【正文】 計(jì) 8 驅(qū)動芯片的選擇 本設(shè)計(jì)采用 74 系列中的 74LS245 作為數(shù)碼管驅(qū)動器，集成芯片 74LS04 作為數(shù)碼管反相器。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功 能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時(shí)， DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) CE為高電平時(shí)， A、 B 均為高阻態(tài)。 P0 口與 74LS245輸入端相連 ,E 端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。 圖 26 74LS245 引腳圖 74LS04 簡介 74LS04 是 6 非門（反相器），它的工作電壓是 5V，內(nèi)部含有 6 個(gè) CMOS 反相器， 74LS04 的作用就是反相把 1 變成 0。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 27 74LS04 引腳圖 顯示器的選擇 本設(shè)計(jì)采用 3 位共陽八段數(shù)碼管作為顯示器。 無論是共陰還是共陽，都需要加限流電阻，否則會燒壞七段譯碼管。發(fā)光二極管的工作電壓一般在 ~，為計(jì)算方便，通常選 2V，發(fā)光二極管的工作電流選取在 10~20mA[9]。表 22 列出了字符“ 0”至字符“ 9”的對應(yīng)字型碼 [10]。下面給出各個(gè)部分的硬件電路設(shè)計(jì)方案。 其總電路圖見附錄 A。 圖 31 電源電路原理圖 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 12 該 穩(wěn)壓電源 電路 利用晶體管作為調(diào)整元件和負(fù)載串聯(lián)，調(diào)整元件看做是可變電阻，從輸出電壓中提取全部或部分電壓調(diào)節(jié)調(diào)整管所呈現(xiàn)的電阻來維持 輸出電壓基本不變。 穩(wěn)壓電源 電路主要是由變壓器、三端集成穩(wěn)壓器 780 整流電路、濾波電路組成。 復(fù)位電路 單片機(jī)在啟動時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 不管是單片機(jī)剛接上電源還是斷電后或發(fā)生故障后均要進(jìn)行復(fù)位的操作。復(fù)位電路如圖 32 所示。 MCS51 系列單片機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需外接晶振源，就可以產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號送到單片機(jī)的內(nèi)部各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。 晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為 Crystal，是利用石英晶體（ SiO2 晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件 ； 兩個(gè)振蕩電容 C C2 是分別接在晶 振的兩個(gè)腳和對地的電容 ，本 設(shè)計(jì) 分別 選用 的標(biāo)準(zhǔn)石英晶振 和兩個(gè) 22pF 的電容 。 圖 33 晶振電路 原理 圖 脈搏信號采集放大電路 目前脈搏波檢測系統(tǒng)有以下幾種檢測方法：光電容積脈搏波法、液體耦合腔脈搏傳感器、壓阻式脈搏傳感器以及應(yīng)變片式脈搏傳感器。 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 14 脈搏主要由人體動脈舒張和收縮產(chǎn)生的，在人體指尖組織中的動脈成分含量高，而且指尖厚度相對其他人體組織而言比較薄，透過手指后檢測到的光強(qiáng)相對較大，因此測量部位選擇在人體指尖。因此可認(rèn)為光透過手指后的變化僅由動脈血的充盈而引起的，那么在恒定波長的光源照射下，通過檢測透過手指的光強(qiáng)可以間接測量到人體的脈搏信號 [13]。所以設(shè)計(jì)信號放大電路，將脈搏傳感器出來的信號進(jìn)行放大，使之成為一個(gè)幅值適當(dāng)?shù)男盘枺阌诤罄m(xù)電路的處理。 圖 34 脈搏信號采集放大電路原理圖 LED 顯示電路 LED顯示電路如圖 35所示，當(dāng) 、 、 ， 74LS04導(dǎo)通，對應(yīng)位選通。分別顯示數(shù)字 0 到9。程序的主要思路是利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)兩次脈沖之間的時(shí)間，即可得出一次心跳的時(shí)間，然后便可以得出一分鐘的脈搏數(shù)。 上電后，首先進(jìn)行整機(jī)初始化處理，其中初始化包含了對定時(shí)器的選用、優(yōu)先級的設(shè)定和初始值的設(shè)置?；?AT89S52 單片機(jī)脈搏測量儀的程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 基于 AT89S52 單片機(jī)脈搏測量儀程序 流程圖 開始 初始化 有脈搏？ 脈搏計(jì)數(shù)加 1 Y N 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 18 xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 5 軟件調(diào)試及仿真 本次設(shè)計(jì)軟件調(diào)試工具采用 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng) Keil uVision2， Keil C51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器為 8051 微 控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,并保留了匯編代碼高效 、 快速的特點(diǎn)。 軟件編譯 工程的創(chuàng)建 運(yùn)行 Keil uVision2 軟件 點(diǎn)擊 Project 點(diǎn)擊 New Project，如圖 51 所示。 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 20 圖 52 單片機(jī)的選擇 程 序的編譯 （ 1） 程序代碼的編寫 通過 C 語言對本次設(shè)計(jì)進(jìn)行程序代碼的編寫工作，如圖 53 所示。 圖 54 HEX 文件的生成 系統(tǒng)仿真測試 將編譯生成的基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì)模擬仿真 hex 文件寫入 AT89S52單片機(jī)中，進(jìn)行仿真測試，顯示結(jié)果正常。 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 22 圖 55 脈搏次數(shù)為 71 時(shí)仿真圖 （ 2）脈搏跳 動次數(shù)為 105 時(shí)仿真結(jié)果 如圖 56 所示。通過硬件和軟件相結(jié)合的方式 完成了 脈搏測量儀 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) ，從而實(shí)現(xiàn)了 AT89S52 單片機(jī)通過脈搏傳感器， 把采集到的脈搏信息通過 數(shù)碼管 顯示出來。 該系統(tǒng)操作簡單、自動化程度高、 可擴(kuò)展性強(qiáng) ， 具有較好的適用性和推廣價(jià)值。感謝大學(xué)四年傳授我專業(yè)知識的所有老師，謝謝你們嘔心瀝血的教導(dǎo)。如果沒有他們的幫助，此次畢業(yè)論文的完成將變得困難。 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 28 xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 附錄 A 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 30 xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 附錄 B 程序清單： include() unsigned char i,j,t,m,YSHSHJIAN,YSHHCHONG[3]。 unsigned char code WXUAN[3]={0xf7,0xef,0xdf}。 //字型碼 sbit SHRU=P3^0。 main() //主程序 { TMOD=0x01。 TL0=0x78。 //開中斷 IT0=1。 //開定時(shí)器 T0 for( 。 ) //脈搏指示燈控制 { if(SHRU==0) { YSHI(200)。 } } } external0() interrupt 0 //外部中斷服務(wù)程序 { SHRU=0。 else MBO=12020/n。 //取個(gè)位數(shù) MBO=MBO/10。 //取十位數(shù) YSHHCHONG[0]=MBO/10。 } 基于單片機(jī)的脈搏測量儀設(shè)計(jì) 32 Timer0() interrupt 1 //定時(shí)中斷服務(wù)程序 { TH0=0xec。 t=WXUAN[j]。 //~ 送 1 P3=P3amp。 //~ 輸出取出 的位值 t= YSHHCHONG[j]。 //取字型碼 P1=t。 //j 作為數(shù)碼管的計(jì)數(shù)器，取值 0~2，顯示程序通過它確認(rèn)顯示那個(gè)數(shù)碼管 if(j==3) j=0。 if(n==2020) //10 秒鐘測不到心率， n 復(fù)位 n=0。YSHSHJIAN0。i2