【正文】 。無線發(fā)送模塊與無線接收模塊主要由單片機AT89S52與射頻芯片nRF401組成。脈搏信號通過脈搏傳感器獲取，信號經(jīng)過采集模塊的處理與優(yōu)化。DS18B20利用一線總線的技術與MCU直接連接，MCU控制DS18B20的讀寫。接收模塊使用串行中斷的方式來接收數(shù)據(jù)，模塊接收到信號（如0x55，0xAA，0x11,0x22 前兩個字節(jié)是識別信號，后兩個字節(jié)分別是脈搏信號與體溫信號）且識別信號正確，接收模塊將后兩個字節(jié)通過串行通信的方式發(fā)送到PC機。脈搏數(shù)據(jù)與體溫數(shù)據(jù)經(jīng)過上位機的處理，脈搏波形與體溫讀數(shù)就會顯示出來，以達到監(jiān)護的目的。上電復位報警溫度調節(jié)開始脈搏信號采集放大電路濾波電路50Hz陷波電路電平提升電路A/D轉換體溫信號采集串行通信無線發(fā)送無線接收溫度顯示串行通信PC 總體設計框圖 脈搏信號采集電路及電路仿真 帶通濾波器電路本電路使用軟件Protel DXP 2004進行原理圖的繪制和電路的仿真。本電路的放大倍數(shù)AVF為1倍，下限頻率fL=,上限頻率fH=。計算方法為：， （21）本電路輸入信號頻率f為100Hz，基線為0V，峰峰值為2V的正弦波，經(jīng)過帶通濾波器后，輸出信號降低1倍。本電路輸入信號頻率為20Hz，基線為0V，峰峰值為2V的正弦波，主放大電路使用集成運放OP07作為信號放大器。本反相比例運算放大電路的放大倍數(shù)運算方法為： (22)，輸入信號被放大3倍。生物醫(yī)學信號頻帶都包含交流電頻率（50Hz），因此測量電路中50Hz交流電帶來的干擾非常普遍，經(jīng)常會用到50Hz陷波器。閉環(huán)增益、特征頻率、等效品質因素分別為：， (23)兩個截止頻率為： (24) (25)阻帶寬度為： (26)本電路輸入信號頻率為50Hz，基線為0V，峰峰值為2V的正弦波，信號在50Hz處衰減很大，符合電路設計要求。生物醫(yī)學信號由傳感器采集經(jīng)過放大處理，得到的信號幅度范圍不一定適合后續(xù)電路的要求，即有可能部份為負值或者含有的直流成分過高。因此在進行AD轉換前就必須對信號幅度值進行相關的處理，如電平提升。改變滑動電阻的位置，調整輸出電壓。生物信號經(jīng)過放大處理后，若要送入計算機進行存儲、顯示等操作，必須要進行數(shù)字化轉換，即將模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉換，轉換成數(shù)字信號。參考電壓REF為5V，因此ADC0832的最小電壓分辨率為REF/255。經(jīng)模數(shù)轉換后為0x80，0x80的十進制為128，128* REF/255≈，轉換正確。 模數(shù)轉換仿真 體溫采集與顯示、報警電路及仿真體溫信號采集使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20來獲取體溫值。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。C~+125176。C范圍內,精度為177。C。其上包括一個片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅動器，而且還有一個8*8的靜態(tài)RAM用來存儲每一個數(shù)據(jù)。體溫信號采集、。DS18B20只需用一根數(shù)據(jù)線與單片機連接就可以完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。系統(tǒng)上電復位完成后，可以設定報警溫度，也可以不設定，不設定時，℃?！?，℃，獲取溫度大于報警溫度，危險警告燈LED_D發(fā)光。nRF401是一個為433MHz ISM頻段設計的真正單片超高頻無線收發(fā)芯片它采用頻移鍵控調制解調技術。nRF401含有兩個頻道。是信息傳輸中使用得較早的一種調制方式,它的主要優(yōu)點是: 實現(xiàn)起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。nRF401最高工作速率可以達到20kbit/s，發(fā)射功率可以調整，最大發(fā)射功率是+10dBm。nRF401還具有待機模式，這樣可以更省電和高效。nRF401的發(fā)送與接收處理：在系統(tǒng)上電復位后，nRF401首先要進行初始化，使nRF401進入到發(fā)射模式。第三個字節(jié)是脈搏數(shù)據(jù)，第四個字節(jié)體溫數(shù)據(jù)的高8位，第五個字節(jié)是體溫數(shù)據(jù)的低8位。如果連續(xù)接收到的數(shù)據(jù)為0xFF、0xAA，程序就會繼續(xù)接收后面的三個字節(jié)數(shù)據(jù)，如果標識碼錯誤，程序就會結束當前中斷，等待下一次的中斷。LabView使用圖形化編程語言，簡單直觀，極大節(jié)省程序開發(fā)時間，同時LabView可提供豐富的庫函數(shù)和功能模塊，可完成各種各樣的復雜編程任務。此系統(tǒng)在軟件上的設計具體有三個模塊，分別是：串行通信模塊、脈搏波形顯示模塊、體溫值計算與顯示模塊。VISA是應用與儀器編程的標準I/O應用程序接口（API），VISA本身并不具有儀器編程能力，VISA是調用底層驅動器的高層API。在LabView中操作串口時，首先需要調用VISA Configure Serial Port完成串口的參數(shù)設置，包括串口資源分配、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗位和流控制。由于nRF401射頻芯片的最大發(fā)射速度為20kb/s，所以此模塊將波特率為19200作為默認選項。 VISA Configure Serial Port串口的參數(shù)設置當設置好串口參數(shù)后就可以讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內的數(shù)據(jù)。無線接收模塊使用串行中斷來接收數(shù)據(jù)，當確認識別碼正確的時候，處理器就認為本次串行中斷有效，開始接收識別碼后面的三個字節(jié)數(shù)據(jù)，第一個字節(jié)數(shù)據(jù)為脈搏數(shù)據(jù)，第二個字節(jié)數(shù)據(jù)為體溫數(shù)據(jù)的高8位，第三個字節(jié)數(shù)據(jù)為體溫數(shù)據(jù)的低8位。三個數(shù)據(jù)經(jīng)過轉換后就存放到索引數(shù)組里面，等待下一級的處理。當清空緩沖區(qū)操作結束后，VISA關閉VI就會結束本次通信會話。 讀取數(shù)據(jù)及后續(xù)相關操作 脈搏波形顯示模塊為了能夠顯示脈搏波形，必需對經(jīng)過串行通信模塊所傳輸過來的數(shù)據(jù)作進一步的處理。從索引數(shù)組里讀出索引值為0的元素。數(shù)據(jù)轉換成相對應電壓數(shù)值的步驟如下：首先讀取一個數(shù)據(jù)（例如所讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)為0xCC，無符號單字節(jié)整型值為204），ADC0832是一個8位逐次逼近式的模數(shù)轉換器件，轉換后能表示的數(shù)值最大為255。在LabView中使用XY圖來顯示波形數(shù)據(jù)。例如現(xiàn)在的移位寄存器中有數(shù)據(jù)（1，2，3，4，5，6，7），for循環(huán)的值為2，KN1=4，所以得出索引值為4。這樣波形就可以顯示出來了。 脈搏波形顯示模塊程序框圖 體溫值計算與顯示模塊從串行通信模塊中的索引數(shù)組中讀取索引值為1和2的元素，索引值為1和2的元素再轉換成無符號雙字節(jié)整型。所以要將索引值為1的元素左移8位，然后與低8位相加，變成一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)L。之后再將溫度值的十位、個位、分位分別計算出來，最后分別與已經(jīng)設計好的數(shù)碼管顯示器（數(shù)碼管顯示器總共有10個顯示數(shù)字，范圍為0~9，）連接，這樣溫度值就可以顯示出來了。 數(shù)碼管顯示器程序框圖及外觀 體溫值計算與顯示模塊程序框圖第四章 系統(tǒng)模塊電路調試第四章 系統(tǒng)模塊電路調試 脈搏信號采集與模塊電路調試脈搏波傳感器的種類很多，就其基本原理來分，大體有三種：液體傳導式、接觸傳導式、光傳導式。光導式脈搏傳感器是采用光電傳感器測量指端容積脈搏波，可分為透射式和反射式兩種，容積脈搏波信號采集多用投射型光電傳感器。本設計所使用的脈搏波傳感器為光導式傳感器。在示波器中，CH1為輸入信號，CH2為輸出信號。根據(jù)反相比例放大電路的電壓放大倍數(shù)公式計算所得出的理論結果與實際結果相接近，為了能夠更靈活地調節(jié)電壓的輸出，反饋電阻使用了滑動變阻器以根據(jù)實際需要來調節(jié)放大倍數(shù)。 主放大電路實際調試結果 50Hz陷波器電路實際調試結果 50Hz陷波器電路調試使用數(shù)字信號波形發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為50Hz，基線為0V，峰峰值為2V的正弦波。輸入信號CH1經(jīng)過50Hz陷波器后，輸出信號CH2輸出波形衰減倍數(shù)為VPP（1）/VPP（2）≈5。 電平提升電路調試使用數(shù)字信號波形發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為50Hz，基線為0V，峰峰值為2V的正弦波。調節(jié)反向輸出端的滑動變阻器，使輸出信號CH2的波形基線往上移，波形的輸出成分全為正電壓，以滿足AD轉換的要求。圖中CH1輸入信號與CH2輸出信號的基線標識相互重疊。 電平提升電路實際調試結果 脈搏波形輸出結果 模數(shù)轉換電路調試模數(shù)轉換電路使用模數(shù)轉換芯片ADC0832將模擬信號轉換成數(shù)字信號。為了得到模數(shù)轉換后轉換的結果正確與否。為了得到實際轉換的結果與仿真結果是否一致，調試結果使用串口調試助手來顯示。 體溫采集與顯示、報警電路調試在系統(tǒng)上電復位后，首先設定好報警溫度，如果沒有手動設定報警溫度值就直接按下開始按鈕后，℃?！?，紅色的LED燈就會常亮。體溫數(shù)值大于報警數(shù)值，紅色的LED燈常亮。串口調試助手中的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)為脈搏數(shù)據(jù)，后面兩個字節(jié)數(shù)據(jù)為體溫數(shù)據(jù)，體溫數(shù)據(jù)為16位數(shù)據(jù)0x01FD。由此可以得出結論：無線發(fā)送模塊與接收模塊通信成功?！?。上位機上顯示脈搏波形和體溫數(shù)值。從確定了脈搏波、體溫無線監(jiān)護系統(tǒng)這個論文題目之后，我也開始搜索相關的信息為我的畢業(yè)設計做好理論基礎。計算機仿真為實際電路的搭建和電路運行成功都作了很好的保證。主要的就是DS18B20的溫度采集仿真、程序編寫和nRF401的問題。為了能夠提高開發(fā)效率和維護方便，我使用了C語言來編寫。在這些基礎上，就到了搭建電路的關鍵時刻了。在無線傳輸這一步我就顯得很被動了，因為沒有經(jīng)過計算機仿真，所有的過程都要在實際電路上完成，效率很低。上位機的編寫我是使用Labview來編寫的，之前在這方面有基礎，所以上位機很快就編寫出來了。在獲取體溫信號方面，使用DS18B20雖然可以捕獲到體溫信號，但是獲取所使用的時間比較長，大概要30秒左右，沒有紅外溫度探頭捕獲得快。在無線傳輸方面，由于受到硬件本身的限制，nRF401的最大發(fā)射速率為20kbs，如果有多個數(shù)據(jù)需要發(fā)射的話，可能會造成數(shù)據(jù)丟失，使波形顯示不完整。人數(shù)較少的情況下，本系統(tǒng)是可以滿足的?；诖?，在加強抗干擾方面，第一，最好使用抗干擾能力強的芯片。在無線傳輸方面，如果要提高傳輸范圍和速度，那就要選用發(fā)射功率更大、傳輸速度更快的射頻發(fā)射芯片了。在網(wǎng)絡共享的前提下，醫(yī)生還可以查看到所有病人的情況。如果可以使用性能更好的無線傳輸設備，那本系統(tǒng)就可以發(fā)揮更好的性能了。在此感謝方向林老師給予我的大力支持與幫助！同時也感謝生物醫(yī)學工程教研室的所有老師，是你們讓我們不但學到了書本上的知識，也學到了很多書本上學不到東西。unchar tag = 0。 //unchar data temp_data[2] = {0x00,0x00}。unchar data status[] = {0,0,0,0}。unint temp。unchar code led[] = {0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b}。t0。}/*中斷初始化函數(shù)*/void zhongduan(){ IT0 = 1。 EA = 1。 EX1 = 1。 TH2 = 0xff。 RCAP2H = 0xff。 T2CON = 0x30。}/*ADC0832模數(shù)轉換函數(shù)*/void adc_0832(){ unchar i。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。