【正文】 自己從一竅不通到入門，從入門到現(xiàn)在的能夠獨(dú)立思考 ,都是老師和一起學(xué)習(xí)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(xué)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(xiàn) [1]、張毅剛主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .2020： 57125 [2]、譚浩強(qiáng)著 .C程序設(shè)計(jì) [M]第二版 .清華大學(xué)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。今天的收獲 ,是各位老師辛勤付出的結(jié)果以及學(xué)校提供的實(shí)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。 首先，感謝指導(dǎo)老師李雪梅老師耐心的指導(dǎo)和督促， 老師 廣博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，靈活的思維方式以及耐心細(xì)致的言傳身教深深感染激勵(lì)著我，使我終身受益。 在這個(gè)過程中，受到了我們老師和同學(xué)的熱切關(guān)注和耐心輔導(dǎo)，特別 李雪梅老師對我 進(jìn)行了系統(tǒng)的講解和指導(dǎo)，對設(shè)計(jì)提出了很多建設(shè)性的 意見及建議，對我的設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)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(jì)帶給我的豐收的碩果，感覺系統(tǒng)的總結(jié)了 3年來所學(xué)的專業(yè)知識很有用途，我將以此為起點(diǎn)，去更加努力的學(xué)習(xí)深造爭做專業(yè)人才，為自己爭光，為母校添彩。比如 1602 的引腳，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因?yàn)闆]有動手實(shí)踐過吧！認(rèn)識來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我覺得做畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。 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(dá)到要求。 系統(tǒng)檢驗(yàn) 作品完成的實(shí)物圖，如圖 61所示 圖 61 實(shí)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(shí)驗(yàn)人 實(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)際的脈搏次數(shù)以聽診器測出的脈搏次數(shù)為參考值。 可查手指擺放的位置或按鍵電路，若無故障則是硬件損壞。 ，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。 根據(jù)晶體振蕩頻率計(jì)算出內(nèi)部定時(shí)器的基本參數(shù)，通過運(yùn)行一段時(shí)間可通過秒表來校正后 ,看時(shí)間誤差的量 ,以這個(gè)量為依據(jù)改變程序中的內(nèi)部定時(shí)器基本參數(shù) ,就可使時(shí)鐘調(diào)準(zhǔn)確。 最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試，使系統(tǒng)的功能得以實(shí)現(xiàn)。試著輸入一系列脈沖（用適當(dāng)?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。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)，所以方便了對各電路功能模塊的逐級測試。流程如圖 55 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(shí)間和脈搏的次數(shù)。外部中斷采用邊沿觸發(fā)的方式，當(dāng)處于測量狀態(tài)的時(shí)候，來一個(gè)脈沖脈搏次數(shù)就加一，由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)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 53 所示。同時(shí)可以對按鍵進(jìn)行檢測，只要復(fù)位測試值就可以重新開始測試。 開始初始化開中斷顯示程序 圖 52 主程序流程圖 定時(shí)器中斷程序 定時(shí)器中斷服務(wù)程序由一分鐘計(jì)時(shí)、按鍵檢測、有無測試信號判斷等部分組成。系統(tǒng)初始化之后 , 進(jìn)行定時(shí)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]。系統(tǒng)上電后 ,對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。掌握這一軟件的使用對于使用 51系列單片機(jī)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(jī)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(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。電路由傳感器電路、信號放大和整形電路、單片機(jī) 外圍 電路、 液晶 顯示電路等部分組成。 圖 410 顯示電路 整體硬件電路 擁有了各個(gè)功能模塊以后，組合到一起，就構(gòu)成了整個(gè)脈搏測量儀的電路圖。 圖 49 波形整形電路 顯示電路 脈搏信號通過單片機(jī)處理以后就可以通過顯示屏顯示出來了，顯示電路使用的是液晶顯示器 1602顯示，液晶顯示器具有顯示質(zhì)量高，重量輕，體積小等優(yōu)點(diǎn)。即發(fā)光二極管作脈搏測量狀態(tài)顯示，脈搏每跳動一次發(fā)光二極管就亮一次。大約持續(xù) 20ms 之后，因 C7 充電電流減小而使 U2A 同相輸入端的電位降低到低于反相輸 入端的電位（尖脈沖已過去很久），于是 U2A 改變狀態(tài)并再次輸出低電平。 該比較器的閥值電壓可用 R31 調(diào)節(jié)在正弦波的幅值范圍內(nèi)，但是對 R31 的調(diào)節(jié)要求并不嚴(yán)格，因?yàn)?U2C 的輸出信號 經(jīng) C R29 的微分后總是將正、負(fù)相間的尖脈沖 加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 U2A 的反向輸入端，不會造成很大的觸發(fā)誤差。 波形整形電路 脈搏信號經(jīng)過放大以后，原來細(xì)小的誤差會被放大，所以需要一個(gè)電路來將信號重新整形，變成穩(wěn)定的信號。如圖 48 所示： 圖 48 低通放大電路 根據(jù)一階有源濾波電路的傳遞函數(shù)，可得： 00()() ()1icV s AAs sVs w??? 放大倍數(shù)為： 230 27 11 1 MA RK? ? ? ? ? 截止頻率為：0 23 61 92f HzRC??? 按人體的脈搏跳動為 200 次 /分鐘時(shí)的頻率是 Hz 考慮，低頻特性是令人滿意的。 有了放大器以后，還需要一些外圍部件來實(shí)習(xí)信號的放大， 按人體脈搏在運(yùn)動后跳動次數(shù)達(dá) 200 次 /分鐘的計(jì)算來設(shè)計(jì)低通放大器，如圖 所示。 LM324 的引腳排列見圖 47。 每一組運(yùn)算放大器可用圖 46所示的符號來表示，它有 5個(gè)引出腳，其中 “ +”、“ ” 為兩個(gè)信號輸入端， “ V+”、 “ V”為正、負(fù)電源端， “ Vo”為輸出端。 圖 44 透射式光電傳感器圖 圖 45 脈搏信號的采集電路 信號放大電路 通過光電傳感器采集來的脈搏信號比較微弱，不能立即使用，需要先放大信號，因而需要一個(gè)信號放大電路，放大電路的核心就是放大器，這次課題采用的是 LM324 四運(yùn)放放大器。當(dāng)有跳動的脈搏 時(shí)，血脈使手指透光性變差，紅外接收三極管中的暗電流減小，輸出電壓上升。雖然手指遮擋了紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光，但是由于紅外接收三極管中存在暗電流，會造成輸出電壓略低。當(dāng)手指離開傳感器或檢測到較強(qiáng)的干擾光線時(shí)，輸入端的直流電壓會出現(xiàn)很大變化，為了使它不致泄露到 U2B輸入端而造成錯(cuò)誤指示，用 C C9 串聯(lián)組成的雙極性耦合電容把它隔斷。 R21 過大，通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小，紅外接收三極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時(shí)的信號。 圖 45 是脈搏信號的采集電路， U3 是紅外發(fā)射和接收裝置，由于紅外發(fā)射二極管中的電流越大，發(fā)射角度越小，產(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大，所以對 R21 阻值的選取要求較高。因此 本系統(tǒng)采用了指套式的透射型光電傳感器 , 實(shí)現(xiàn)了光電隔離 ,減少了對后級模擬電路的干擾。光電式脈搏傳感器按照光的接收方式可分為透射式和反射式 2種。紅外接收三極管和紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。 采用發(fā)光二極管作為光源時(shí)，可基本抑制由呼吸運(yùn)動造成的脈搏波曲線的漂移。 IC 采集成穩(wěn)壓器 lm7805， C1 C2 分別為輸入端和輸出端濾波電容， R2 為負(fù)載電阻 ， D2 為電源指示燈，如圖 43 所示 。最小系統(tǒng)如圖 42 所示。 圖 35 外形引腳排列 第 4 章 單元模塊設(shè)計(jì) 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系，如圖 41 所示。 因?yàn)樾枰?5V 電壓，所以選擇 LM7805。 三端穩(wěn)壓電路 LM7805 lm78/lm79 系列三端穩(wěn)壓 IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 第 15 腳：背光源正極。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度。一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 33： 圖 33 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 34所示： 圖 34 1602LCD 尺寸圖 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :16 2個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 : (W H)mm 引腳功能說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 31所示 : 表 31 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12