【正文】 .................................................................... 4 167。 LM324 主要特點(diǎn) ........................................................... 4 167。 555 定時(shí)器 ................................................................................ 5 167。 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .................................................................... 6 167。 AT89C51 引腳 ................................................................ 7 167。 74HC245 簡(jiǎn)述 ................................................................ 9 167。 74HC245 引腳 ...............................................................10 167。 74LS138 簡(jiǎn)述 ................................................................10 167。 74LS138 引腳圖 ............................................................ 11 第三章 軟件介紹 ...................................................................................12 167。 KeilC51 簡(jiǎn)介 .................................................................12 167。 uVision4 IDE 仿真過(guò)程 ................................................13 167。 Proteus 簡(jiǎn)述 ..................................................................14 167。 電路圖仿真 ...................................................................15 第四章 電路原理及仿真電路 ..............................................................17 167。 前置放大器 .............................................................................19 167。 后置放大電路 .........................................................................20 167。 設(shè)計(jì)原理 .................................................................................23 167。 計(jì)數(shù)原理 .......................................................................24 167。 LED 顯示電路 .........................................................................26 第六章 系統(tǒng)的檢測(cè) ...............................................................................28 第七章 誤差分析 ...................................................................................29 結(jié) 論 ........................................................................................................30 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................32 致 謝 ........................................................................................................34 附 錄 ........................................................................................................35 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 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。即使是同一個(gè)人，在安靜或睡眠狀態(tài)下心率較慢，而在運(yùn)動(dòng)或情緒激動(dòng)時(shí)心率則會(huì)加快，另外在某些藥物或神經(jīng)體液因素的影響下，心率會(huì)出現(xiàn)短暫的加快或減慢的癥狀；而對(duì)于經(jīng)常進(jìn)行體力勞動(dòng)和體育鍛煉的人來(lái)說(shuō)，平時(shí)心率則比較緩慢。嬰兒常出現(xiàn)癥狀為發(fā)熱、休克、貧血、甲亢、心力衰竭等；而成年人除此之外還常見(jiàn)于運(yùn)動(dòng)、興奮、激動(dòng)、飲酒等。心率過(guò)快超過(guò) 160 次 /分或過(guò)慢低于 40 次 /分，則多表現(xiàn)為心臟病病人，常有心悸、胸悶、心前區(qū)不適等癥狀。對(duì)于老年人和病危的患者來(lái)說(shuō)尤為重要，一單發(fā)生意外可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)從而及時(shí)的進(jìn)行救治，挽救病人的生命；特別對(duì)于心腦血管疾病的病人來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要。近年來(lái)，伴隨著快節(jié)奏、高壓力的生活氛圍，心腦血管疾病的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，這對(duì)心率計(jì)的發(fā)展既是一個(gè)要求也是一個(gè)機(jī)遇。 目前市場(chǎng)上比較流行的測(cè)心率的儀器是心率手環(huán)和心率手表， 它們的出現(xiàn)，讓我們遠(yuǎn)離了傳統(tǒng)心率帶產(chǎn)生的束 縛、劃傷、勒痕等諸多不適感，以及信號(hào)不穩(wěn)造成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等煩惱。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 通過(guò)對(duì) 脈搏波 的檢測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)脈壁的擴(kuò)張性和軟硬度已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。利用此法生產(chǎn)的儀器盡管在歐美等國(guó)得到普及，國(guó)內(nèi)也引 進(jìn)并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，但是，由于這些儀器價(jià)格昂貴、功能局限，并不適合普通患者，因此這類(lèi)產(chǎn)品在市場(chǎng)上并未普及，只存在于一些大型的醫(yī)療機(jī)構(gòu)中。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體構(gòu)思 人體的各種生理參數(shù)如 心電 、腦電等生物電信號(hào)都屬于強(qiáng)噪聲背景下微弱的低頻信號(hào)，是由復(fù)雜的生命體發(fā)出的不穩(wěn)定的自然信號(hào) [ 2]。 與其他生物電信號(hào)相比， 脈搏 信號(hào)比較容易檢測(cè)同時(shí)具有直觀的規(guī)律性。 心率計(jì)設(shè)計(jì)的步驟如下： 心率計(jì)設(shè)計(jì)的第一步就是要獲得原始的 脈搏 信號(hào)，本設(shè)計(jì)采用光電式傳感器 [3]通過(guò)對(duì)手指末端透光度的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)出 脈搏信號(hào)進(jìn)行心率計(jì)數(shù) 。 濾波處理。 進(jìn)行波形變換將 脈搏信號(hào) (近似正弦波 )變換成方波信號(hào)。 圖 11 總體流程圖 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) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 各元器件介紹 167。 LM324 簡(jiǎn)述 脈搏信號(hào) 是 強(qiáng)噪聲下微弱的低頻信號(hào)，往往具有很大的共模干擾電壓，需要用到儀表放大器，來(lái)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行精密的電壓放大，同時(shí)，對(duì)共模干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，以提高信號(hào)質(zhì)量。由于 AD620 具有高精度 (最大非線性度 40 ppm)、低失調(diào)電壓 (最大 50 μV)和低失調(diào)漂移 (最大 μV/176。但由于 AD620不常用 在市場(chǎng)上買(mǎi)不到，網(wǎng)店中雖有賣(mài)的但由于元器件便宜，并且數(shù)量較少，整體上費(fèi)用過(guò)高不劃算，于是最終選擇了四運(yùn)放運(yùn)算放大器 LM324。另外，此元件也可工作在單電源下，電壓的范圍為 或 177。 167。 LM324 引腳圖 圖 21 LM324 引腳圖 LM324 共有 4 組運(yùn)算放大器 ， 每一組運(yùn)算放大器如下圖表示，它有 5 個(gè)引出腳，分別為： ?Vi 、 ?Vi 、 ?V 、 ?V 、 Vo 。 圖 22 運(yùn)算放大器 167。ov 為放電端， 7 號(hào)引腳； CCV 為電源， 8 號(hào)引腳； DR 為直接復(fù)位輸入端， 4號(hào)引腳； ov 為輸出端， 3 號(hào)引腳。當(dāng) DR 為高電平時(shí)： 當(dāng) 1Iv 32CCV , 2Iv 3CCV 時(shí)， 1Cv =0, 2Cv =1，放電三極管 T 導(dǎo)通，輸出 ov 為低電平。 當(dāng) 1Iv 32CCV , 2Iv 3CCV 時(shí)， 1Cv =1, 2Cv =1，鎖存器狀態(tài)不變，放電三極管 T 狀態(tài)不變，輸出 ov 保持不變。 單片機(jī)型號(hào)介紹 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。 51 子系列的主要功能 表 22 51 子系列單片機(jī) 序號(hào) 功能 1 8 位 CPU 2 片內(nèi)帶振蕩器及時(shí)鐘電路 3 256B 片內(nèi)數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 4 8KB 的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 5 程序存儲(chǔ)器的尋址范圍 64KB 6 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍為 64KB 7 26B 的特殊功能寄存器 8 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 9 6 個(gè)中斷源 10 48 根 I/O 線 11 111 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。用于電路的初始化操作。 XTAL1 和 XTAL2 片內(nèi)振蕩電路引腳。 CCV 電源引腳。 GND 接 地引腳。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) ， ～ 在 CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)先傳送片外存儲(chǔ)器的低 8 位地址 ， 然后傳送 CPU 對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)。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(wú)需外接上拉電阻。每個(gè)口同樣可以單獨(dú)控制使用，使用時(shí)無(wú)需外接上拉電阻。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： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 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） INT0 （外部中斷 0） INT1 (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） WR （片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě) 允許） RD (片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許） 167。 74HC245 簡(jiǎn)述 74HC245 為總線收發(fā)器 (bus transceiver)。 167。 74HC245 引腳 圖 25 74HC245 引腳圖 表 25 74HC245 特性表 符號(hào) 引腳名稱(chēng) 引腳號(hào) 說(shuō)明 A0A7 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 29 B0B7 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 1811 OE 輸出使能 19 DIR 方向控制 1 DIR=1， BA? 。 GND 邏輯地 20 邏輯地 VCC 邏輯電源 10 電源端 167。 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。 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： 41ns 4 封裝形式： SOP16 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 167。 KeilC51 高級(jí)語(yǔ)言集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 —uVision4 IDE 167。 BASIC 語(yǔ)言和 PL/M 語(yǔ)言在單片機(jī)的發(fā)展過(guò)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(yǔ)言憑借其很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、開(kāi)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。 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(kāi)發(fā)工具，可以完成工程建立、管理、軟件仿真、硬件仿真等開(kāi)發(fā)流程 [10]。 uVision4 IDE 集成開(kāi)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， u