目次 1 緒論 1.1 國內(nèi)外心率計(jì)脈搏儀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1.2 該論文的主要內(nèi)容 2 總體方案的論證與設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 2.2 主控模塊的選型和論證 2.3 顯示模塊的選型和論證 2.4 傳感器的選型和論證 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 主控模塊 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.3 LCD顯示電路模塊設(shè)計(jì) 3.4 液晶顯示電路 3.5 光電傳感器電路模塊設(shè)計(jì) 3.6 傳感器簡介 3.7 濾波電路 3.8 放大整形電路 3.9 整體電路圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序設(shè)計(jì) 4.2 子程序設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 5.1 Keil軟件介紹 5.2 Keil軟件調(diào)試過程及結(jié)果 5.3 硬件調(diào)試 5.4 系統(tǒng)測試 結(jié) 論 致 謝
1 緒論1.1 國內(nèi)外心率計(jì)脈搏儀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀心率(Heart Rate)是用來描述心跳周期的專業(yè)術(shù)語,是指心臟每分鐘跳動的次數(shù), 它不僅是反映心臟功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志,也是反映人體運(yùn)動強(qiáng)度的生理指標(biāo)。自公元三世紀(jì)我國最早的脈學(xué)專著《脈經(jīng)》問世以來,脈學(xué)理論得到不斷的發(fā)展和提高。在中醫(yī)四診(望、聞、問、切)中,脈診占有非常重要的位置。脈診是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中最具特色的一項(xiàng)診斷方法,其歷史悠久,內(nèi)容豐富,是中醫(yī)“整體觀念”、“辨證論證”的基本精神的體現(xiàn)與應(yīng)用。 進(jìn)入21世紀(jì)以來,科技不斷的發(fā)展,電子產(chǎn)品越來越多,系統(tǒng)的價格越來越便宜;產(chǎn)品的科技含量比例也越來越大,性能越來越可靠。人們?nèi)粘5纳a(chǎn)、生活都在慢慢走向高度自動化和智能化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,脈搏測量技術(shù)也越來越先進(jìn),對脈搏的測量精度也越來越高,國內(nèi)外先后研制了不同類型的脈搏測量儀,而其中關(guān)鍵是對脈搏傳感器的研究。國外,諸如法國研制生產(chǎn)的康普樂儀,日本科林公司的動脈硬化檢測儀器等就是利用此方法,并在歐美國家得到廣泛的應(yīng)用,國內(nèi)醫(yī)院也有引進(jìn)此類設(shè)備的研究,在2007年,有人有次類似的產(chǎn)品相繼上市。但,這些儀器被應(yīng)用在大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)中,成本高,檢測費(fèi)用高,功能局限于檢測,不能夠滿足患者隨時隨地的檢測的需要。 1.2 該論文的主要內(nèi)容該論文所做的設(shè)計(jì)是針對心率計(jì)脈搏儀的功能問題,力圖解決測量方便、快捷、準(zhǔn)確等方面的問題。脈搏測量在有脈搏時遮擋光線,無脈搏時透光強(qiáng),所采用的傳感器是紅外接收二極管和紅外發(fā)射二極管。通過觀測脈搏信號,可以對人體的健康進(jìn)行檢查,通常被用于保健中心和醫(yī)院。系統(tǒng)可以供用戶測量當(dāng)時的脈搏次數(shù),同時還可以設(shè)定上限次數(shù)和下限次數(shù),當(dāng)測量的范圍超過設(shè)定的范圍則驅(qū)動蜂鳴器報警提醒,除此外用戶還可以設(shè)定每天鬧鐘提醒測量,時間可以自行設(shè)定。 從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù),歷來都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心,以光電傳感器利用單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部定時器來計(jì)算時間,由光電傳感器感應(yīng)產(chǎn)生信號,單片機(jī)通過對信號累加得到脈搏跳動次數(shù),時間由定時器定時而得。系統(tǒng)運(yùn)行中可以通過觀察指示燈閃爍,若均勻閃爍說明測量值準(zhǔn)確。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)(波形)、強(qiáng)度(波幅)、速率(波速)和節(jié)律(周期)等方面的綜合信息,在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征,但人體的生物信號多屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻的弱信號, 脈搏波信號更是低頻微弱的非電生理信號, 必需經(jīng)過放大和后級濾波以滿足采集的要求。
2 總體方案的論證與設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)心率計(jì)的總體設(shè)計(jì)電路框圖如圖2-1所示,主要包括光電傳感器、放大電路、比較電路、轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路和顯示電路,用其5V的電源。 圖2.1 總體設(shè)計(jì)電路框圖 光電傳感器:光電感應(yīng)主要是由光電指套式傳感器實(shí)現(xiàn)的,LED發(fā)出的光線通過手指照射在三極管的感應(yīng)窗上,隨著微血管脈壓波動的變化,其透光度也隨其變化,這樣光敏三極管的電流也發(fā)生波動性的變化,這樣也完成了將光敏三極管轉(zhuǎn)換為電壓信號,完成可第一步工作過程。 放大電路:由于通過光電傳感器接收到的信號極其微弱,容易被其外圍電路所干擾,因此系統(tǒng)必須為信號處理電路提供電源。檢測到的信號經(jīng)過LM324放大器放大后仍存在較大的偏置電壓,因此必須在信號輸入端加濾波電容,將電路中的直流成份濾掉并保證不影響交流信號的傳遞。 比較電路:比較器是將一個模擬電壓信號與一個基準(zhǔn)電壓相比較的電路。比較器的兩路輸入為模擬信號,輸出則為二進(jìn)制信號,當(dāng)輸入電壓的差值增大或減小時,其輸出保持恒定。運(yùn)用比較電路的原理,對兩個或多個測量數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比較,用來檢測測量結(jié)果是否精確。 A/D轉(zhuǎn)換電路:將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,方便其讀數(shù)。 單片機(jī)處理電路:單片機(jī)處理電路是設(shè)計(jì)的核心電路,起著統(tǒng)籌的作用。 顯示電路:將脈搏(心率)測量結(jié)果顯示出來。 電源:提供的單片機(jī)運(yùn)行所需要的電壓。 2.2 主控模塊的選型和論證 方案一: 采用MSP430系列單片機(jī),該單片機(jī)是TI公司1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器。其內(nèi)部集成了很多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器,提供強(qiáng)大的功能。不過該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計(jì)開發(fā)。 方案二: 采用51系列的單片機(jī),該單片機(jī)是一個高可靠性,超低價,無法解密,高性能的8位單片機(jī),32個IO口,且STC系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試,方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。 因此選用方案二中的51系列單片機(jī)作為主控芯片。 2.3 顯示模塊的選型和論證方案一: 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示,點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成,對于顯示文字比較合適,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價格也相對較高,所以不用此種作為顯示。 方案二: 采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價格雖適中,對于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時,占用單片機(jī)口線少。但是由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位,該芯片在電路調(diào)試時往往有很多障礙,所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。 方案三: 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于本設(shè)計(jì)而言一個LCD1602的液晶屏即可,價格也還能接受,需要的借口線較多,但會給調(diào)試帶來諸多方便。 所以本設(shè)計(jì)中方案三中的LCD1602液顯示屏作為顯示模塊。 2.4 傳感器的選型和論證方案一: 采用壓電傳感器用來提取人的脈搏信號,壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的傳感器。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變(包括彎曲和伸縮形變)時,由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象,會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。通過此現(xiàn)象可以提取出人的脈搏信號。 方案二: 采用光電傳感器提取人體脈搏信號,授予手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織,其中非血液組織的光吸收量是恒定的,而在血液中,靜脈血的搏動相對動脈血是十分微弱的,可以忽略,因此可以認(rèn)為光透過手指后的變化僅由動脈血的充盈而引起,那么在恒定波長的光源的照射下,通過檢測透過手指的光強(qiáng)將可以間接測量到人體的脈搏信號。 由于光電傳感器較壓電傳感器容易在一般的地方可以買得到,因此這里選用光電傳感器來提取人體脈搏信號。 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 主控模塊 主控模塊模塊在整個系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用,需要檢測鍵盤等各種參數(shù),同時驅(qū)動液晶顯示相關(guān)參數(shù),在這里我們選用了51系列單片機(jī)中的STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。 本設(shè)計(jì)采用STC89C52用于設(shè)計(jì),STC89C52有40個引腳,4個8位并行I/O口,1個全雙工異步串行口,同時內(nèi)含5個中斷源,2個優(yōu)先級,3個16位定時/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲器系統(tǒng)由4K的程序存儲器(掩膜ROM),和128B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)組成。 STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見圖3.1所示。 
圖3.1 STC89C52基本組成框圖 STC89C52單片機(jī)主要特性 1. 一個8 位的微處理器(CPU)。 2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM(128B),用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù),如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等,SST89 系列單片機(jī)最多提供1K 的RAM。 3. 片內(nèi)程序存儲器ROM(4KB),用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶ROM/EPROM,如8031,8032,80C31 等。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢是將RAM 和ROM 都集成在單片機(jī)里面,這樣既方便了用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。SST 公司推出的89 系列單片機(jī)分別集成了16K、32K、64K Flash 存儲器,可供用戶根據(jù)需要選用。 4. 四個8 位并行I/O 接口P0-P3,每個口既可以用作輸入,也可以用作輸出。 5. 兩個定時器/計(jì)數(shù)器,每個定時器/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式,用以對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù),也可以設(shè)置成定時方式,并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。為方便設(shè)計(jì)串行通信,目前的52 系列單片機(jī)都會提供3 個16 位定時器/計(jì)數(shù)器。 6. 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng),F(xiàn)在新推出的單片機(jī)都不只5 個中斷源,例如SST89E58RD 就有9 個中斷源。 7. 一個全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I/O 口,用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。 8. 片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路,但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHz。SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達(dá)40MHz,因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖3.2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)、時鐘電路、復(fù)位電路組成,時鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時鐘,作用為給單片機(jī)提供一個時間基準(zhǔn),其中執(zhí)行一條基本指令需要的時間為一個機(jī)器周期,單片機(jī)的復(fù)位電路,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)。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。 圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 3.3 LCD顯示電路模塊設(shè)計(jì)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。 液晶顯示器(LCD)英文全稱為Liquid Crystal Display,它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比,LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過控制是否透光來控制亮和暗,當(dāng)色彩不變時,液晶也保持不變,這樣就無須考慮刷新率的問題。 顯示接口用來顯示系統(tǒng)的狀態(tài),命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是LCD液晶模塊,采用一個16×2的字符型液晶顯示模塊。 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M 行×N 列個顯示單元組成,假設(shè) LCD 顯示屏有64行,每行有 128列,每 8列對應(yīng) 1 個字節(jié)的 8 個位,即每行由 16 字節(jié),共 16×8=128個點(diǎn)組成,屏上 64×16 個顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個字節(jié)相對應(yīng),每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。一個字符由 6×8 或 8×8點(diǎn)陣組成,即要找到和屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8 個字節(jié),并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘1’,其它的為‘0’,為‘1’的點(diǎn)亮,為‘0’的點(diǎn)暗,這樣一來就組成某個字符。但對于內(nèi)帶字符發(fā)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(jù)在LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 LCD1602液晶模塊采用HD44780控制器,hd44780具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集,可以實(shí)現(xiàn)字符移動,閃爍等功能,LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式,hd44780控制器由兩個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(DDRAM),字符發(fā)生器ROMA(CGOROM)字符發(fā)生器RAM(CGRAM),地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼,只能寫入不能讀出,DR用于寄存數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動寫入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù),BF為1時,液晶模塊處于內(nèi)部模式,不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù),DDTAM用來存儲顯示的字符,能存儲80個字符碼,CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系, CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的,它的容量僅64字節(jié),可以自定義8個5*7點(diǎn)陣字符或者4個5*10點(diǎn)陣字符,AC可以存儲DDRAM和CGRAM的地址,如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動把地址碼裝入AC,同時選擇DDRAM或CGRAM,LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖3.3所示。 | | | | | | | | 讀busy flag(DB7),以及讀取位址計(jì)數(shù)器(DB0~DB6)值 | | | | | | 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) |
圖3.3 LCD液晶模塊引腳圖 3.4 液晶顯示電路 如圖3.4所示,用STC89C52的P0口作為數(shù)據(jù)線,用P1.2、P1.1、P1.0分別作為LCD的EN、R/W、RS。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號,R/W是讀寫信號,RS是寄存器選擇信號本模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:顯示模塊初始化:首先清屏,再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為8位,顯示行數(shù)為1行,字型為5×7點(diǎn)陣,然后設(shè)置為整體顯示,取消光標(biāo)和字體閃爍,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。向LCD的顯示緩沖區(qū)中送字符,程序中采用2個字符數(shù)組,一個顯示字符,另一個顯示電壓數(shù)據(jù),要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應(yīng)的數(shù)組中,完成后再統(tǒng)一顯示.首先取一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)送到LCD的顯示緩沖區(qū),程序延時2.5ms,判斷是否夠顯示的個數(shù),不夠則地址加一取下一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)。 圖3.4 液晶顯示電路 3.5 光電傳感器電路模塊設(shè)計(jì)此部分電路的功能是由傳感器將脈搏信號轉(zhuǎn)換為電信號,一般為幾十毫伏,必須加以放大,以達(dá)到整形電路所需的電壓,一般為幾伏。放大后的信號波形是不規(guī)則的脈沖信號,因此必須加以濾波整形,整形電路的輸出電壓應(yīng)滿足計(jì)數(shù)器的要求。選擇電路:所選放大整形電路框圖如圖3.5所示。        圖3.5 放大整形電路框圖 3.6 傳感器簡介傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器,作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動情況,把脈搏跳動轉(zhuǎn)換為電信號,其原理電路如圖3.6所示。 圖3.6 傳感器信號調(diào)節(jié)原理電路 如圖3.6中,紅外管VD采用ST188。用+5V電源供電,R1取150Ω,R2取33kΩ,當(dāng)人把手指放在發(fā)光二極管和光電二極管之間的時候,光電二極管接收到的信號會隨人脈搏強(qiáng)度的變化而變化。 3.7 濾波電路圖3.7 放大濾波電路 圖3.7為脈搏計(jì)的放大濾波信號,由于脈搏信號輸出的信號十分微弱,一般在uV級別,除此外輸出的信號一般會伴隨很大的噪聲干擾,因此在這里用LM358搭建起一個放大和濾波電路。 3.8 放大整形電路經(jīng)過放大濾波后的脈搏信號仍是不規(guī)則的脈沖信號,且有低頻干擾,仍不滿足計(jì)數(shù)器的要求,必須采用整形電路,這里選用了滯回電壓比較器,如圖3.8所示,其目的是為了提高抗干擾能力。集成運(yùn)放采用了LM358,除此外LM358還接上了一個LED用作指示脈搏跳動的狀態(tài)。 圖3.8 波形整形電路 3.9 整體電路圖將3.1-3.8畫為一個圖,整體電路如圖3.9所示:
圖3.9 整體電路圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序設(shè)計(jì) 圖4.1 系統(tǒng)流程圖 主程序流程圖如圖4.1所示,單片機(jī)上電后先進(jìn)行初始化,清楚一些參數(shù)的初值,然后等待用戶按下對應(yīng)的按鍵并進(jìn)入對應(yīng)的功能,當(dāng)用戶按下測量按鍵的時候流程如圖4.1(c)所示,單片機(jī)通過定時15s測量人體的脈搏次數(shù)流程如圖4.1(b)所示,然后再換算出對應(yīng)的真實(shí)的脈搏次數(shù)再在液晶屏幕上顯示流程如圖4.1(a)所示,當(dāng)用戶按下設(shè)置脈搏范圍設(shè)定按鍵后,單片機(jī)根據(jù)用戶按下的按鍵進(jìn)行增加或減少范圍。 4.2 子程序設(shè)計(jì)圖4.2 LCD1602初始化子函數(shù)流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試
5.1 Keil軟件介紹Keil軟件是目前開發(fā)8051系列單片機(jī)的常用軟件,Keil軟件提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案。它具有編譯時間短、可產(chǎn)生最少的代碼量、支持浮點(diǎn)和長整數(shù)、重入和遞歸等特點(diǎn)。 具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高,多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。 2、與匯編相比,C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢,因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面。 3、Keil C51單片機(jī)軟件工具包的整體結(jié)構(gòu),可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。 使用獨(dú)立的Keil仿真器時的注意事項(xiàng): 1、仿真器標(biāo)配11.0592MHz的晶振,但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 2、仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片,不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 3、仿真芯片的31腳(/EA)已接至高電平,所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM,不能使用片外ROM;但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連,故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM(其CPU的/EA引腳接至低電平)的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。 5.2 keil軟件調(diào)試過程及結(jié)果Keil進(jìn)行軟件仿真開發(fā)的主要步驟為: 編寫源程序并保存—建立工程并添加源文件—設(shè)置工程—編譯/匯編、連接,產(chǎn)生目標(biāo)文件—程序調(diào)試。 首先選擇菜單File-New,在源程序編輯器中輸入C語言源程序(直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔)并保存,注意保存時必須在文件名后加上擴(kuò)展名.c。 然后選擇菜單Project-New Project,建立新工程并保存,工程保存后會立即彈出一個設(shè)備選擇對話框,如圖5.1所示,選擇C8051F310單片機(jī)的型號后點(diǎn)確定返回主界面。 
圖5.1 選取單片機(jī)型號 這時工程管理窗口的文件頁(Files)會出現(xiàn)“Target1”,將其前面+號展開,接著選擇Source Group1,右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單,選擇“Add File to Group ‘Source Group1’”,出現(xiàn)一個對話框,加入源文件后點(diǎn)close返回主界面。如圖5.2所示: 
圖5.2 建立工程并加入源文件 選擇工程管理窗口的Target1,再選擇Project-Option for Target‘Target1’打開工程屬性設(shè)置對話框,共有8個選項(xiàng)卡,設(shè)置晶振頻率,在Debug選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等,如要寫片,還必須在Output選項(xiàng)卡中選中“Creat Hex Fi”;其它選項(xiàng)卡內(nèi)容一般可取默認(rèn)值,如圖5.3所示。 
圖5.3 Target選項(xiàng)卡 工程設(shè)置后按F7鍵進(jìn)行編譯/匯編、連接以及產(chǎn)生目標(biāo)文件。 5.3 硬件調(diào)試基于單片機(jī)的脈搏計(jì)系統(tǒng)是多功能的數(shù)字型設(shè)計(jì),所以對于它的程序也較為復(fù)雜,所以在編寫程序和調(diào)試時出現(xiàn)了相對較多的問題。最后經(jīng)過多次的模塊子程序的修改,一步一步的完成,最終解決了軟件。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題如下: 問題1:燒入程序后,LCD液晶顯示閃動,而且亮度不均勻。 解決:首先對調(diào)用的延時進(jìn)行逐漸修改,可以解決顯示閃動問題。其次,由于本作品使作動態(tài)掃描方式顯示的數(shù)字,動態(tài)掃描很快,人的肉眼是無法看出,但是調(diào)用的顯示程序時,如果不在反回時屏蔽掉最后的附值,則會出現(xiàn)很亮的現(xiàn)象,所以在顯示的后面加了屏蔽子令,最后解決了此問題。 
問題2:當(dāng)用戶按下按鍵的時候,單片機(jī)讀取的數(shù)值跟設(shè)定的數(shù)值不對。 解決:重新檢查矩陣鍵盤電路的連接,重新建立一個新的對應(yīng)關(guān)系。 5.4 系統(tǒng)測試基于單片機(jī)的脈搏計(jì)系統(tǒng)的電路較大,對于焊接方面更是不可輕視,龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯誤,則會對檢測造成很大的不便,而且電路的交線較多,對于各種鋒利的引腳要注意處理,否則會刺破帶有包皮的導(dǎo)線,則會對電路造成短路現(xiàn)象。 
在本脈搏計(jì)的設(shè)計(jì)調(diào)試中遇到了很多的問題。回想這些問題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的,以下為主要的問題: 問題1:最開始的時候以為單片機(jī)I/O口直接可以驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲,后來調(diào)試的時候久久不能出聲音。 解決:經(jīng)過查找相關(guān)資料,知道揚(yáng)聲器需要三極管來驅(qū)動,后來把三極管放大器加上系統(tǒng)便可以正常工作。 問題2:開始的時候由于沒想到脈搏信號十分微弱大概在uV級別,因此沒有放大足夠的倍數(shù),單片機(jī)最后沒有檢測到脈搏的信號。 解決:經(jīng)過查找相關(guān)資料,確定脈搏信號的幅值范圍后,增加放大器的放大倍數(shù)就解決問題。
結(jié) 論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我學(xué)到了不少課本上沒有的知識,也鍛煉了自己的動手能力,將以前學(xué)過的零散的知識串到一起。經(jīng)過我長時間的設(shè)計(jì)及調(diào)試,本系統(tǒng)基本能實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的脈搏計(jì)的所有功能。不足之處有:1.硬件的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高2.系統(tǒng)人性化還不足。 我的綜合設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容,通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面,基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作。基本掌握了Protel99SE原理圖的方法,并設(shè)計(jì)了一個單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程,使我對51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解,熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法,如LCD液晶,鍵盤等。并且我學(xué)會了分析問題解決問題的能力,加深了對所學(xué)理論知識的理解和運(yùn)用。我的動手能力得到了很大的提高,創(chuàng)新意識得到了鍛煉。 致 謝 在這次課程設(shè)計(jì)的過程中,我的指導(dǎo)老師給予了我很大的幫助,提供了相關(guān)的資料,對我的課程設(shè)計(jì)作品給予了指導(dǎo)和支持。使我順利圓滿的完成了此次課稱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。在此,向方老師表示衷心的感謝!同時,也要感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心,使我的設(shè)計(jì)得以順利完成。 古人云:預(yù)則立,不預(yù)則廢。祖先曾經(jīng)教導(dǎo)我們:一年之計(jì)在于春,一日之計(jì)在于晨。作為即將走向社會的我們又何嘗不是如此?一個沒有規(guī)劃的人生,就像一場沒有球門的足球賽,滿場亂踢;一個沒有規(guī)劃的人生,就像一葉在茫茫大海上漫無目標(biāo)的小舟,隨波飄蕩。在我們即將走向社會的時候,我們必須對自己的職業(yè)生涯進(jìn)行規(guī)劃。羅素曾說:選擇職業(yè)就是選擇你自己的將來。因此我們要針對社會需要,結(jié)合自身的情況及早做好相應(yīng)準(zhǔn)備,為我們走向社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。俗話說:磨刀不誤砍柴功。為適應(yīng)社會需要,促進(jìn)自我發(fā)展,我們除了學(xué)好本專業(yè)外,還應(yīng)輔修相關(guān)專業(yè)知識,積極參加社會實(shí)踐活動,培養(yǎng)工作能力,努力提高綜合素質(zhì),同時努力培養(yǎng)特長,形成自身競爭優(yōu)勢。 最后,再次感謝南理工給了我讀本科的機(jī)會,以及感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、方老師、許多的朋友和同學(xué)在各個方面給予了我很多的幫助和支持,讓我堅(jiān)持到了最后,謝謝你們!
完整的Word格式文檔51黑下載地址:
基于51單片機(jī)心設(shè)計(jì)率計(jì)脈搏儀.doc
(2.04 MB, 下載次數(shù): 234)
2018-4-30 22:04 上傳
點(diǎn)擊文件名下載附件
下載積分: 黑幣 -5
|