【正文】 方式：一種是對(duì)射式，另一種是反射式[14]。當(dāng)恒定波長(zhǎng)的光照射到人體組織上時(shí)，通過人體組織吸收、反射衰減后測(cè)量到的光強(qiáng)將在一定程度上反映被照射部位組織的結(jié)構(gòu)特征[13]。所采用的主要元器件有光電三極管[11]和光敏二極管[12]。圖37 加載程序文件第四章 電路原理及仿真電路167。此處以AT89C52為例，雙擊AT89C52打開Edit Component對(duì)話框，如下圖所示，在Program File中選擇uVision4 IDE所生成的后綴為的文件，單擊“OK”。利用主界面左側(cè)的模型選擇元器件欄完成線路的連接和標(biāo)注。如下圖所示：圖36 添加元器件窗口 進(jìn)行元器件的連接。 電路圖仿真 添加元器件。167。 Proteus簡(jiǎn)述 Proteus可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起進(jìn)行仿真調(diào)試[11]，可以與uVision4 IDE工具軟件結(jié)合進(jìn)行編程仿真調(diào)試。167。選擇Project Options for Target “Target 1”彈出的對(duì)話框如下圖所示：圖34 Target選項(xiàng)卡 在“Output”選項(xiàng)卡中選擇“Create HEX File”，在Debug選項(xiàng)卡中的“Use”選項(xiàng)中選擇“Proteus VSM Simulator”單擊“OK”。方法：選中左邊項(xiàng)目窗口中的Source Group1，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Add Files To Group“ Source Group1”，選擇剛才保存的后綴名為“”(此處以C源程序文件為例)，點(diǎn)擊“Add”按鈕完成文件的添加。并單擊保存。在彈出的對(duì)話框中保存為：如果是C語言程序文件，擴(kuò)展名為“”。 接著會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框如下圖所示，選擇所需要的單片機(jī)型號(hào)，選定型號(hào)后單擊“OK”，在新彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“是”即完成相關(guān)的操作。 uVision4 IDE仿真過程 在Project工具欄中選中New Project，在彈出的Create New Project對(duì)話框中選擇保存路徑，在“文件名”文本框中輸入項(xiàng)目名稱，并保存。 uVision4 IDE集成開發(fā)環(huán)境 安裝完成后，雙擊桌面上的“ uVision4”圖標(biāo)進(jìn)入IDE環(huán)境，uVision4 IDE軟件有菜單欄、可以快速選擇命令按鈕的工具欄、一些源代碼文件窗口、對(duì)話框、信息顯示窗口。uVision4 IDE基于Windows系統(tǒng)，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成工程建立、管理、軟件仿真、硬件仿真等開發(fā)流程[10]。BASIC語言和PL/M語言在單片機(jī)的發(fā)展過程中，由于自身存在的劣勢(shì)并未得到廣泛的應(yīng)用，相比之下，C語言憑借其很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、開發(fā)效率高、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 KeilC51高級(jí)語言集成開發(fā)環(huán)境—uVision4 IDE167。 74LS138主要特性表26 74LS138特性表序號(hào)功能1電壓：～2驅(qū)動(dòng)電流：3最大傳輸延遲：41ns4封裝形式：SOP16167。 74LS138簡(jiǎn)述 74LS138是3線8線譯碼器，作為位驅(qū)動(dòng)器與74HC245配合使用實(shí)現(xiàn)對(duì)LED數(shù)碼管的控制。GND邏輯地20邏輯地VCC邏輯電源10電源端167。 74HC245引腳圖25 74HC245引腳圖表25 74HC245特性表符號(hào)引腳名稱引腳號(hào)說明A0A7數(shù)據(jù)輸入/輸出29B0B7數(shù)據(jù)輸入/輸出1811輸出使能19DIR方向控制1DIR=1。167。 74HC245簡(jiǎn)述74HC245為總線收發(fā)器(bus transceiver)。第二功能為控制功能，每個(gè)引腳并不完全相同，如下表所示：表23 P3口的第二功能引腳號(hào)功能RXD(串行口輸入）TXD（串行口輸出）（外部中斷0）(外部中斷1）T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入）T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入）（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫允許）(片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許）167。每個(gè)口同樣可以單獨(dú)控制使用，使用時(shí)無需外接上拉電阻。與P0口的第一功能相同，常作為通用I/O口使用時(shí)，用于傳送用戶的輸入/輸出數(shù)據(jù)，該口內(nèi)部有上拉電阻，使用時(shí)無需外接上拉電阻。常作為通用I/O口使用，用于傳送用戶的輸入/輸出數(shù)據(jù)；當(dāng)P0口帶外部存儲(chǔ)器時(shí)，～，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀/寫數(shù)據(jù)。 GND 接地引腳。 電源引腳。 XTAL1和XTAL2片內(nèi)振蕩電路引腳。用于電路的初始化操作。 51子系列的主要功能表22 51子系列單片機(jī)序號(hào)功能18位CPU2片內(nèi)帶振蕩器及時(shí)鐘電路3256B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器5程序存儲(chǔ)器的尋址范圍64KB6片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍為64KB726B的特殊功能寄存器83個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器96個(gè)中斷源1048根I/O線11111條指令，含乘法指令和除法指令12布爾處理器13使用單+5V電源167。80C51系列單片機(jī)屬于第三代單片機(jī)，包括Intel公司和其他公司的51和52系列，本設(shè)計(jì)采用的是51系列。 單片機(jī)型號(hào)介紹167。當(dāng),時(shí)，=1,=1，鎖存器狀態(tài)不變，放電三極管T狀態(tài)不變，輸出保持不變。當(dāng)為高電平時(shí)： 當(dāng),時(shí)，=0,=1，放電三極管T導(dǎo)通，輸出為低電平。 555定時(shí)器555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，內(nèi)部電路由分壓器、電壓比較器和，簡(jiǎn)單SR鎖存器、放電三極管T以及緩沖器G組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：圖23 555定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)為控制電壓，5號(hào)引腳；是比較器的信號(hào)輸入端，稱為閾值輸入端，6號(hào)引腳；是比較器的信號(hào)輸入端,稱為觸發(fā)輸入端，2號(hào)引腳；為放電端，7號(hào)引腳；為電源，8號(hào)引腳；為直接復(fù)位輸入端，4號(hào)引腳；為輸出端，3號(hào)引腳。其中、為信號(hào)的輸入的正極和負(fù)極，、為電源的正負(fù)極，為輸出端。 LM324主要特點(diǎn)表21 LM324的特性表序號(hào)功能1短路保護(hù)輸出2真正的差分輸入級(jí)3單電源供電:4低輸入偏置電流：最大值100nA5每個(gè)封裝有4個(gè)放大器6高增益，內(nèi)部補(bǔ)償167。16V。LM324系列器件屬于四運(yùn)算放大器，真正的差分輸入，與單電源的運(yùn)算放大器相比，它的優(yōu)勢(shì)在于：工作電壓范圍比較大，；共模輸入范圍包括負(fù)電源，避免了采用外部偏置元件的繁瑣。C)特性，使其具有低噪聲、低輸入偏置電流和低功耗等特性，非常適ECG的前置放大[6]。AD620是一款低成本、高精度儀表放大器，僅需要一個(gè)外部電阻來設(shè)置增益，增益范圍為1至1000，功耗較低( mA)。 LM324167。光電式傳感器，信號(hào)采集前置放大電路濾波電路后置放大電路波形變換電路單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)由于單片機(jī)的中斷分為低電平和下降沿兩種觸發(fā)方式[5]，因此在進(jìn)行波形變換后，要進(jìn)行關(guān)鍵的定時(shí)計(jì)數(shù)處理以及計(jì)數(shù)顯示。進(jìn)行濾波處理后的信號(hào)仍然比較微弱，需要進(jìn)行后置放大處理，由于這時(shí)的信號(hào)是已經(jīng)經(jīng)過濾波處理得到的理想信號(hào)，去除了干擾信息，因此可以進(jìn)行較大的信號(hào)放大。 由于信號(hào)是在強(qiáng)噪聲背景下微弱的低頻信號(hào)，在進(jìn)行濾波處理前，先要進(jìn)行信號(hào)的前置放大，由于夾雜著干擾信號(hào)和噪聲，前置放大倍數(shù)一般較小[4]。經(jīng)過光電式傳感器后輸出的幅值都在幾毫伏左右。心率是指單位時(shí)間內(nèi)心臟搏動(dòng)的次數(shù)，與脈搏跳動(dòng)頻率基本是一致的，另外脈搏信號(hào)比較容易測(cè)得，因此本設(shè)計(jì)利用脈搏信號(hào)進(jìn)行心率計(jì)數(shù)?；趩纹瑱C(jī)的心率計(jì)既能發(fā)揮單片機(jī)快速處理數(shù)據(jù)的能力，同時(shí)伴隨著集成化技術(shù)的逐步提升，便攜、快速準(zhǔn)確、方便實(shí)用的心率計(jì)將不失為一個(gè)更好的選擇，真正做到走入家庭、方便個(gè)人。憑借操作簡(jiǎn)單、無創(chuàng)傷等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于流行病學(xué)等方面的研究中，也正是由于這些原因，使得此法非常適合于向家庭和社區(qū)醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)推廣。例如MIO FUSE手環(huán)，它采用超級(jí)光電感應(yīng)技術(shù)持續(xù)測(cè)量心率，內(nèi)置加速傳感器監(jiān)測(cè)，可以精準(zhǔn)測(cè)量步數(shù)，它卓越的數(shù)字濾波技術(shù)和精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，使其能夠按照真實(shí)的心率及時(shí)的反應(yīng)心率變化。心率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度密切相關(guān)，通過心率監(jiān)測(cè)及時(shí)的調(diào)整運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)方式，使運(yùn)動(dòng)更加系統(tǒng)化和科學(xué)化，從而達(dá)到運(yùn)動(dòng)的最佳效果。由于心率包含著與人體心腦血管系統(tǒng)密切相關(guān)的信息，因此利用心率計(jì)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的病情狀況，做到及時(shí)救治從而降低心腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率，有效的減輕心腦