【正文】 他們一如既往的支持，是我前進(jìn)的最大動(dòng)力，是我成功的基石，感謝你們多年來為我的付出。您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、樂觀的生活態(tài)度深深地影響著我，是您細(xì)心認(rèn)真地指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，指出我的不足之處，以使我及時(shí)修改更正。你們的諄諄教誨使我有志于在本專業(yè)繼續(xù)深造 。 感謝學(xué)院、分院的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，為我們創(chuàng)造的良好的學(xué)習(xí)氛圍，感謝各位老師和我的朋友，以及 08 電氣二班 的各位同學(xué)們，你們的關(guān)心與幫助使我能夠更好地成長。在這個(gè)大家庭里，我和其他的同學(xué)共同生活，共同學(xué)習(xí)。 } } 32 致謝 四年大學(xué)生活即將結(jié)束，在這四年中，我收獲了知識(shí)，收獲了友誼，更收獲了為人處事的道理。 Disp_Buffer[0]=Tmp*6%10。 31 Disp_Buffer[2]=Tmp*6/100%10。 Disp_Buffer[4]=Tmp*6/10000。 Count=0。 TL0=(6553650000)%256。 } } } } void INT_T0() interrupt 1 { uint Tmp。 P0=DSY_CODE[Disp_Buffer[i]]。i5。 if (K1==0) { TR1=TR0=1。 TL0=(6553650000)%256。 TMOD=0x51。 } void main() { uchar i。i120。 void Delay(uchar x) { uchar i。 uchar Count=0。 uchar Disp_Buffer[]={0,0,0,0,0}。（ 5） 通過此次的設(shè)計(jì)，使我深刻的體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性及相互討論過程中的樂趣。（ 3）通過此次的設(shè)計(jì)，使我對(duì)硬件設(shè)計(jì)和各模塊的功能有了更深的了解，同時(shí)提高了動(dòng)手能力。 經(jīng)過這次畢設(shè)，我收獲了很多，具體總結(jié)如下：（ 1）通過此次的設(shè)計(jì)，使我知道了無論做什么事都應(yīng)該事先做好充分的準(zhǔn)備 ，不應(yīng)該盲目的只為了完成任務(wù)而被動(dòng)的學(xué)習(xí)。然而科技的進(jìn)步勢必會(huì)使測量儀的功能日益強(qiáng)大和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，將會(huì)給我們的生活帶來更多的方便和精彩。 本次所設(shè)計(jì)的測量儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便，應(yīng)用廣泛，具有實(shí)際意義。重點(diǎn)介紹了單片機(jī)的最小系統(tǒng)，通過單片機(jī)最小系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)了脈搏的測量 系統(tǒng)，由 光電傳感器 采集到脈沖信號(hào)， 經(jīng)過信號(hào)的放大、濾波和整形電路將輸出的信號(hào) 通過單片機(jī)的 外部 中斷獲取并最終在數(shù)碼管上顯示。而 51 單片機(jī)作為單片機(jī)的主流，隨著集成技術(shù)的發(fā)展， 51 系列單片機(jī)繼承和發(fā)展了 MCS51 系列的技術(shù)特色，有逐漸取而代之之勢。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。 27 7 總結(jié)與展望 單片機(jī)近 20 年的飛速發(fā)展，儼然已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。 （ 5） 進(jìn)人測量狀態(tài) , 但測量值不穩(wěn)定 主要是光電傳感器受到電磁波等干擾 ， 其次是損壞或有虛焊。 （ 3） 開機(jī)后無顯示 首先檢查交流電源部分 ， 有無交流 ， 若無則可能保險(xiǎn)管或變壓器燒壞 ， 如有繼續(xù)查直流有無 ， 如無則電源已燒壞 ， 可更換解決。 （ 1） 放大倍數(shù)的增加 傳感器的輸出端經(jīng)示波器觀察有幅度很小的正弦波，但經(jīng)整形輸出后檢測到的脈沖還是很弱，在確定電路沒有問題的情況下，加強(qiáng)信號(hào)的放大倍數(shù)，調(diào)整電阻 R3 和 R5的阻值。單片機(jī)軟件先在最小系統(tǒng)板上調(diào)試，確保工作正常之后，再與硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。斷開兩部分的連接點(diǎn)，先調(diào)試 MCU 部分。 26 6 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試可分為兩大部分：模擬部分和純 MCU 部分。把手輕 輕置于右下角的傳感器中，以稍微有壓迫感為宜，這時(shí)很快就可以看到紅色發(fā)光二極管會(huì)伴隨你的脈搏而閃爍，讓你直觀的看到自己脈搏跳動(dòng)的速度，按下復(fù)位鍵后單片機(jī)和顯示部分開始工作，單片機(jī)立刻開始計(jì)數(shù)，同時(shí)數(shù)碼管顯示出你的心率，非常方便 。對(duì)于傳感器的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在采用的主要是第一個(gè)途徑。通常脈搏信號(hào)的頻率范圍在 － 30Hz 之間，小于工頻 50Hz，因此通過低通濾波器可以有效濾除工頻干擾，這在信號(hào)調(diào)理電路中容易實(shí)現(xiàn)；同時(shí)可以在控制電路中對(duì)光源進(jìn)行脈沖調(diào)制，這樣不但能夠降低系統(tǒng)的功耗 ，而且能夠在一定程度上減小外界的電磁干擾，在脈搏信號(hào)數(shù)據(jù)采集后，可以通過數(shù)據(jù)處理法方法進(jìn)一步濾除工頻信號(hào)的干擾。本系統(tǒng)采用了新型的光敏器件，在芯片內(nèi)部集成光敏器和一級(jí)放大電路，有效地抑制了外界電磁信號(hào)對(duì)原始脈搏信號(hào)的干擾。這是因?yàn)榧又柑资降拿}搏傳感器中環(huán)境光在測量過程中基本不受外界環(huán)境光的影響，而且能夠有效減少二次反射光，使照射到手指上的光波長單一，所以得到的脈搏信號(hào)較為穩(wěn)定，沒有明顯的重疊雜波信號(hào)，能夠很好的體現(xiàn)出脈搏波形的特征。為了減少環(huán)境光對(duì)脈搏信號(hào)測量的影響，同時(shí)考慮到傳感器使用的方便性，采用密封的指套式包裝方式，整個(gè)外殼采用不透光的介質(zhì)和顏色，盡量減小外界環(huán)境光的影響，為了避免測量過程中的二次反射光的影響，在指套式傳感器的內(nèi)層表面涂上一層吸光材料，這樣能有效減少 二次反射光的干擾。 環(huán)境光對(duì)脈搏傳感器測量的影響 在光電式脈搏傳 感器中，光敏器件接收到的光信號(hào)不僅包含脈搏信息的透射光的信號(hào)，而且包含測量環(huán)境下的背景光信號(hào)，由于動(dòng)脈波動(dòng)引起的光強(qiáng)變化比背景光的變化微弱得多，因此在測量過程當(dāng)中要保持測量背景光的恒定，減少背景光的干擾。 24 5 抗干擾措施及使用方法 抗干擾措施 為了 提高測量儀的精確度 ，系統(tǒng)首先要解決的是硬件方面的干擾問題。 程序中對(duì) 前一次測量的脈搏 數(shù)據(jù)進(jìn)行了 自動(dòng)保存 ， 并且用數(shù)碼顯示。 顯示子程序 取結(jié)果 延時(shí) 顯示測試中的脈搏次數(shù) 延時(shí) 返回 23 TH1=TL1=0。 Disp_Buffer[1]=Tmp*6%100/10。 Disp_Buffer[3]=Tmp*6/1000%10。 22 圖 顯示程序流程圖 顯示子程序 ： Tmp=TH1*256+TL1。從中斷程序中取得結(jié)果后，先顯示上次的脈搏次數(shù)，經(jīng)過 10ms 的延時(shí)后再顯示測試中的脈搏次數(shù)，再經(jīng)過 10ms 的延時(shí) 顯示測試中的時(shí)間。 } } Tmp=TH1*256+TL1。 while (1) { if(K1==0) { 外部中斷 0 進(jìn)入 處于檢測？ 脈搏數(shù) +1 返回 等待按鍵按 下 Y 21 Delay(10)。 TH0=(6553650000)/256。 圖 INT 中斷程序流程圖 外部下降沿觸發(fā)子程序 ： IE=0x8A。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) 20 器控制 十秒 鐘， 并通過計(jì)算 得出一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。 Delay(2)。i++) { P2=DSY_BIT[i]。 } } else { for(i=0。 while (1) { if(K1==0) { Delay(10)。 TH0=(6553650000)/256。 圖 定時(shí)器中斷程序流程圖 定時(shí)器 0 中斷進(jìn)入 定時(shí)器初始值設(shè)置 到 1S？ 到 10S？ 處于檢測？ 保存脈搏數(shù) 返回 繼續(xù)計(jì)時(shí) 按鍵檢測 N N Y Y Y 19 定時(shí)器中斷子程序 ： IE=0x8A。主要完成一分鐘的定時(shí)功能和保存測得的脈搏次數(shù)。當(dāng)定時(shí)器中斷開始執(zhí)行后，對(duì) 十秒 鐘開始計(jì)時(shí)， 50ms 計(jì)時(shí)到之后繼續(xù)檢開始 初始化 外部 中斷 計(jì)數(shù) 顯示程序 18 測下 50ms，直到 10s 到了再停止并保存測得的脈搏次數(shù)。 流程如圖 所示。初始化程序主要完成對(duì)單片機(jī)內(nèi)專用寄存器、定時(shí)器工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。 脈搏測量儀電路原理圖 16 圖 電路原理圖 17 4 軟件系統(tǒng) 主程序流程： 系統(tǒng)主程序控制單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行 , 它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 ,E 端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。 當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時(shí)， DIR=“ 0” ,信號(hào)由 B 向 A 傳輸； DIR=“ 1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；當(dāng) CE 為高電平時(shí)， A、 B 均為高阻態(tài)。 15 圖 74LS246 結(jié)構(gòu)圖 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn) LED 動(dòng) 態(tài)顯示更加適合本設(shè)計(jì)，所以就采用此方法。通過調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。對(duì)于每一位顯示器來說，每隔 一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的 I/O 口線也將增加。靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電流一定的情況下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)， CPU 才去執(zhí)行顯示更新子程序，這樣既節(jié)約了 CPU 的時(shí)間，又提高了 CPU 的工作效率。在這種顯示方式下，每一個(gè) LED 數(shù)碼管顯示器都需要一個(gè) 8 位的輸出口進(jìn)行控制。 如圖 為共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)。 LED