤信息支持。使用者可以根據(jù)需要進行裁減，以節(jié)省空間。設(shè)為1 時將使能只讀操作，程序編譯時將文件系統(tǒng)中涉及寫的操作全部去掉，以節(jié)省空間。EADONLY 0 define—USE_IOCTL 1在tff．h 中，使用者可以根據(jù)需要對整個文件系統(tǒng)進行全面的配① define_MCU_ENDIAN。Tiny—FatFs 總共有5 個文件，分別是tff．c、tff．h、diskio．c、diskio．h 和integer．h。⑥ DWORD get_fattime(Void)； 實時時鐘函數(shù)。⑤ DRESULT disk_ioctl(BYTE drv，BYTE ctrl，VoiI*buff)； 存儲媒介控制函數(shù)。④ DRESULT disk_read(BYTE drv，BYTE*buff，DWORD sector，BYTE．count)； 讀扇區(qū)函數(shù)。drv是存儲媒介號碼，由于Tinv—FatFs 只支持一個存儲媒介，所以drv 應(yīng)恒為O。然后，就可以進行讀／寫了。SPI 初始化包括SPI 相關(guān)寄存器的初始化和相關(guān)I／O口的初始化。 需要使用者編寫移植代碼的是FatFs Module 提供的底層接口，它包括存儲媒介讀／寫接口DiskIO 和供給文件創(chuàng)建修改時間的實時時鐘。最頂層是應(yīng)用層,使用者無需理會FatFs Module 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的FAT 協(xié)議,只需要調(diào)用FatFs Module 提供給用戶的一系列應(yīng)用接口函數(shù),如f_open,f_read,f_write、f_close 等，就可以像在PC 上讀／寫文件那樣簡單。它完全用標準C 語言編寫，所以具有良好的硬件平臺獨立性，可以移植到805PIC、AVR、SH、Z80、HARM 等系列單片機上而只需做簡單的修改。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，當今社會的信息量越來越大，以往由單片機構(gòu)成的系統(tǒng)簡單地對存儲媒介按地址、按字節(jié)的讀／寫已經(jīng)不滿足人們實際應(yīng)用的需要，于是利用文件系統(tǒng)對存儲媒介進行管理成了今后單片機系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。：_FS_TINY：文件系統(tǒng)為標準的還是微型的，默認為標準的(0)；_FS_READONLY：文件系統(tǒng)是否為只讀，默認為可讀寫(0)，若只讀則f_write、f_sync、 f_unlink、f_mkdir、f_chmod、f_rename、f_truncate和f_getfree不可用；_FS_MINIMIZE：裁剪文件系統(tǒng)的功能，默認為全部功能(0)，若為2則會移除大部分鏈接、目錄等功能；_USE_STRFUNC：是否允許字符串操作，默認為不允許(0)，這個看個人需求，一般情況下設(shè)置為1即可，如果工作在windows下，為保證文件兼容性(如換行符’\n’和回車符’\r’)建議將此項設(shè)置為2；_USE_MKFS：是否允許使用f_mkfs函數(shù)，默認為0，用于創(chuàng)建文件夾，建議開啟；_USE_FORWARD：用于允許f_forward函數(shù)，只有開啟tiny文件系統(tǒng)時才用到，該函數(shù)用于將讀寫的數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)流中，以節(jié)省RAM空間；_USE_FASTSEEK：是否開啟快速索引，默認為0，開啟后，會使用FIL結(jié)構(gòu)體中的cltbl元素來加快搜索；_CODE_PAGE：指定目標系統(tǒng)使用的OEM代碼頁，默認為日語(932)，改為936簡體中文；OEM是什么意思呢？在OS編碼中，unicode是一種雙字節(jié)字符編碼，無論中文還是英文，或者其他語言統(tǒng)一到2個字節(jié)，它與現(xiàn)有的任何編碼（ASCII，GB等）都不兼容。它可以被嵌入到低成本的微控制器中，如AVR, 8051, PIC, ARM, Z80, 68K 等等，而不需要做任何修改。由于波形文件要由上位機或其他軟件讀取，為了增強兼容性和穩(wěn)定性，采用了適用于嵌入式系統(tǒng)的文件系統(tǒng)FATFS。下位機顯示界面如下圖所示，其具有局部放大和縮小的功能。此外，在接口的輸出端加入了一階低通濾波器來去除混入的高頻噪聲。因為在USB接口上加入了USBLC6芯片可以有效保護USB接口電路的安全性。而且，通常旁路電容或其它元件的泄漏會造成高阻抗帶隙節(jié)電出錯。這就增強了低頻和高頻PSRR。LDO放大器的增益恰到好處，具有其它CMOS LDO器件不具備的良好PSRR性能。結(jié)構(gòu) SP6200和SP6201的唯一區(qū)別是兩者的限流閾值不同。因此，在所有DC和AC條件下整個系統(tǒng)的精度都可保持。SP6200和SP6201 LDO器件可處理極寬的負載范圍，在1uF的輸出陶瓷電容下仍可穩(wěn)定工作。絕對最大額定值 下面列出的是器件正常工作的額定值，并未涉及器件在這些條件或超出這些條件下的功能操作。SP6200和SP6201良好的負載調(diào)節(jié)特性和溫度的穩(wěn)定性可與雙極性LDO相媲美。它們提供極低的靜態(tài)電流，靜態(tài)電流只有在帶負載的情況下才會稍微有所上升，這為雙極型LDO的地電流操作提供了便利。為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流與放電電流時有效應(yīng)用，需使該阻抗值盡量低，目前該阻抗約為20mΩ～30mΩ， 這樣過電流檢測電壓就可較低。但此時 電池本身仍有自然放電及保護IC的消耗電流存在，因此需要使保護IC消耗的電流降到最低程度。要同時符合這兩個條件，必須有高精密度的檢測器，目前檢測器的精密度為25mV，該精密度將有待于 進一步提高。五、對保護IC性能的要求。假如鋰電保護電路在檢測到過度 充電保護時有鎖定模式，MOSFET將不會變熱，且安全性相對提高很多。過電流保護IC原理為，當放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時，保護IC將激活過（短路）電流保護，此時過電流的檢測是將功率MOSFET的Rds(on) 當成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情形，如果比所定的過電流檢測電壓還高則停止放電，運算公式為: V = I Rds(on) 2（V 為過電流檢測電壓，I 為放電電流）四、鋰電池保護IC的新功能除了上述的鋰電池保護IC功能之外，下面這些新的功能同樣值得關(guān)注：。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設(shè)有延遲時間以避免產(chǎn) 生誤動作。一、過度放電保護在過度放電的情況下，電解液因分解而導(dǎo)致電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低。由于鋰離子電池能量密度高，因此難以確保電池的安全性。 主控單元示意圖 電源單元主要完成兩個功能：第一，使用TP4057實現(xiàn)外部5v電壓對鋰電池的充電保護電路；第二，使用低壓差LDO芯片SP6201實現(xiàn)對整個系統(tǒng)穩(wěn)壓供電。只維持備份寄存器的內(nèi)容。可以通過外設(shè)的中斷來喚醒。2．低耗睡眠模式：允許RTC和其他的一些外設(shè)(例如定時器)保持運行狀態(tài)，CPU停止運行。STM32L還提供動態(tài)電壓升降功能，這是一項成功應(yīng)用多年的節(jié)能技術(shù)，可進一步降低芯片在中低頻下運行時的內(nèi)部工作電壓 STM32L性能 CortexM3 32MHz處理器~128K字節(jié)閃存，16K字節(jié)RAM和最多4K字節(jié)EEPROM：子系列間管腳、軟件和外設(shè)兼容：~，~：低至185 μA/DMIPS：功耗最低可達270 nA： μA， μA，代碼從FLASH執(zhí)行加動態(tài)電壓調(diào)節(jié)，經(jīng)濟功耗低達230 μA/MHz176。意法半導(dǎo)體單片機部市場經(jīng)理張軍輝說，STM32L為客戶提供6種模式：、 μA低功耗睡眠模式（一個計時器工作）、 μA 停機模式（RTC運行，保留RAM內(nèi)容、 μA 停機模式（無RTC運行，保留RAM內(nèi)容）、（RTC運行，保存后備寄存器）。超低功耗微控制器能夠適用當前飛速提高的功能消耗需要，滿足設(shè)計人員對更長時間的電池功能產(chǎn)品的使用壽命，以及放低家用電器和智能電表等功能的消耗。不管哪種應(yīng)用，通過不一工作模式，微處理器都可以在超低功耗與高性能之間取得平衡，以此保證產(chǎn)品使用周期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)一直保證優(yōu)化的功耗水平。等眾多原因眾多的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω凸牡男枨笈c日增長。該光電脈搏傳感器須能工作在0℃以上，能在10s內(nèi)測量出一般成人的心率，測量顯示范圍為30200次/分，并能持續(xù)測量，每10秒更新一次心率顯示，能夠通過電路進行高頻濾波，消除高頻噪聲干擾；測量腔內(nèi)部其他部分涂有吸光物質(zhì)，消除反射光的干擾；單片機能通過算法對結(jié)果進行檢驗和校正。該傳感器是可以配套Arduino使用的一個心率傳感器，本質(zhì)是一個帶有放大和消噪功能的光學(xué)放大器，通過佩戴在手指末端或者耳垂等毛細血管末端來檢測血液量的變化從而得到人體的實時心率。光源一般采用對動脈血中氧和血紅蛋白有選擇性的一定波長（ 500nm~700nm）的發(fā)光二極管。脈搏主要由人體動脈舒張和收縮產(chǎn)生的,在人體指尖,組織中的動脈成分含量高,而且指尖厚度相對其他人體組織而言比較薄,透過手指后檢測到的光強相對較大,因此光電式脈搏傳感器的測量部位通常在人體指尖。手指各種組織可以分為皮膚組織、肌肉組織、骨骼組織，纖維組織等其中除去血液組織其他各個組織的吸光度都是定值，而在血液組織中靜脈血的變化相對于動脈血來說可以忽略不計，所以我完全可以任務(wù)手指或者說指尖的吸光度的變換完全是有動脈搏動引起的，通過檢測指尖的吸光度來間接檢測人體脈搏信號是可行的。為光電式脈搏傳感器的原理是由于人體心臟的周期性跳動會導(dǎo)致人體各個組織中的動脈中血液等成分的周期性變化，所以根據(jù)LambertBeer定律，當物質(zhì)被特定波長的光或者說單一顏色的光照射時，他的吸光度與該物質(zhì)的濃度、厚度之間是存在著特定的關(guān)系。，血液流動所引起的超聲多普勒頻移偏變化來推算出心率。，由于血液裝機心室壁、大動脈，或者心肌收縮等機械振動被記錄信號中測出脈搏。該模塊是采用計算機軟件編程的方式對TF卡中儲存的脈搏信號進行讀取作圖顯示同時可以完成對脈搏信號的RR間期測量計算并將該測量值保存在硬盤上。本系統(tǒng)擬采用微控制器來完成對模擬信號的采樣量化，并將采樣后的數(shù)據(jù)儲存在可插拔的大容量TF卡中，保證了數(shù)據(jù)的可靠記錄和長時間儲存。，檢驗系統(tǒng)功能 35 2 整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2 整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脈搏測量分析儀由三部分組成：脈搏測量模塊、采集傳輸模塊和上位機處理顯示模塊。由于脈搏是隨心臟的搏動而周期性變化的信號，動脈血管容積也周期性變化，因此光電變換器的電信號變化周期就是脈搏率。光電容積法的基本原理是利用人體組織在血管搏動時造成透光率不同來進行脈搏測量的。本項目擬研制一套脈搏采集分析設(shè)備，該設(shè)備采用光電傳感器從人體的手指或耳垂