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基于單片機(jī)的脈搏計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2026-07-19 16:41 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /O口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成[3]。STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見圖31。圖31 STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 STC89C52單片機(jī)主要特性一個(gè)8位的微處理器（CPU）。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM（128B），可以讀/寫操作的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如中間結(jié)果，最終結(jié)果要顯示數(shù)據(jù)，用STC89系列單片機(jī)提供高達(dá)1K的RAM。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM（4KB），用于存儲(chǔ)程，一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部無ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。目前的發(fā)展趨勢(shì)是RAM和ROM芯片集成在一個(gè)芯片，便于提高系統(tǒng)抗干擾能力的用戶設(shè)計(jì)。STC公司推出的89系列單片機(jī)集成16K，32K，64K FLASH存儲(chǔ)器，用戶可以根據(jù)需要選擇。四個(gè)8位并行I/O接口P0 ~ P3，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出。個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可設(shè)置和計(jì)數(shù)的方式，用來計(jì)數(shù)外部事件，可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的結(jié)果。為了方便的串行通信的設(shè)計(jì)，52系列將提供3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。新的已經(jīng)超過了5單片機(jī)的中斷源例如STC89E58RD，有9個(gè)中斷源。一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。片上振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和電容需要外接。最高振蕩頻率為12MHz。并且，STC89V58RD最高振蕩頻率可達(dá)40MHz，大大提高了指令的執(zhí)行速度[3]。圖32 STC89C52單片機(jī)管腳圖 STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng)STC89C52系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會(huì)有定時(shí)控制需求，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等；也經(jīng)常要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。STC89C52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器[5]。單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖33 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖圖33為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，單片機(jī)最小系統(tǒng)有單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時(shí)鐘，根據(jù)官網(wǎng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，要讓晶振起振還要配備2個(gè)30PF的電容，時(shí)鐘電路作用為給單片機(jī)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)的復(fù)位電路可以對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，按下復(fù)位按鍵之后可以使單片機(jī)進(jìn)入剛上電的起始狀態(tài)，這里RC電路的作用就是讓單片機(jī)有個(gè)充電的過程，為了保證復(fù)位成功電容充放電時(shí)間要大于2US，選擇了10K和10UF較為常規(guī)的值，充放電時(shí)間遠(yuǎn)大于2US。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結(jié)構(gòu)不一樣為漏極開路的結(jié)構(gòu)，因此要加上拉電阻才能正常使用[5]。 LCD液晶顯示器簡(jiǎn)介由于本設(shè)計(jì)中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了LCD1602作為界面顯示，可以把一些相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示。液晶原理介紹液晶顯示器（LCD）英文稱為液晶顯示器，這是一個(gè)液晶來實(shí)現(xiàn)顏色控制透射顯示技術(shù)。與CRT顯示器相比，液晶顯示器的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。因?yàn)榭刂剖强刂乒馀c暗的傳輸，當(dāng)顏色變化，液晶是不變的，所以不需要考慮刷新率的問題。顯示界面用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)是采用1602LCD液晶顯示模塊。液晶由m行n列的顯示單元構(gòu)成，假定液晶顯示64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，其中包括16每行字節(jié)，共168＝128點(diǎn)，6416的屏幕顯示單元顯示1024字節(jié)RAM區(qū)對(duì)應(yīng)的屏幕上，內(nèi)容和相應(yīng)的光與暗的對(duì)應(yīng)位置的每一個(gè)字節(jié)。從68或88點(diǎn)陣組成一個(gè)字符，這是顯示一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的位置顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，并使每個(gè)字節(jié)的比特“1”，“0”，其中“1”控制亮，“0”控制暗，”小暗，于是形成了一個(gè)字符。但對(duì)于字符發(fā)生器的控制器，顯示字符比較簡(jiǎn)單，可以讓控制器工作文本模式，根據(jù)列數(shù)設(shè)置光標(biāo)顯示在LCD上，開始在RAM查找相應(yīng)的地址，發(fā)送代碼的字符[6]。LCD1602液晶顯示模塊采用HD44780控制器，HD44780擁有簡(jiǎn)單和強(qiáng)大的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符運(yùn)動(dòng)，閃爍等功能，單片機(jī)和CAN通信用LM016L 4位并行傳輸位或4位并行傳輸方式。HD44780控制器是兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（驅(qū)動(dòng)器），字符發(fā)生器（cgorom），字符發(fā)生器內(nèi)存（RAM），地址計(jì)數(shù)器。LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖34所示。圖34 LCD1602引腳圖液晶寄存器選擇控制如表31。表31寄存器選擇控制RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 如圖35所示。用STC89C52的P0口作為數(shù)據(jù)線，、R/W、RS。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號(hào)，R/W讀寫信號(hào)，RS為寄存器選擇信號(hào)，分為：模塊的顯示模塊的初始化設(shè)計(jì)：第一個(gè)清屏，然后設(shè)置接口的數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，57點(diǎn)陣字體，然后設(shè)定總體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍，最后設(shè)置一個(gè)正向的的增量并且不移位。向LCD發(fā)送緩沖區(qū)字符，在程序中采用2字符數(shù)組，其中一個(gè)顯示字符，另一個(gè)顯示電壓數(shù)據(jù)，顯示文字或數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)組，完成后統(tǒng)一的顯示。，確定是否顯示是不夠的，再加上一個(gè)地址將要顯示的字符或數(shù)據(jù)[6]。圖35 LCD1602與STC89C52的接口本按鍵模塊使用的是多位獨(dú)立按鍵，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機(jī)的IO口都有內(nèi)部上拉，因此當(dāng)按鍵沒有按下的時(shí)候，IO檢測(cè)到的時(shí)候高電平，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，相當(dāng)于IO短接地，因此這時(shí)候單片機(jī)檢測(cè)到的電平為低電平，通過檢測(cè)不同時(shí)刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是那個(gè)按鍵[4]。鍵盤模塊電路圖如圖36所示。圖36鍵盤模塊電路圖本設(shè)計(jì)還帶有脈搏超出設(shè)定范圍報(bào)警的功能，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前的脈搏跳動(dòng)次數(shù)超出用戶所設(shè)定的上限或者下限的時(shí)候，單片機(jī)就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。

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