【正文】 64行，每行有 128 列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 6416 個(gè)顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。和 CRT 顯示器相比，LCD 的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。 LCD 液晶顯示器簡(jiǎn)介由于本設(shè)計(jì)中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了 LCD1602 作為界面顯示，可以把一些相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 圖 為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，單片機(jī)最小系統(tǒng)有單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路選用了 12MHZ 的晶振提供時(shí)鐘，作用為給單片機(jī)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)12 的復(fù)位電路，按下復(fù)位按鍵之后可以使單片機(jī)進(jìn)入剛上電的起始狀態(tài)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會(huì)有定時(shí)控制需求，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等；也經(jīng)常要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。 STC89C52 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)STC89C52 系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷源，2 個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。：(WR)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。：(T0) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的外部計(jì)數(shù)輸入。：(INT0) 外部中斷 0 輸入。P3 口與其它 I/O 端口有很大的區(qū)別，它的每個(gè)引腳都有第二功能，如下：：(RXD)串行數(shù)據(jù)接收。P3 口(～ ，10~17 腳) ：P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向I/O 口。 P 口每位能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。在 P1 口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向 P1 口鎖存地址 (90H)寫(xiě)入全 1,此時(shí) P1 口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。P1 口(～ ，1~8 腳 )：P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O口。在 CPU 訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口分時(shí)提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)。當(dāng) P0 口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器(地址 80H)寫(xiě)入全 1,此時(shí) P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。3．輸入/輸出端口 P0/P1/P2/P3：P0 口(～ ，39~32 腳) ：P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。對(duì)于無(wú)片內(nèi) ROM 的 8031 或 8032,需外擴(kuò) EPROM，此時(shí)必須將 EA 引腳接地。當(dāng)EA 引腳接高電平時(shí)，CPU 只訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi) EPROM/ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng) PC(程序計(jì)數(shù)器 )的值超過(guò) 0FFFH(對(duì) 8751/8051 為 4K)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。如有則說(shuō)明基本上工作正常。 PSEN 端同樣可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。此引肢接 EPROM 的 OE 端(見(jiàn)后面幾章任何一個(gè)小系統(tǒng)硬件圖)。PSEN(29 腳)：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。ALE 端的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為 8 個(gè) LS 型 TTL(低功耗甚高速 TTL)負(fù)載。如果想確定 8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查看 ALE 端是否有脈沖信號(hào)輸出。CPU 訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 輸出信號(hào)作為鎖存低 8 位地址的控制信號(hào)。ALE/PROG(30 腳)：地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng)主電源 Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將＋5V 電源自動(dòng)兩個(gè)機(jī)器周期(24 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。2．控制信號(hào)引腳 RST,ALE,PSEN 和 EA：RST/VPD(9 腳)：RST 是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。XTAL1(19 腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達(dá) 40MHz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。8. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接?，F(xiàn)在新推出的單片機(jī)都不只 5 個(gè)中斷源，例如 SST89E58RD 就有 9 個(gè)中斷源。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的 52 系列單片機(jī)都會(huì)提供 3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。4. 四個(gè) 8 位并行 I／O 接口 P0~P3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是將 RAM 和 ROM 都集成在單片機(jī)里面，這樣既方便了用戶(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。8 3. 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。時(shí)鐘電路R O M / E P R O M / F l a s h 4 K BR A M 1 2 8 BS F R 2 1 個(gè)定時(shí)個(gè) / 計(jì)數(shù)器 2C P U總線(xiàn)控制中斷系統(tǒng)5 個(gè)中斷源2 個(gè)優(yōu)先級(jí)串行口全雙工 1 個(gè)4 個(gè)并行口X T A L 2 X T A L 1R S TE AA L EP S E NP 0 P 1 P 2P 3V s sV c c圖 STC89C52 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 STC89C52 單片機(jī)主要特性1. 一個(gè) 8 位的微處理器(CPU)。 STC89C52 的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由 4K 的程序存儲(chǔ)器(掩膜 ROM)，和 128B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容 51 指令、并在 51 的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與 51 一致的。51 系列單片機(jī)最初是由 Intel 公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，但后來(lái) Intel 公司把 51 核的設(shè)計(jì)方案賣(mài)給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)由 STC89C5按鍵、LCD160光電傳感器、時(shí)鐘模塊、運(yùn)放等構(gòu)成，如圖 所示，系統(tǒng)設(shè)有四個(gè)按鍵，可以設(shè)置上下限脈搏數(shù)，當(dāng)超過(guò)范圍的時(shí)候單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)響，脈搏測(cè)量的時(shí)候需要人把手輕輕的按在光電傳感器上面，由于人脈搏跳動(dòng)的時(shí)候，血液的透光性不一樣會(huì)導(dǎo)致接收器那邊接收的信號(hào)強(qiáng)弱不一樣，間接的把人脈搏信號(hào)傳回，通過(guò)運(yùn)放對(duì)其進(jìn)行放大、整形后連接到單片機(jī)的 IO 口，單片機(jī)利用外部中斷對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，最終換算成人一分鐘脈搏的跳動(dòng)次數(shù)，最終顯示在液晶屏上。方案二：采用光電傳感器提取人體脈搏信號(hào)，授予手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動(dòng)相對(duì)動(dòng)脈血是十分微弱的，可以忽略，因此可以認(rèn)為光透過(guò)手指后的變化僅由動(dòng)脈血的充盈而引起，那么在恒定波長(zhǎng)的光源的照射下，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)手指的光強(qiáng)將可以間接測(cè)量到人體的脈搏信號(hào) [4]。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時(shí)，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。所以本設(shè)計(jì)中方案三中的 LCD1602 液顯示屏作為顯示模塊。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助 74LS164 移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往有很多障礙，所以不采用 LED 數(shù)碼管作為顯示。 顯示模塊的選型和論證方案一：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較合適，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對(duì)較高，所以不用此種作為顯示。方案二采用 51 系列的單片機(jī)，該單片機(jī)是一個(gè)高可靠性，超低價(jià)，無(wú)法解密，高性能的 8 位單片機(jī)，32 個(gè) IO 口，且 STC 系列的單片機(jī)可以在線(xiàn)編程、調(diào)試，方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。其內(nèi)部集成了很多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器，提供強(qiáng)大的功能。但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號(hào), 脈搏波信號(hào)更是低頻微弱的非電生理信號(hào),因此必需經(jīng)過(guò)放大和后級(jí)濾波以滿(mǎn)足采集的要求。從脈搏波中提取人體的心理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來(lái)都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。通過(guò)光電式脈搏傳感器所研制的脈搏測(cè)量?jī)x已經(jīng)應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)等各個(gè)方面并收到了理想效果。其中光電式脈搏傳感器是根據(jù)光電容積法制成的脈搏傳感器，通過(guò)對(duì)手指末端透光度的監(jiān)測(cè)，間接檢測(cè)出脈搏信號(hào)。過(guò)去在醫(yī)院臨床監(jiān)護(hù)和日常中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護(hù)儀器，如便攜式電子血壓計(jì)，可以完成脈搏的測(cè)量,但是這種便攜式電子血壓計(jì)利用微型氣泵加壓橡膠氣囊，每次測(cè)量都需要一個(gè)加壓和減壓的過(guò)程，存在體積龐大、加減壓過(guò)程會(huì)有不適、脈搏檢測(cè)的精確度低等缺點(diǎn)。指脈測(cè)量比較方便、簡(jiǎn)單，但因?yàn)槭种干系暮瓜佥^多，指夾常年使用，污染可能會(huì)使測(cè)量靈敏度下降：耳脈測(cè)量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，容易維護(hù)。 脈搏測(cè)量?jī)x的發(fā)展與應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)脈搏的測(cè)量精度也越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)外先后研制了不同類(lèi)型的脈搏測(cè)量?jī)x，而其中關(guān)鍵是對(duì)脈搏傳感器的研究。脈象探頭式樣很多，有單部、三部、單點(diǎn)、多點(diǎn)、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(yīng)變片、壓電晶體、單晶硅、光敏元件、3 PVDF壓電薄膜等，其中以單部單點(diǎn)應(yīng)變片式為最廣泛，不過(guò)近年來(lái)正在向三部多點(diǎn)式方向設(shè)計(jì) [2]。早在1860年Vierordt 創(chuàng)建了第一臺(tái)杠桿式脈搏描記儀，國(guó)內(nèi)20世紀(jì)50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫(yī)脈診的客觀(guān)化研究方面。為了節(jié)省時(shí)間，一般不會(huì)作 1 分鐘的測(cè)量，通常是測(cè)量 10 秒鐘時(shí)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(fèi)時(shí)，而且精度也不高。為了將傳統(tǒng)的中醫(yī)藥學(xué)發(fā)揚(yáng)光大，促進(jìn)脈診的應(yīng)用和發(fā)展，必須與現(xiàn)代科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更科學(xué)、客觀(guān)的診斷 [1]。首先，切脈單憑醫(yī)生手指感覺(jué)辨別脈象的特征，受到感覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)和表述的限制，并且難免存在許多主觀(guān)臆斷因素，影響了對(duì)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(wú)法記錄和保存影響了對(duì)脈象機(jī)理的研究。脈診作為“綠色無(wú)創(chuàng)” 診斷的手段和方法，得到了中外人士的關(guān)注。在中醫(yī)四診（望、聞、問(wèn)、切）中，脈診占有非常重要的位置。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)(波形)、強(qiáng)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,但人體的生物信號(hào)多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號(hào), 脈搏波信號(hào)更是低頻微弱的非電生理信號(hào), 必需經(jīng)過(guò)放大和后級(jí)濾波以滿(mǎn)足采集的要求。系統(tǒng)運(yùn)行中可以通過(guò)觀(guān)察指示燈閃爍，若均勻閃爍說(shuō)明測(cè)量值準(zhǔn)確。從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來(lái)都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。通過(guò)觀(guān)測(cè)脈搏信號(hào)，可以對(duì)人體的健康進(jìn)行檢查，通常被用于保健中心和醫(yī)院。 LCD display。關(guān)鍵詞：STC89C52；脈搏測(cè)量?jī)x；LCD 顯示器；光電傳感器I Design of pulse measuring instrument based on single chipAbstract：Pulse measurement apparatus has been widely used in our daily life. In order to improve the measurement apparatus is simple and accuracy, this paper designs a pulse measuring instrument based on 51 single chip microputer. System to STC89C52 microcontroller as the core, with photoelectric sensor, and calculates the internal timer SCM system, the signal from the photoelectric sensor, microcontroller based on the a