【正文】 。 //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(jī)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(biāo)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(jī)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(jī)上進(jìn)行實時顯示。 //讀取數(shù)據(jù) ad_data = P0 。 OE = 1 。 i++ ) //進(jìn)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(jìn)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(jī)共128個機(jī)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(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)的接口電路LED數(shù)碼管與單片機(jī)的接口電路如圖41所示：圖41 LED數(shù)碼管與單片機(jī)的接口電路由上圖可以看出單片機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)的一個I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)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(zhǔn)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(jìn)行計數(shù)，由于程序的主要任務(wù)是對脈沖進(jìn)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(dá)到20次時即定時達(dá)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(dá)到芯片處理電壓要求，轉(zhuǎn)換后的信號送入單片機(jī)后同樣便于單片機(jī)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(qiáng)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(biāo)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(dá)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(qiáng)、抗干擾性能優(yōu)、具有操作簡便等特點。性能指標(biāo)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(biāo)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)?？傮w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(biāo)如下：壓力范圍： ≤1Kpa靈敏度： ≥非線性度： ≤1% 頻率響應(yīng)： 1~1000HZ標(biāo)準(zhǔn)工作電壓： 3V (DC)擴(kuò)充工作電壓： ~6V (DC)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電阻： 10K擴(kuò)充電阻： 5K~20K外形尺寸： SC0073A X 由以上性能指標(biāo)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(kuò)充工作電壓可以與單片機(jī)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(rèn)真細(xì)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(jī)的RXD和TXD引腳便可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸 [12]。由于PC機(jī)的RS232邏輯電平與單片機(jī)的TTL電平不兼容，為了實現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通信，必須進(jìn)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(jī)連接本設(shè)計需要單片機(jī)與PC機(jī)間實現(xiàn)實時通信，PC機(jī)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(jī)有能力與其他具有標(biāo)準(zhǔn)RS232串行通信接口的其他設(shè)備進(jìn)行通信。 ADC0809與單片機(jī)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(jī)接口電路相同，ADC0808與單片機(jī)接口電路如圖34所示：圖34 ADC0808與單片機(jī)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(jìn)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(jī)共128個機(jī)器周期。為此可采用下述三種方式確認(rèn)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(jī)進(jìn)行處理。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/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～I(xiàn)N7：8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(jìn)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(jī)進(jìn)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)位電路上述電路圖中的電容、電阻參數(shù)適用于12MHz晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于2個機(jī)器周期。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。若使用頻率為12MHz的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過2μs才能完成復(fù)位操作[1]。RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。經(jīng)計算得單片機(jī)工作機(jī)器周期為1μs。4．電源引腳：VCC：電源輸入，接＋5V電源