【正文】 管和光電二極管之間的時(shí)候，光電二極管接收到的信號會隨人脈搏強(qiáng)度的變化而變化。圖38 放大整形電路框圖 傳感器簡介傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動情況，把脈搏跳動轉(zhuǎn)換為電信號，其原理電路如圖39所示。對放大后的脈沖信號波形不規(guī)則，所以需要濾波整形，整形電路輸出電壓應(yīng)滿足要求[2]。蜂鳴器模塊的電路圖如圖37所示。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用三極管開關(guān)電路來驅(qū)動。鍵盤模塊電路圖如圖36所示。確定是否顯示是不夠的，再加上一個(gè)地址將要顯示的字符或數(shù)據(jù)[6]。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號，R/W讀寫信號，RS為寄存器選擇信號，分為：模塊的顯示模塊的初始化設(shè)計(jì)：第一個(gè)清屏，然后設(shè)置接口的數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，57點(diǎn)陣字體，然后設(shè)定總體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍，最后設(shè)置一個(gè)正向的的增量并且不移位。表31寄存器選擇控制RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 如圖35所示。LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖34所示。LCD1602液晶顯示模塊采用HD44780控制器，HD44780擁有簡單和強(qiáng)大的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符運(yùn)動，閃爍等功能，單片機(jī)和CAN通信用LM016L 4位并行傳輸位或4位并行傳輸方式。從68或88點(diǎn)陣組成一個(gè)字符，這是顯示一個(gè)數(shù)對應(yīng)的位置顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，并使每個(gè)字節(jié)的比特“1”，“0”，其中“1”控制亮，“0”控制暗，”小暗，于是形成了一個(gè)字符。本系統(tǒng)是采用1602LCD液晶顯示模塊。因?yàn)榭刂剖强刂乒馀c暗的傳輸，當(dāng)顏色變化，液晶是不變的，所以不需要考慮刷新率的問題。 液晶原理介紹液晶顯示器（LCD）英文稱為液晶顯示器，這是一個(gè)液晶來實(shí)現(xiàn)顏色控制透射顯示技術(shù)。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結(jié)構(gòu)不一樣為漏極開路的結(jié)構(gòu)，因此要加上拉電阻才能正常使用[5]。STC89C52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器[5]。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。并且，STC89V58RD最高振蕩頻率可達(dá)40MHz，大大提高了指令的執(zhí)行速度[3]。片上振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和電容需要外接。新的已經(jīng)超過了5單片機(jī)的中斷源例如STC89E58RD，有9個(gè)中斷源。為了方便的串行通信的設(shè)計(jì)，52系列將提供3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。四個(gè)8位并行I/O接口P0 ~ P3，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出。目前的發(fā)展趨勢是RAM和ROM芯片集成在一個(gè)芯片，便于提高系統(tǒng)抗干擾能力的用戶設(shè)計(jì)。片內(nèi)程序存儲器ROM（4KB），用于存儲程，一些原始數(shù)據(jù)和表格。圖31 STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 STC89C52單片機(jī)主要特性一個(gè)8位的微處理器（CPU）。STC89C52的存儲器系統(tǒng)由4K的程序存儲器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)組成[3]。主控模塊模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用，需要檢測鍵盤等各種參數(shù)，同時(shí)驅(qū)動液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在這里我們選用了51系列單片機(jī)中的STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖STC89C5按鍵、LCD160光電傳感器、時(shí)鐘模塊、運(yùn)放等構(gòu)成，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)超過范圍的時(shí)候單片機(jī)會驅(qū)動蜂鳴器發(fā)響，脈搏測量的時(shí)候需要人把手輕輕的按在光電傳感器上面，由于人脈搏跳動的時(shí)候，血液的透光性不一樣會導(dǎo)致接收器那邊接收的信號強(qiáng)弱不一樣，間接的把人脈搏信號傳回，通過運(yùn)放對其進(jìn)行放大、整形后連接到單片機(jī)的IO口，單片機(jī)利用外部中斷對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，最終換算成人一分鐘脈搏的跳動次數(shù)，最終顯示在液晶屏上。其主要特點(diǎn)是使用串行數(shù)據(jù)傳輸，可提供充電功能的可編程的掉電保護(hù)電源，并且可以關(guān)閉充電功能。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的數(shù)據(jù)存儲器RAM暫存。方案二：用DS1302時(shí)鐘芯片，DS1302的時(shí)鐘是一個(gè)高性能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，功耗低，它可以對年，月，日，星期，時(shí)間，分鐘，秒計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。方案一：單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)。方案二：光電傳感器提取脈搏信號，手指組織可分為皮膚，手指組織肌肉，骨骼和其它非血液組織和血液組織，包括非血液組織的光吸收量是恒定的，而血液的搏動，動脈血與靜脈血很弱，可以忽略，因此，光透過手指的變化后，僅有動脈血充盈引起的，所以在恒定光源的波長照射，通過手指檢測光強(qiáng)度將間接測量人體脈搏信號。壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在一個(gè)方向的外力和變形（包括彎曲變形），由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會在表面產(chǎn)生電荷。所以，LCD1602方案的第三液晶顯示屏作為顯示模塊。但由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器轉(zhuǎn)移，芯片往往是很多在電路調(diào)試的障礙，所以不要用LED數(shù)碼管顯示[4]。方案一：采用點(diǎn)陣數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣數(shù)碼管是由八行和八列發(fā)光二極管構(gòu)成，適用于顯示文本，如數(shù)字顯示使用太浪費(fèi)，且價(jià)格相對較高，因此不用點(diǎn)陣數(shù)碼管顯示。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[3]。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。2. 總體方案論證與設(shè)計(jì)根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能劃分，系統(tǒng)一共需要以下幾個(gè)模塊：主控模塊、顯示模塊、信號采集電路，以下就針對這幾個(gè)模塊的選型和論證進(jìn)行討論。（3）用戶可以設(shè)置脈搏次數(shù)的上限和下限，超過上限或上限單片機(jī)會驅(qū)動蜂鳴器發(fā)響。能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能：（1）鍵盤掃描，通過單片機(jī)檢測用戶按下的是哪個(gè)按鍵并執(zhí)行相應(yīng)的功能。我們研究了頻率特性和脈沖信號的幾種疾病的差異，從能量的角度來看，推廣使用——頻域倒譜分析和同態(tài)反褶積技術(shù)，用于估計(jì)人體脈搏系統(tǒng)傳遞函數(shù)的第一時(shí)間，分析了脈搏系統(tǒng)的頻率特性。從不同的時(shí)域分析，對高分辨率的脈沖信號的頻域特性，所以國內(nèi)外的一些學(xué)者自80年代在脈搏信號的頻域分析開始研究學(xué)習(xí)，取得了顯著的效果。包括直觀的形式方法，多因素的識別方法，脈率脈圖法，時(shí)域分析的脈沖面積的方法。在實(shí)踐中，目