【正文】 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 第 1 腳： VSS 為地電源。 功耗低相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示 器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點： 顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。由于手指動脈血在血液循環(huán) 過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的反射和衰減也是周期性脈動的 , 于是光敏接收三極管輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。 光電傳感器檢測原理 檢測原理是 : 隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變：當血液送到人體組織時，組織的半透明度減小，當血液流回心臟，組織半透明度則增大；這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。工作時集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個極 —— 發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。光電流的大小與光照強 度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN 結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負載電阻相串聯(lián)，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小，稱為光敏二極管的暗電流；當有光照時，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子 空穴，稱為光電載流子。 在此次設計中我們采用的是光電傳感器中最常見普遍的光敏二極管做 紅外接收二極管和光面三極管做紅外發(fā)送三極管。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。 光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。 光電傳感器 光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。 內(nèi)部 RAM 的各個單元，都可以通過直接地址來尋找，對于工作寄存器，則一般都直接用 R0~R7，對特殊功能寄存器，也是直接使用其名字較為方便。而 80H~FFH 是專門用于特殊功能寄存器（ SFR）的區(qū)域。 圖 32 存儲器組織結(jié)構(gòu)圖 STC89 的 RAM 雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。 0003H~002AH單元均勻地分為五段，用做五個中斷服務程序的入口。當 EA 接低電平時，CPU 只從片外 ROM 取指令。而 1000H~FFFFH 地址區(qū)為外部ROM 專用。 STC89 的存儲器組織結(jié)構(gòu)如圖 32所示。除此之外，還可以在片外擴展 RAM 和 ROM，并且各有 64KB 的尋址范圍。 STC89 單片機在物理上有四個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。 （ 2）存儲器組織 STC89 單片機的存儲器結(jié)構(gòu)特點之一是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，并有各自的尋址機構(gòu)和尋址方式，這種結(jié)構(gòu)稱為哈佛結(jié)構(gòu)單片機。 STC89C52 的控制器在單片機內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運算等操作，并對單片機發(fā)出若干控制信息。 控制邏輯主要包括定時和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針DPTR 和程序寄存器 PC 等。 P：奇偶校驗標志。當帶符號數(shù)運算結(jié)果超出 128~+127范圍時 OV=1，否則 OV=0。 RS RS0：四個通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇 0~3寄存器組。當 D3位向 D4位產(chǎn)生進位 /錯位時， AC=1，否則 AC=0，常用于十進制調(diào)整運算中。有進位 /錯位時 CY=1，否則 CY=0。 程序狀態(tài)字 PSW 是個 8位寄存器，用來寄存本次運算的特征信息，用到其中七位。 ALU 只能進行運算，運算的操作數(shù)可以事先存放到累加器 ACC 或寄存器 TMP 中，運算結(jié)果可以送回 ACC 或通用寄存器或存儲單元中，累加器 ACC 也可以寫為 A。 （ 1）中央處理器 時 鐘 電 路R O M R A M定 時 / 計 數(shù) 器C P U并 行 接 口 串 性 接 口中 斷 系 統(tǒng)T 1T 0P 0P 1P 2P 3T X DR X D0INT 1IN T STC89C52 的中央處理器由運算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功能寄存器（ SFR）。 STC89 系列單片機高速 (最高時鐘頻率 90MHz)，低功耗，在系統(tǒng) /在應用可編程 (ISP， IAP),不占用戶資源。 圖 31 單片機基本結(jié)構(gòu) STC89 系列單片機是 MCS51 系列單片機的派生產(chǎn)品。 3. 單片機電路 即利用單片機自身的定時中斷計數(shù)功能對輸入的脈沖電平進行運算得出心外部中斷信號 光電傳感器 低通放大器 比較器和振蕩器 單片機 AT89C51 液晶 顯示電路 外部晶振 穩(wěn)壓電路 率（包括 AT89C5外部晶振、外部中斷等）。 1．光電傳感器 即將非電量 (紅外光 )轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它由紅外發(fā)射二極管和接收三極管組成，它可以將接收到的紅外光按一定的函數(shù)關系 (通常是線性關系 )轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量 (如電壓、電流或頻率等 )輸出。 光電脈搏測量儀是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測脈搏跳動的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號，用電子儀表進行測量和顯示的裝置。該信號經(jīng)放大、濾波、整形后輸出，輸出的脈沖信號作為單片機的外部中斷信號。脈搏測量儀硬件框圖如下圖 21所示： 圖 21 脈搏測量儀的工作原理 當手指放在紅外線發(fā)射二極管和接收三極管中間，隨著心臟的跳動，血管中血液的流量將發(fā)生變換。在硬件設計中一般的物理信號就是電壓變化，有了這個系統(tǒng)的設計思路，本課題就此開始實施。 方案的選擇 以上 為經(jīng)過搜集相關資料好整理出來的關于脈搏信號拾取的方法，我認為在以上四種方法中，第一種基于半導體壓電陶瓷的脈搏信號采集方法與第四種基于紅外發(fā)射接收的脈搏信號采集接收系統(tǒng)易于實現(xiàn)，比較之下選擇了第四種方案來實現(xiàn)設計。 方案四、 基于紅外接收管的脈搏信號的采集 該系統(tǒng)的核心是 紅外發(fā)射接收管，該信號的采集原理是當有脈搏時血液濃度大，通透性差，對光遮擋作用比較明顯，而當無脈搏時血液濃度低，透光性強。該方案看似可行但是在實際操作中 ，硅杯組件如何構(gòu)造的問題就難以解決。采用平面電路的集成工藝，在其表面質(zhì)地更區(qū)域擴散壓阻電橋，從而獲得了敏感性與一致性很好的性能指標。此種方法在眾多的論文中被采用，但在壓電陶瓷的具體選擇上至今沒有一個具體的型號，雖然選用壓電陶瓷來進行采集方法簡便，但確實存在較大的問題，即能夠采集到該信號的壓電陶瓷必須要特別制作，目前的壓電陶瓷還不能檢測到該信號，或者檢測到的信號不準，受干擾程度太大，我們檢測到的信號也許就根本不是脈搏信號，那么此種方法理論上行的通但實際操作問題太多，且不易解決。完全可以完成脈搏信號的提取，提取之后先后經(jīng)過濾波放大等電路將處理后的信號輸入單片機處理。將該半導體置于人體動脈處，脈搏產(chǎn)生的微小震動即可使半導體的電阻率發(fā)生變化。 第 2 章方案設計 方案的論證 方案一、 基于半導體壓阻傳感器的脈搏信號提取。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài) (波形 )、強度 (波幅 )、速率 (波速 )和節(jié)律 (周期 )等方面的綜合信息，在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征 ,因此對脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學價值和應用前景 [5]。 人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張，是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，這種波成為脈搏波 [4]。具有結(jié)構(gòu)簡單、無損傷、精度高、可重復使用等優(yōu)點。 近年來國內(nèi)外致力于開發(fā)無創(chuàng)非接觸式的傳感器，這類傳感器的重要特征是測量的探測部分不侵入機體，不造成機體 創(chuàng)傷，能夠自動消除儀表自身系統(tǒng)的誤差，測量精度高，通常在體外，尤其是在體表間接測量人體的生理和生化參數(shù)。但因耳脈較弱，尤其是當季節(jié)變化時，所測信號受環(huán)境溫度影響明顯，造成測量結(jié)果不準確。起初用于體育測量的脈搏測試集中在對接觸式傳感器的研究，利用此類 傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優(yōu)缺點。脈象探頭式樣很多，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變片、壓電晶體、單晶硅、光敏元件、 PVDF壓電薄膜等，其中以單部單點應變片式為最廣泛，不過近年來正在向三部多點式方向設計。 早在 1860 年 Vierordt 創(chuàng)建了第一臺杠桿式脈搏描記儀，國內(nèi) 20 世紀 50年代初朱顏將 脈搏儀引用到中醫(yī)脈診的客觀化研究方面。為了節(jié)省時間，一般不會作1 分鐘的測量，通常是測量 10 秒鐘時間內(nèi)心跳的數(shù)，再把結(jié)果乘以 6 即得到每分鐘的心跳數(shù)，即使這樣做還是比較費時，而且精度也不高。為了將傳統(tǒng)的中醫(yī)藥學發(fā)揚光大，促進脈診的應 用和發(fā)展，必須與現(xiàn)代科技相結(jié)合，實現(xiàn)更科學、客觀的診斷 [1]。首先，切脈單憑醫(yī)生手 指感覺辨別脈象的特征，受到感覺、經(jīng)驗和表述的限制，并且難免存在許多主觀臆斷因素，影響了對脈象判斷的規(guī)范化；其次，這種用手指切脈的技巧很難掌握；再則，感知的脈象無法記錄和保存影響了對脈象機理的研究。脈診作為 “ 綠色無創(chuàng) ” 診斷的手段和方法，得到了中外人士的關注。在中醫(yī)四診（望、聞、問、切）中，脈診占有非常重要的位置。但人體的生物信號多屬于強噪聲背景下的低頻的弱信號 , 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號 , 必需經(jīng)過放大和后級濾波以滿足采集的要求。中醫(yī)更將切脈作為診治疾病的主要方法。 臨床上有許多疾病，特別是心臟病可使脈搏發(fā)生變化。這二種測量方式各有優(yōu)缺點，指脈測量比較方便、簡單，但因為手指上的汗腺較多，常年使用，污染可能會使測量靈敏度下降；耳脈測量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，容易維護。當血液送到人體組織時，組織的半透明度減?。划斞毫骰匦呐K，組織的半透明度增大，這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯。 附錄 3 程序代碼 ................................... 錯誤 !未定義書簽。 關鍵詞 ： 脈搏測量、 STC89C52