【正文】 再一次向她表示衷心的感謝，感謝她為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向楊老師致以最崇高的謝意!在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。(3) 目前對脈 搏波的分析工作僅僅是簡單的借用了第三方的脈搏分析軟件，作者對脈搏分析的理論研究還不夠透徹。對儀器的改進(jìn)思想概括如下： (1)目前的硬件電路多采用低集成度器件的設(shè)計，今后可以開發(fā)高集成度新技術(shù)的系統(tǒng)以進(jìn)一步縮小體積、簡化設(shè)計、提高穩(wěn)定性和處理速度 。整個硬件電路密封在指夾內(nèi)，儀器具有體積小、使用攜帶方便，性價比高等優(yōu)點。數(shù)據(jù)采集界面采用VB 編寫，完成數(shù)據(jù)傳輸、脈搏顯示、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)管理等功能。第五章 總結(jié)與展望25第五章 總結(jié)與展望 本論文從硬件和軟件兩個方面介紹了脈搏檢測儀的結(jié)構(gòu)，并給出實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果表明該儀器達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求，測試所得脈搏波形能夠正確反映人體脈搏的真實特征。(3）各脈搏波的主波峰高和波形均各有特點，它反映了不同人所具有不同的心血管及血流特征。圖 41 同學(xué)甲脈搏波圖圖 42 同學(xué)乙脈搏波圖圖 43 同學(xué)丙脈搏波圖淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文24圖 44 同學(xué)丁脈搏波圖圖 45 同學(xué)戊脈搏波圖通過如上實驗數(shù)據(jù)我們可以得出如下結(jié)論：（1）脈搏波圖為規(guī)律的周期信號，各測試者的脈搏周期大小各有差異?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文22第四章 實驗結(jié)果與分析23第四章 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析儀器經(jīng)調(diào)試后，先后測量了三十人的脈搏，由于篇幅所限，現(xiàn)僅給出如下五人的脈搏波圖，如圖444445所示。USB 設(shè)備驅(qū)動程序采用 Cygnal 公司的 C8051F 通用驅(qū)功程序做模板，在源程序的基礎(chǔ)上做一些改動即成為該第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計21USB 設(shè)備的驅(qū)動程序。軟件的設(shè)計包括MCU 固件程序、USB 設(shè)備驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)管理程序及軟件濾波程序。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面如圖 35 所示。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集程序用 VB 語言編寫，完成數(shù)據(jù)傳輸、脈搏顯示、數(shù)據(jù)管理等功能。al Basic 開發(fā)工具具有很大的優(yōu)勢 [22]。信號采集子程序入口初始化設(shè)置 2 M H z 時鐘信號開定時器 0計數(shù)器 1是否處于檢測 ？關(guān)定時器 0 ， 計數(shù)器 1返回定時 6 0 sNY上升沿觸發(fā)計數(shù)器 + 1圖 33 信號采集子程序流程圖圖 34 頻率測量來自信號處理電路的脈沖電平輸入單片機 C8051F320 的 引腳，單片機設(shè)為正跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖上升沿到達(dá)時觸發(fā)單片機產(chǎn)生中T淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文20斷并進(jìn)行計時，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一；定時器中斷主要完成一分鐘的定時功能。目前 Visual Basic 軟件開發(fā)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計19團(tuán)體是世界上最大的軟件開發(fā)團(tuán)體，它為全世界數(shù)千種工具和控件開發(fā)商所支持。其良好的擴展性主要表現(xiàn)在：VB 除了可以直接使用自定義控件和第三方提供的控件，還可以在其他語言環(huán)境（如 Borland C++，Visual ++）中根據(jù)需要制作自己的控件。不論是 WINDOWS 應(yīng)用程序的專業(yè)開發(fā)人員還是初學(xué)者，Visual Basic 都為他們提供了一整套工具用來方便的開發(fā)應(yīng)用程序。信號采集子程序流程圖如圖33 所示。1 個時鐘脈沖，誤差小，適合于低頻場合，脈搏頻率的測量非淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文18常適合采用這種方法。每來一個周期的脈搏脈沖，便啟動計數(shù)中斷，從而測量并計算脈搏跳動的頻率與次數(shù)。對于脈搏波形的計數(shù)，采用單片機為核心的計時法，計時法是對時鐘Φ 計數(shù)，測出相鄰兩個脈搏脈沖信號間的時間間隔。開始系統(tǒng)初始化模擬通道 參數(shù)設(shè)定 ？進(jìn)量程轉(zhuǎn)換子程序信號采集子程序處理數(shù)據(jù)顯示結(jié)果YN圖 31 整體固件流程 MCU 除了要處理 USB 的控制指令，還要完成脈搏的程控放大功能，當(dāng)主機發(fā)出擴大或縮小量程的指令給設(shè)備時，MCU 首先對接收到的指令進(jìn)行解析，得知是轉(zhuǎn)換量程的指令后，程序跳轉(zhuǎn)到量程轉(zhuǎn)換子程序，控制模擬開關(guān)各通道的轉(zhuǎn)換。設(shè)備的信息，如設(shè)備描述符、接口描述符、端點描述符等都存于 MCU 的 ROM 中，在解析結(jié)果為主機要求獲得設(shè)備信息時，MCU 將相關(guān)的數(shù)據(jù)都發(fā)至數(shù)據(jù)緩存器，再由數(shù)據(jù)通道上傳給主機。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計17第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 MCU 固件程序設(shè)計 本儀器架構(gòu)的 MCU 配合硬件電路完成控制傳送、程控放大等任務(wù)，大大減小了硬件設(shè)計的復(fù)雜度和成本。 本章小結(jié)本章主要介紹了基于 USB 接口的脈搏檢測儀電路設(shè)計及硬件電路圖，并簡單介紹了用到的各元器件的引腳圖和引腳功能。5V 電源電壓的電路，其電路連接圖如圖 所示，其中輸出的+5V 電壓通過 USB 電纜中的 VBUS 電壓信號源與單片機相連接，C8051F320 中集成了穩(wěn)壓器，可以將 VBUS 引腳檢測到的+5V 電源穩(wěn)壓至單片機正常工作的的+電源電壓。表 引腳選擇與放大倍數(shù)對應(yīng)關(guān)系第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計15引腳 B 引腳 A 選通通道 放大倍數(shù)0 0 Y0 20 1 Y1 31 0 Y2 41 1 Y2 5次級放大電路原理圖如圖 28 所示。由于脈搏信號為交流信號，這就要求對輸入信號進(jìn)行波形變換，CD4052輸出的模擬信號由 LT111R1R1R1R18 組成的電路波形變換，然后經(jīng)過單片機 P10 引腳輸入，進(jìn)行時鐘計數(shù)處理。下面將對各部分電路依次進(jìn)行說明。時鐘恢復(fù)電路用輸入 USB 數(shù)據(jù)流調(diào)節(jié)內(nèi)部振蕩器，這使內(nèi)部振蕩器（和4 倍時鐘乘法器）能滿足 USB 時鐘的精度要求。當(dāng) USB0 工作在低速方式時，USB0 時鐘必須為 6MHz；當(dāng) USB0 工作在高速方式時，USB0 時鐘必須為 48MHz。 USB 時鐘配置USB0 具有全速和低速 USB 通信功能。對端點控制/狀態(tài)寄存器的訪問是通過先寫 USB 寄存器 INDEX（用目標(biāo)端點號）實現(xiàn)的。 USB 寄存器訪問USB0 控制器寄存器的訪問是通過兩個特殊功能寄存器來實現(xiàn)的，這兩個特殊功能寄存器是：USB0 地址寄存器（USB0ADR）和 USB0 數(shù)據(jù)寄存（USB0DAT）。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計1332313029282726252 42 32 22 12 01 91 81 712345678910111213141516P 0 . 1P 0 . 0G N DD +D V D DB E G I NRSTP3.0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P 2 . 1V B U SP 2 . 0P 1 . 7P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1c 8 0 5 1 F 3 2 0圖 27 C8051F320 封裝圖VDD—數(shù)字電源；GND—模擬地；BEGIN—5V 校準(zhǔn)器的輸入端；/RST/C2CK—設(shè)備的復(fù)位引腳或 EC2 調(diào)試接口的時鐘信號；—端口 或 EC2 調(diào)試接口的雙向信號引腳；VBUS—USB 總線輸入腳；D+—USB 的 D+；D—USB 的 D；—端口 或外部晶振輸入；—端口 或外部晶振輸出；—端口 或 ADC0 外部轉(zhuǎn)換開始輸入腳；—端口 或外部參考電源的輸入端或輸出端；，～,～ 均為相應(yīng)的端口引腳。(3)引腳及封裝C8051F320 引腳圖如圖 26 所示。在這種通過交叉開關(guān)配置的 I/O 端口系統(tǒng)中，單片機外部為通用 I/O 口，如 P0 口、P1 口和 P2 口。這種固定方式既占用較多引腳，配置又不夠靈活。 (2)性能特點 C805IF320 在保持 CISC 結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)不變的情況下，對指令運行實行流水作業(yè)，推出了 CIP51 的 CPU 模式，從而大大提高了指令運行速度，使8051 兼容機系列進(jìn)入了 8 位高速單片機行列。內(nèi)部晶振的精度為 ，支持所有 USB 和 UART 模式；外部晶振器：晶體、RC、C 或外部時鐘；內(nèi)置一個針對與 USB 控制器的片上時鐘乘法器。1280 字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM；16K 字節(jié)的可以在系統(tǒng)編程的 FLASH 閃速存儲器。所有器件都有內(nèi)置的 FLASH 存儲器和 256 字節(jié)的內(nèi)部 RAM,有些器件還可以訪問外部數(shù)據(jù)存儲器（XRAM）。C8051F 系列單片機是集成的混合信號片上系統(tǒng) SOC（System Onchip），具有與 MCS51 內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制