基于單片機的脈搏計畢業論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 .................................................................. 17 整形電路 ........................................................................................... 17 時鐘模塊的設計 ............................................................................................. 17 DS1302 概述 ........................................................................................ 18 DS1302 內部 RTC 和 RAM 地址分配 .............................................. 20 DS1302 時鐘電路設計 ........................................................................ 23 ............................................................................................................ 24 系統軟件總體設計 ......................................................................................... 24 程序設計原理 ................................................................................................. 26 .................................................................................................................... 28 硬件調試 ......................................................................................................... 28 軟件調試 ......................................................................................................... 28 調試結果 ......................................................................................................... 28 ............................................................................................................................ 29 附錄 ............................................................................................................................... 31 系統整體原理圖 ........................................................................................................... 31 元件清單 ....................................................................................................................... 31 系統源程序 ................................................................................................................... 34 5 基于單片機的 脈搏計 摘要： 人體脈象中富含有關心臟、內外循環和神經等系統的動態信息。 時域分析法：目前國內對脈象信號的特征提取方法 ,多數采用時域分析法。 而國內在后一方面的研究多于國外。脈象儀的總體構成包括脈象信號檢測，信號預處理和信號分析三個環節。 生物醫學傳感器獲取生物信息并將其轉換成易于測量和處理信號的一個關鍵器件。 本文主要介紹了數字式脈搏計的具體實現方法，利用 紅外 傳感器產生脈沖信號，經過放大整形后，輸入單片機內進行相應的控制，從而測量出一分鐘內的脈搏跳動次數 ，快捷方便。隨著傳感器技術及計算機處理技術的發展，人們希望能夠將現代技術應用于中醫脈象診斷，以便更科學、更客觀地揭示脈象的實質與特征。在成年人中，女性的心率一般比男性稍快。 人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張 ,使血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統傳播 ,這種波稱為脈搏波。從發表的文獻來看 , 國外在前一方面做了大量的研究 , 也早于國內學者 。 （ 2）脈搏信號處理與特征提取 目標信號檢測的關鍵是提取信號的特征。我們從能量角度研究了幾種不同疾病脈搏信號的特征頻域特征和差異 , 7 利用頻域分析的延伸技術 —— 倒譜與同態解卷 ,首次估計出了人體脈搏系統的傳遞函數 , 分析了脈搏系統的頻率特性。在目前已知的小波函數中 ,復值調制的 Gaussian 函數是使用最高的小波之一。其內部集成了很多模擬電路、數字電路和微處理器，提供強大的功能。 所以本設計中方案三中的 LCD1602 液顯示屏作為顯示模塊。 方案二： 采用 DS1302 時鐘芯片實現時鐘， DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ~。 除此之外系統還帶一個定時提醒測量的時鐘功能，用戶可以設定鬧鐘時間。 時 鐘 電 路R O M / E P R O M / F l a s h 4 K BR A M 1 2 8 BS F R 2 1 個定 時 個 / 計 數 器 2C P U總 線 控 制中 斷 系 統5 個 中 斷 源2 個 優 先 級串 行 口全 雙 工 1 個4 個 并 行 口X T A L 2 X T A L 1R S TE AA L EP S E NP 0P 1P 2P 3V s sV c c 圖 31 STC89C52 單片機結構圖 STC89C52 單片機主要特性 1. 一個 8 位的微處理器 (CPU)。為方便設計串行通信，目前的 52 系列單片機 都會提供 3 個 16 位定時器 /計數器。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號端。 PSEN(29 腳 )： 程序存儲允許輸出信號端。當EA 引腳接高電平時， CPU只訪問片內 EPROM/ROM并執行內部程序存儲器中的指令，但當 PC(程序計數器 )的值超過 0FFFH(對 8751/8051 為 4K)時，將自動轉去執行片外程序存儲器內的程序。在 CPU 訪問片外存儲器時， P0 口分時提供低 8 位地址和 8 位數據的復用總線。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位準雙向I/O 口。 13 ： (WR)外部數據存儲器寫選通。 LCD 液晶顯示器簡介 由于本設計中要求顯示界面顯示一些參數，因此這里選用了 LCD1602 作為界面顯示，可以把一些相關的參數進行顯示。但對于內帶字符發生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U2單片機+5V12Y212MHZ30pFC830pFC91 2 3 4 5 6 7 8 9P1 10K 排阻VSS1VCC2VEE3RS4RW5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16LCD1lcd1602+5V+5V+5VS1SWPB10KR1010uFC6+5V10KR22 圖 35 LCD1602 與 STC89C52 的接口 鍵盤模塊設計 本按鍵模塊使用的是多位獨立按鍵，按鍵一端接 IO 口，一端接地，由于單片機的 IO 口都有內部上拉，因此當按鍵沒有按下的時候， IO 檢測到的時候高電平，當按鍵按下的時候，相當于 IO 短接地，因此這時候單片機檢測到的電平為低電平，通過檢測不同時刻的 IO 口狀態就可以判斷按下的是那個按鍵。選擇電路：所選放大整形電路框圖如圖 38 所示。與采用并行總線與單片機進行數據通信的時鐘芯片相比， DS1302 與單片機的連線大為減少，極大的節省了單片機的系統資源，單片機通過讀取 DS1302 上面的數據可以得到實時時間。 采用 DS1302 作為記錄測控系統中的數據記錄，其軟硬件設計簡單，時間記錄準確，既避免了連續記錄的大工作量，又避免了定時記錄的盲目性，給連續長時間的測量、控制系統的正常運行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應用于長時間連續的測控系統中。對于小于 31 天的月和月末的日期自動進行調整，還包括閏年校正的功能。在開始 8 個時鐘周期，把命令字節裝入移位寄存器之后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數據，在寫操作時寫入數 據。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。上電運行時，在 VCC≥，RST 必須保持低電平。VBAT電池輸入引腳。 21 圖 310 DS1302 地址分配圖 DS1302 的控制字如圖 311 所示。在時鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31 或 RAM 寄存器中的地址 31 不能存儲數據。時鐘和日歷寄存器中的內容均采用 BCD 碼格式，時鐘寄存器 00h 的位 7 是時鐘停止位，當該位被設置為 1 時，晶振失效，當該位被清零時，晶振使能。 表 33 DS1302 的日歷、 時鐘寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值 范圍 各位內容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 0112 或 0023 2/ 24 0 10AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29, 30,31 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IOM MONTH 周 日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 時鐘暫停：秒寄存器的位 7 定義位時鐘暫停位。 OUT：輸出控制。表 35 列出了方波頻率與 RS 位的值的對應關系。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執行軟件，它能完成各種實質性的功能，如測量，計算，顯示，打印，輸出控制和通信等，另一類是監控軟件，它是專門用來協調各執行模塊和操作者的關系，在系統軟件中充當組織調度角色的軟件。 軟件任務分析的另一個內容是如何安排監控軟件和各執行模塊。 各執行模塊規劃好后，就可以監控程序了。 26 開 始復 位 端 變 高 啟 動 一次 數 據 傳 送 工 作寫 命 令 字 節 一 位SCLK發 脈 沖夠 8次 嗎 ？寫 數 據 字 節 一 位SCLK發 脈 沖夠 8次 嗎 ？復 位 端 變 低結 束否是否是 圖 43 時鐘模塊 子函數流程圖 時鐘模塊的流程圖如圖 43 所示，一開始先讓時鐘芯片的復位引腳置高進而啟動一次