【正文】 低位在前高位在后的8位數(shù)據(jù)，之后是一個高電平停止位。 } //由軟件將TI置0上述串行口發(fā)送子程序中，TI為發(fā)送中斷標志位，在TI=0時，當(dāng)CPU執(zhí)行一條向SBUF寫數(shù)據(jù)的指令時，就啟動發(fā)送過程。 //將x送入數(shù)據(jù)緩存區(qū) while ( TI == 0 ) 。 //數(shù)據(jù)傳輸率:9600 fosc= TR1 = 1 。 //SMOD=1，表示數(shù)據(jù)傳輸率加倍 TH1 = 0xfd 。 //定時器1, 方式 2, 8位自動重裝 SCON | = 0x40 。之后啟動定時/計數(shù)器1。首先通過定時/計數(shù)器的方式控制寄存器TMOD選擇定時器1，工作方式選擇方式2，8位自動重裝。串行口控制寄存器SCON控制著串行口四種工作方式的選擇、多機通信控制位、串行接受允許位、發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)、接收的第九位數(shù)據(jù)、發(fā)送與接收的中斷標志位，特殊功能寄存器PCON的D7位SMOD為波特率選擇位。 } 通過上述AD轉(zhuǎn)換子程序，輸入到單片機的模擬信號將會被轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的數(shù)字信號，讓后就可以通過串口發(fā)送程序?qū)?shù)字信號發(fā)送到上位機上進行實時顯示。 //讀取數(shù)據(jù) ad_data = P0 。 OE = 1 。 i++ ) //進行AD轉(zhuǎn)換 { 。 //啟動AD轉(zhuǎn)換，并使EOC信號為低電平 For ( i = 0 。 i++ ) 。 //使其逐次逼近寄存器復(fù)位 For ( i=0 。具體AD轉(zhuǎn)換子程序代碼如下所示：void ad () { unsigned int i , j 。程序代碼設(shè)計中首先令START為1，延時一段時間后將主次逼近寄存器復(fù)位，然后再令START為0，啟動AD轉(zhuǎn)換并延時，隨后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。例如ADC0809在時鐘頻率為500kHz時轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當(dāng)于12MHz的MCS51單片機共128個機器周期。代碼設(shè)計中采用定時傳送方式，把ADDA、ADDB、ADDC三個地址輸入線都接地，即選用IN0通道輸入模擬信號，經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)字信號采用定時傳送方式傳入單片機進行數(shù)據(jù)處理。 //字碼段數(shù)據(jù)位送P1口 delay_us ( 150 )。 k++ ) //通過k控制哪個數(shù)碼管顯示 { Discan = scan_con [ k ]。 //定義局部變量k for ( k=0。}LED數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式顯示，相應(yīng)的就需要動態(tài)掃描函數(shù)來控制，首先定義一個局部變量，通過局部變量的變化來控制LED數(shù)碼管的位選控制端和段碼顯示控制，當(dāng)這些設(shè)定好后，要想使亮著的數(shù)碼管持續(xù)時間能夠滿足人的視覺暫留效果，便需要調(diào)用延時子函數(shù)使其延時時間滿足需求。 t0 。下面是聲明的延時子函數(shù)，聲明了整型形參t，當(dāng)t大于0時每一個機器周期t的值都會依次減一，直到t小于等于0時程序繼續(xù)往下執(zhí)行，它的優(yōu)點在于延時時間可以根據(jù)實際的需要來調(diào)節(jié)，方便快捷易懂。 //顯示單元數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，共3個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 //LED位選顯示控制，分別對應(yīng)三個LED數(shù)碼管，選通時相應(yīng)的LED數(shù)碼管點亮。 //分別對應(yīng)共陰極LED段碼表0、3 、滅。由以上分析可以看出掃面顯示函數(shù)和延時函數(shù)是LED數(shù)碼管驅(qū)動程序所必需的部分。 LED數(shù)碼管與單片機的接口電路LED數(shù)碼管與單片機的接口電路如圖41所示：圖41 LED數(shù)碼管與單片機的接口電路由上圖可以看出單片機的P1口八個端口分別與LED數(shù)碼管的八段段碼顯示控制端相連接，構(gòu)成了片選控制端，～，當(dāng)程序控制單片機發(fā)送相應(yīng)的字符時，數(shù)碼管便會相應(yīng)的點亮，從而實現(xiàn)每分鐘脈搏數(shù)目的顯示，這就是顯示模塊的設(shè)計。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，雖然實際上各位數(shù)碼管并不是同時點亮的，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的段碼，這樣就會使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。數(shù)碼管動態(tài)顯示是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，就是將所有的數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，用一個I/O接口控制，公共端不是直接接地或電源，而是通過相應(yīng)的I/O接口線控制。在實際應(yīng)用中必須增加譯碼驅(qū)動器來進行驅(qū)動，這就增加了硬件電路的復(fù)雜性。要顯示字符直接在I/O線上發(fā)送相應(yīng)的字碼段。推薦使用1015mA電流，靜態(tài)驅(qū)動是指每個LED數(shù)碼管的每一個段碼都由單片機的一個I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二進制轉(zhuǎn)十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。要想讓數(shù)碼管能夠正常工作，數(shù)碼管的各段碼就需要用相應(yīng)的驅(qū)動電路來驅(qū)動，從而顯示出測量的脈搏數(shù)目，根據(jù)不同的數(shù)碼管驅(qū)動方式，可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩類 [13]。優(yōu)點是價格便宜，編程簡單，缺點是LED數(shù)碼管顯示數(shù)字存在閃爍情況，觀察脈搏顯示數(shù)目效果不太理想，但可以實現(xiàn)顯示功能。優(yōu)點是體積小、功耗低、壽命長、顯示穩(wěn)定字跡清晰美觀，可以很清楚的直接觀察當(dāng)前脈搏數(shù)目；缺點是價格相對較高，編程相對較為復(fù)雜。 LED數(shù)碼管顯示模塊設(shè)計 顯示模塊的選取顯示脈搏數(shù)模塊有兩個方案：LCD液晶模塊顯示和LED數(shù)碼管顯示。 // 啟動定時計數(shù)器T0工作 EA = 1。 // 允許T0溢出中斷 EX0 = 1。 // 外部中斷0為高優(yōu)先級中斷 IT0 = 1。 //裝載初值 TL0 = T0L。設(shè)置完成后即完成了對定時器T0和外部中斷0初始化，程序代碼如下所示：void ding shi (){TMOD | = 0x02。不僅可以精確實現(xiàn)脈搏的計數(shù)，而且測量時間短，極大的節(jié)約了測量時間?？梢缘玫剿斎氲拿}搏信號周期為定時時間乘以信號連續(xù)跳變兩次之間的中斷次數(shù)，然后通過程序設(shè)計取得每分鐘的脈搏數(shù) [13]。，由于需要精確定時，應(yīng)設(shè)置定時器T0的中斷優(yōu)先級最高。，可以利用T0工作在方式2，精確定時200微秒。然后再通過求周期的倒數(shù)便可以得到每分鐘的脈搏數(shù)目。由于脈搏信號屬于低頻信號，此次的設(shè)計思路是通過測量信號的周期來計算頻率。經(jīng)過實際的編程調(diào)試后發(fā)現(xiàn)了問題，頻率顯示不穩(wěn)定、計數(shù)不精確并且需要測量的時間長。，第一個任務(wù)是重新給TL0和TH0賦初值，為下一次的定時中斷做準備，第二個任務(wù)是中斷次數(shù)加1，中斷次數(shù)用numone表示，由于程序設(shè)計的1m定時需要記錄20次中斷數(shù)目所以其數(shù)據(jù)類型應(yīng)該設(shè)為無符號的字符型，同樣在初始化程序時置numone為0。，程序需要使用兩個中斷，T0的溢出中斷用于50ms的定時，外部中斷1用來對INT1引腳上的脈沖進行計數(shù)，由于程序的主要任務(wù)是對脈沖進行計數(shù)，從而計算出頻率，因此外部中斷1的中斷優(yōu)先級應(yīng)為最高。當(dāng)中斷次數(shù)達到20次時即定時達到1s。在測量信號頻率的時候我首先采用的設(shè)計思路是：，單位時間設(shè)置為一秒，也就是信號的頻率，設(shè)其數(shù)據(jù)類型為無符號的整型，其測量頻率范圍為0到65535Hz。由于ADC0809芯片可處理電壓為0到+5V，所以在傳感器輸出電壓處采用分壓方法以便于達到芯片處理電壓要求，轉(zhuǎn)換后的信號送入單片機后同樣便于單片機的響應(yīng)與處理。適合于腕動脈、頸動脈、下肢淺表動脈等不同部位的測量。本傳感器殼體內(nèi)已配置放大器和輸出阻抗變換器，可以很方便地與其它電路相匹配。MB4型脈搏波傳感器為壓電式脈搏傳感器，適用于心臟功能監(jiān)測儀檢測體表動脈搏動波形。綜合考慮，人的心跳頻率范圍在0～240次每分鐘，而且MB4微型脈搏傳感器性價比高，所以本設(shè)計采用MB4型脈搏波傳感器作為采取脈搏信號的傳感器。HK2000C集成化數(shù)字脈搏傳感器雖然功能很強大，但同樣價格也很高，從設(shè)計成本上考慮太奢侈，不適合于設(shè)計的應(yīng)用。壓電薄膜傳感器與壓電陶瓷片傳感器價格低廉，但市面上很難找到賣家，從網(wǎng)上買又有最小訂貨量的限制，HK2000A集成化脈搏傳感器與SC0073微型動態(tài)脈搏微壓傳感器功能相近，但價格比后者高出許多。適用于心臟功能監(jiān)測儀檢測體表動脈搏動波形。MB4型脈搏波傳感器主要性能指標如下：1．頻率響應(yīng)：～35Hz2．靈敏度：2mv/Pa ( 對于正常脈搏波信號，輸出幅度可達3～4Vp～p)3．絕緣阻抗：1000MΩ4．輸出阻抗：1KΩ5．體積：Φ2215mm6．電源電壓：5～9VDCMB4型脈搏波傳感器靈敏度很高、抗過載能力強、抗干擾性能優(yōu)、具有操作簡便等特點。性能指標同HK2000B集成化脈搏傳感器。價格在240元左右。主要應(yīng)用于無創(chuàng)心血管測試，中醫(yī)脈象診斷。價格在100元左右。該產(chǎn)品可用于脈率檢測，主要用于運動、健身器材中的心率測試。HK2000A集成化脈搏傳感器性能指標如下：電源電壓：3～12VDC壓力量程：50～+300mmHg過載：100倍輸出高電平： 輸出低電平：HK2000A集成化脈搏傳感器采用高度集成化工藝將力敏元件PVDF壓電膜、靈敏度溫度補償元件、感溫元件、信號調(diào)理電路集成在傳感器內(nèi)。總體來說，除了測量脈搏范圍有一點兒不足外。SC0073微型動態(tài)脈搏微壓傳感器的主要性能指標如下：壓力范圍： ≤1Kpa靈敏度： ≥非線性度： ≤1% 頻率響應(yīng)： 1~1000HZ標準工作電壓： 3V (DC)擴充工作電壓： ~6V (DC)標準負載電阻： 10K擴充電阻： 5K~20K外形尺寸： SC0073A X 由以上性能指標可以看出SC0073微型動態(tài)脈搏微壓傳感器具有比較高的靈敏度，非線性比較好，頻率響應(yīng)范圍很廣，但如果人體脈搏每分鐘心跳少于60下，則有可能檢測不到脈搏信號，擴充工作電壓可以與單片機的工作電壓相匹配，節(jié)省了另外獨立的工作電源。于是本設(shè)計采用壓電式傳感器采取信號。在調(diào)試硬件時串口老是接收不到數(shù)據(jù)，在經(jīng)過多次修改程序與硬件電路檢查后終于發(fā)現(xiàn)是MAX232與串口的引腳錯接到引腳8導(dǎo)致了以后許多不必要的工作量，既浪費時間又浪費精力，所以說認真細心的態(tài)度是工作中所必需的。MAX232芯片用+5V電源供電，另外需要外接幾個電容便可以完成從TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換，僅僅需要連接STC89C52單片機的RXD和TXD引腳便可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸 [12]。由于PC機的RS232邏輯電平與單片機的TTL電平不兼容，為了實現(xiàn)單片機與PC機的通信，必須進行電平轉(zhuǎn)換，因此本設(shè)計采用由美國MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232芯片，它是目前應(yīng)用較為普遍的串行口電平轉(zhuǎn)換器。 ADC0809與PC機連接本設(shè)計需要單片機與PC機間實現(xiàn)實時通信，PC機內(nèi)基本上都裝有一個RS232異步通信適配板，它的主要工作器件是可編程的UART芯片，從而可以使PC機有能力與其他具有標準RS232串行通信接口的其他設(shè)備進行通信。 ADC0809與單片機接口電路由于proteus仿真軟件不支持ADC0809芯片仿真，所以采用ADC0808芯片代替ADC0809，其功能特性與ADC0809芯片相同，軟件仿真時采用ADC0808芯片，實際硬件電路中采用ADC0809芯片，無論是仿真還是實際硬件其與單片機接口電路相同，ADC0808與單片機接口電路如圖34所示：圖34 ADC0808與單片機接口電路：ADDA、ADDB、ADDC3位地址輸入線接地，即選用IN0通道，模擬信號通過IN0通道輸入；時鐘控制信號通過CLOCK端口輸入，時鐘頻率選擇為500kHz；A/；。3．中斷方式用轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。2．查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片可以利用表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。例如ADC0809在時鐘頻率為500kHz時轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當(dāng)于12MHz的MCS51單片機共128個機器周期。為此可采用下述三種方式確認AD轉(zhuǎn)換是否完成 [12]。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機進行處理。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 ADC0809工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。Vcc：電源，單一+5V、GND：地 [13]。要求時鐘頻率不高于640KHZ。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平，轉(zhuǎn)換期間一直為低電平。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。 ADC0809引腳功能下面說明各引腳功能：IN0～IN7：8路模擬量輸入端。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行AD轉(zhuǎn)換。打算采用的具體芯片型號為逐次比較型ADC080AD574A與雙積分型AD轉(zhuǎn)換器MC14433。 AD轉(zhuǎn)換電路模塊AD轉(zhuǎn)換即模數(shù)轉(zhuǎn)換，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以便于計算機進行處理。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的，而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的，按鍵電平復(fù)位電路如圖33所示：圖33 按鍵電平復(fù)位電路上述電路