【正文】 定時輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。 此引腳的第二功能 PROG 在對片內(nèi)帶有 4KB EPROM 的 8751 編程寫入 (固化程序 )時，作為編程脈沖輸入端。如有脈沖信號輸出，則8051/8031 基本上是好的。 平時不訪問片外存儲器時， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。當(dāng) 8051 上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。RST 引腳的第二功能是 VPD,即接入 RST 端，為 RAM 提供備用電源，以保證存儲在 RAM 中的信息不丟失，從而合復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 要檢查振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈沖信號輸出。 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U5單片機(jī) 圖 32 STC89C52 單片機(jī)管腳圖 部分引腳說明： 鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2： XTAL2(18 腳 )：接外部晶體和微調(diào)電容的一端；片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。最高允許振蕩頻率為 12MHz。 7. 一個全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器 )的串行 I／ O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。 6. 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。 5. 兩個定時器／計(jì)數(shù)器，每個定時器／計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時的結(jié)果 11 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。 SST 公司推出的 89 系列單片機(jī)分別集成了16K、 32K、 64K Flash 存儲器，可供用戶根據(jù)需要選用。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等， SST89 系列單片機(jī)最多提供 1K 的RAM。 STC89C52 單片機(jī) 的基本組成框圖見圖 31。 STC89C52 有 40 個引腳， 4 個 8 位并行 I/O 口， 1 個全雙工異步串行口，同時內(nèi)含 5 個中斷源， 2 個優(yōu)先級， 2 個 16 位定時 /計(jì)數(shù)器。因此 市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以 51 為內(nèi)核的單片機(jī) 。 10 主控模塊 主控模塊模塊在整個系統(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。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述 主 控 模 塊單 片 機(jī)蜂 鳴 器 模 塊液 晶 顯 示 模 塊L C D 1 6 0 2時 鐘 模 塊D S 1 3 0 2光 電 傳 感 器 放 大 整 形 濾 波 電 路 按 鍵 模 塊 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 STC89C5按鍵、 LCD160光電傳感器、 時鐘模塊、 運(yùn)放等構(gòu)成，系統(tǒng)設(shè)有四個按鍵，可以設(shè)置上下限脈搏數(shù)，當(dāng)超過范圍的時候單片機(jī)會驅(qū)動蜂鳴器發(fā)響，脈搏測量的時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。采用普通 晶振作為標(biāo)準(zhǔn)時鐘。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行涓流充電的能力。采用三線接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。采用此種方案雖然可以減少時鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時間誤差較大。 9 由于光電傳感器較壓電傳感器容易在一般的地方可以買得到，因此這里選用光電傳感器來提取人體脈搏信號。 通過此現(xiàn)象可以提取出人的脈搏信號。 傳感器 的選型和論證 方案一： 采用壓電傳感器用來提取人的脈搏信號， 壓電傳 感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的 壓電效應(yīng) 制成的傳感器。 方案三： 采用 LCD 液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，對于本設(shè)計(jì)而言一個 LCD1602 的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受，需要的借口線較多，但會給調(diào)試帶來諸多方便。 方案二： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描， LED 數(shù)碼管價(jià)格雖適中，對于顯示數(shù)字也最合適，而且采用動態(tài)掃描法與 單片機(jī)連接時，占用單片機(jī)口線少。 因此選用方案二中的 51 系列單片機(jī)作為主控芯片。不過該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計(jì)開發(fā)。 主控模塊的選型和論證 方案一： 采用 MSP430 系列單片機(jī)，該單片機(jī)是 TI 公司 1996 年開始推向市場的一種16 位超低功耗的混合信號處理器。 （ 4） 用戶可以設(shè)置 鬧鐘時間用來提醒用戶定時測量脈搏次數(shù)。 （ 2） 通過 紅外傳感器把信號提取并通過濾波放大把信號整形成方波給單片機(jī)計(jì)算一分鐘內(nèi)的脈搏次數(shù)。 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)制作一個 基于單片機(jī)的 脈搏計(jì) 。小波變換這種獨(dú)特的能力使其成為分析脈搏這種非平穩(wěn)信號的有力工具。另外的限制是對一個特殊的信號 ,需要一個特殊的窗才能得到最佳分辨率。 短時傅立葉變換 (STFT)方法：是一種廣義情形 ,是一種線性時頻表示方法 ,它依賴于被分析信號的線性特性 ,即信號的頻譜與在數(shù)據(jù)中提供正弦成分的幅度成線性比例。 時頻聯(lián)合分析法：是把一維信號或系統(tǒng)表示成一個時間和頻率的二維函數(shù) ,時頻平面能描述出各個時刻的譜成分。這種從頻域和能量的角度來分析脈搏信號的思想是十分正確的。 頻域分析法：頻域分析主要是通過離散快速傅里葉變換 ,將時域的脈搏波曲線變換到頻域 ,得到相應(yīng)的脈搏頻譜曲線 ,通過頻譜曲線的特征分析 ,從中提取與人體生理病理相應(yīng)的信息 ,實(shí)現(xiàn)脈 象分類。時域分析法包括直觀形態(tài)法、多因素識脈法、脈象速率圖法、脈圖面積法。在實(shí)際中 ,目標(biāo)信號總是淹沒在大量的雜波或干擾中 ,而且目標(biāo)信號的幅值或功率較雜波 或干擾信號可能還低得多 ,這就需要進(jìn)行有效的信號處理。從測量原理上講，脈象傳感器可分為機(jī)械式、壓電式、光電容式等多種。我國醫(yī)務(wù)界約從 50 年代初就開始了用西方傳來的脈搏描記技術(shù)，使脈象圖形化。 1860 年法國人研制了杠桿脈搏描記器，成為現(xiàn)代脈象描記的基礎(chǔ)。 而國內(nèi)在后一方面的研究多于國外。 研究概況及發(fā)展趨勢綜述 脈搏系統(tǒng)和脈搏信息的研究包括兩大方面 : 一是理論分析與計(jì)算 (即建模方面 )；二是信號檢測與分析。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 ,通過對手指末端透光度的監(jiān)測 ,間接檢測出脈搏信號。無創(chuàng)測量（ NoninvasiveMeas2urements）又稱非侵入式測量或間接測量 ,其重要特征是測量的探測部分不侵入機(jī)體 ,不造成機(jī)體創(chuàng)傷 ,通常在體外 ,尤其是在體表間接測量人體的生理和生化參數(shù)。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率 和節(jié)律等方面的綜合信息 ,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。對某些陣發(fā)性心率過速或過緩，往往在就醫(yī)時測試出心率正常，以至使醫(yī)生無法確診，所以我們設(shè)計(jì)出這種可以隨時進(jìn)行心率測量的心率計(jì)，不僅可以隨時地監(jiān)測一個人的健康狀況，而且為醫(yī)生對這種病癥的確診提供證據(jù)。如心率低于 40 次 /分，應(yīng)考 慮有房室傳導(dǎo)阻滯。如果心率在 160～ 220次 /分，常稱為陣發(fā)性心動過速。健康成人的心率為 60～ 100 次 /分，大多數(shù)為 60～ 80 次 /分，女性稍快； 3 歲以下的小兒常在 100 次 /分以上；老年人偏慢。初生兒的心率很快，可達(dá) 130 次 /分以上。在正常情況下，脈率和心率是一致的。本論文的研究主要是基于這方面來進(jìn)行的，從客觀、物理的角度來詮釋人體脈搏系統(tǒng)。另一方面從西醫(yī)的角 度看 ,近年來人們也試圖根據(jù)脈搏波的變異性來評價(jià)和診斷人體心血管系統(tǒng)的病變 ,以便能找到一個有效的心血管疾病早期無創(chuàng)診斷的方法。中醫(yī)一直是靠手指獲取脈搏信息 , 這難免存在許多主觀臆斷因素 , 況且這種用手指切脈的技巧很難掌握 ,因此人們迫切期望盡早實(shí)現(xiàn)脈診的科學(xué)化和現(xiàn)代化。早在公元前 7 世紀(jì)脈診就成為中醫(yī)的一項(xiàng)獨(dú)特診病方法。 關(guān)鍵詞： STC89C52， 獨(dú)立 鍵盤， LCD 顯示管， 紅外傳感器 。 通過觀測脈搏信號，可以對人體的健康進(jìn)行檢查， 通常被用于保健中心和醫(yī)院。同時脈搏測量還為血壓測量，血流測量及其他某些生理檢測技術(shù)提供了一種生理參考信號。 3 主 要 參 考 文 獻(xiàn) [1]華玉明 .51 單片機(jī)語言模塊化多文件編程方法探討 [J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào) ,20xx(10):5962 [2]趙麗華 ,張文蘭 ,張永壽 .基于單片機(jī)的脈搏信號采集電路設(shè)計(jì) [J].中國醫(yī)學(xué)裝備 ,20xx,11(4):3538 [3]張心歌 .基于單片機(jī)的脈搏波采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].硅谷 ,20xx(5):3132 [4]顏曉河 ,董玲嬌 ,蘇紹興 .光電傳感器的發(fā)展及其應(yīng)用 [J].電子工業(yè)專用設(shè)備， 20xx(1):5962 [5]施勇 .光電傳感器原理淺析 [J].科技創(chuàng)業(yè)家 ,20xx(9):56 [6]程詠梅 ,夏雅琴 .人體脈搏信號檢測系統(tǒng) [J].北京生物醫(yī)學(xué)工程 .20xx,25(5): 13 [7]劉樹種 ,孫書鷹 ,王春平 .單片機(jī)和液晶顯示驅(qū)動器串行接口的實(shí)現(xiàn) [J].微計(jì)算機(jī)信息 ,20xx(2):137139 [8]陳旦花 .單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用 [J].無線互聯(lián)科技 .20xx(10):103104 [9]于志贛 ,劉國平 ,張旭斌 .液顯 LCD1602 模塊的應(yīng)用 [J].機(jī)電技術(shù) .20xx（ 3):2123 [10]韓彩霞 .單片機(jī) C 語言的編程探析 [J].硅谷 .20xx(22),14 [11] 李海濱 .單片機(jī)課程技術(shù)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)例 [M].北京 :第 1 版 .中國電力出版社， 20xx:1120 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教 師（簽名） 教研室主任（簽名） 院長（簽名） 年 月 日 4 目 錄 1 引言 .......................................................................................................................... 5 目的和意義 ...................................................................................................... 5 研究概況及發(fā)展趨勢綜述 .............................................................................. 6 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 ...................................................................................... 7 2. 總體方案論 證與設(shè)計(jì) ................................................................................................ 8 主控模塊的選型和論證 ................................................................................... 8 顯示模塊的選型和論證 ................................................................................... 8 傳感器的選型和論證 ....................................................................................... 8 時鐘芯片的選型和論證 ........