【正文】 圖 4 所示。 HK2021A傳感器是一種主要用在運(yùn)動(dòng)、健身器材上對(duì)脈搏檢測(cè)的傳感器，以脈沖波的形式輸出。主要特點(diǎn)： 抗干擾性能力強(qiáng) ， 過載能力大 ， 一致性好 ， 性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng) 技術(shù)指標(biāo)： 可與 CPU 直接接口，提供 8 位并行及串行兩種連接方式連接微處理器。配合 14 鍵盤可實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，分析結(jié)果瀏覽和修改以及各種人機(jī)對(duì)話，能適時(shí)顯示各種生理參數(shù)值及記錄到的步數(shù)。由于 SPCE061A有 32 個(gè) I/O 口，所以顯示模塊可以直接接至 I/O 口，無須另外的硬件編碼，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。因此在電路中選用 BLTS101PN 結(jié)溫度傳感器（ φ1mm，熱響應(yīng)時(shí)間 τ）。 第四章：本次設(shè)計(jì)主要使用的軟件的選定 設(shè)計(jì)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)選擇 AT89C51 為核心控制元件，以 LM041L 液晶顯示模塊為顯示元件，以蜂鳴器為音頻輸出，用 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)、 HK2021A 型脈搏傳感器、 ND3微振動(dòng) 傳感器作為生理參數(shù)信號(hào)采集元器件，設(shè)計(jì)制作了一個(gè)日常生活中用到的便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)。當(dāng)體溫超過 39℃或心率低于 50 次 /分鐘或心率高于 140 次 /分鐘時(shí)，就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。 主要元器件： AT89C5 LM041L LCD、蜂鳴器、 DS18B HK2021A、 ND晶振、開關(guān)、電容、 電阻、滑動(dòng)變阻器若干 。 單片機(jī) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100次。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 軟件 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真 51系列、AVR， PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路 (如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件 ...)。 總之，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大，是其他任何一款軟件不能相比的。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。 Proteus 軟件所提供了 30 多個(gè)元件庫(kù)，數(shù)千種元件。 第五章：復(fù)位電路模塊的設(shè)計(jì) 這種復(fù)位電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路在剛接通電時(shí)，剛開 始電容是沒有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后， 5V 的電通過電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會(huì)由 0V慢慢的升到 4V 左右（此時(shí)間很短一般小于 秒）， RC構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度大于兩個(gè)機(jī)器周期， 89C51將復(fù)位。 第六章：晶振電路模塊的設(shè)計(jì) AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。電容 C1 和 C2通常取 30pF 左右，可以穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。 第七章：數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中需要采集的生理參數(shù)包括體溫、心率、所跑的步數(shù)，采集體溫用單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，采集心率用 HK2021A 集成化脈搏傳感器，采集所跑的步數(shù)用 ND3 微振動(dòng)傳感器。 第八章：顯示模塊的設(shè)計(jì) 采用 LM041L 作為顯示器件，為四行每行 16 字液晶顯示屏， D0D8 接 P0口，所以要接上拉電阻?；瑒?dòng)變阻器用來調(diào)節(jié) LCD 的背光 亮度，可以使顯示器顯示更加清楚。同時(shí)輸出一高電平，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，更容易提醒鍛煉者。當(dāng) 為高電平是就發(fā)出嘟的聲音，為報(bào)警提示音。 第十章：本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè) 計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，菜單操作。所有測(cè)量參數(shù)均可設(shè)定上、下報(bào)警限，任一參數(shù)越限時(shí)都能發(fā)出聲、光報(bào)警，需要時(shí)，能用消聲鍵停止報(bào)警聲。由于呼吸阻抗信號(hào)具有基線漂移現(xiàn)象，因此在軟件設(shè)計(jì)中采用一種變化中值檢測(cè)法對(duì)基線進(jìn)行校正，具體方法是把上一次呼吸周期內(nèi)的中值點(diǎn)作為本次呼吸周期的檢測(cè)點(diǎn)，這樣即可克服在正常檢測(cè)電壓 范圍內(nèi)基線漂移現(xiàn)象所帶來的漏檢情況。 圖 5 主程序流程圖 數(shù)據(jù)采集部分 對(duì)生理參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集無疑是最重要的，主要通過傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。步數(shù)和脈搏等參數(shù)，主要 記錄的是頻率，只需軟件計(jì)數(shù)就可以，根據(jù)檢測(cè)到的高電平，計(jì)數(shù)器進(jìn)行自加運(yùn)算，從而記錄頻率。因此，我們?cè)O(shè)定溫度域值的初值為℃，以 ℃為步進(jìn)量，可以用上下鍵增減，每按一次按鍵，就遞增或遞減 ℃，直到達(dá)到鍛煉者想要設(shè)定的閾值為止（在 35～ 42℃之間）。 液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)顯示功能的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上就是對(duì) OCM4X8C 液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)編程。液晶驅(qū)動(dòng)的部分程序如下： include void Delay() { int i。 while(i)。 D=*P_IOB_Bufferamp。 //SDA 輸出數(shù)據(jù) if(B!=0) *P_IOB_Data=D|0x0002。0xfffd。0xfffe。 *P_IOB_Data=Damp。 } void WriteByte(char B， char I) { int D， i。0xffbf。 //片選有效 for(i=1。i++) WriteBit(1)。 //RW=0 ... ... ... D=*P_IOB_Bufferamp。 *P_IOB_Data=Damp。 //片選有效 } void LCDinit(void) { int D， i。0xffbc。 D=*P_IOB_Attribamp。 //SDA 為正邏輯輸出 *P_IOB_Attrib=D|0x0043。0xffbc。0xffbc。while(i)。 Delay()。 Delay()。 Delay()。 Delay()。具有實(shí)時(shí)檢測(cè)及實(shí)時(shí)顯示的功能。但是人體溫度一般為 35～ 38℃ ，因此，閾值范圍可以在 35～ 39℃ ，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)得的溫度與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過設(shè)定參數(shù)時(shí)就聲光報(bào)警。并可以記錄顯示，當(dāng)超過設(shè)定的閾值時(shí)，可以發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，如果能將藍(lán)牙?？旒傻皆搩x器中，可以實(shí)現(xiàn)這些生理參數(shù)的傳輸，達(dá)到對(duì)老人或病危病人的遠(yuǎn)程看護(hù)。 單片機(jī)的應(yīng)用如今已經(jīng)在工業(yè)、電子等方方面面展示出了它的優(yōu)越性，利用單片機(jī)在設(shè)計(jì)電路逐漸成了趨勢(shì)，它與外圍的簡(jiǎn)單電路再加上優(yōu)化程序就可以 構(gòu)建任意的產(chǎn)品，使得本設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。 由于個(gè)人能力與時(shí)間的限制，本設(shè)計(jì)還有著待完善之處。 參考文獻(xiàn) [1] 周月霞 , 孫傳 友 .DS18B20 硬 件 連接 及軟 件 編程 [J]. 傳感 器 世界 ,2021,(12). [2]金偉正 ,單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用 [J]儀表技術(shù)與傳感器 ,2021,(07). [3]郁翔 ,趙學(xué)增 .數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 在溫度 場(chǎng)測(cè)試中的應(yīng)用 [J]導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù) ,2021,(05). [4]劉映群 . 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