心搏跟蹤記錄儀設(shè)計(jì)

1、i 遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：題目： 心搏跟蹤記錄儀設(shè)計(jì)心搏跟蹤記錄儀設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字） 起止時(shí)間：起止時(shí)間：2012013 3.06.24-201.06.24-2013 3.07.07.1212 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） ii 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） iii 注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60

2、% 答辯20% 以百分制計(jì)算 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì) （論文） 題目 心搏跟蹤記錄儀設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 由 1 只壓力（或聲音）傳感器來記錄心臟搏動(dòng)情況，代替心電圖實(shí)現(xiàn)對(duì)病人病情的分 析。每秒采樣 10 次，心搏記錄時(shí)間達(dá) 10 分鐘。 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 cpu 選擇，晶振電路，復(fù)位電路） 2. 心搏測(cè)量傳感器選擇及信號(hào)放大電路設(shè)計(jì) 3. 10 分鐘心搏記錄 ram 選擇與設(shè)計(jì) 4. 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序編寫 技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)： 1噪聲測(cè)量范圍：30-130db 2工作電源 220v 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求： 1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本

3、，選擇合適的單片機(jī)、傳感器及模擬量輸入電路等； 2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖； 3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明， 詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上。 進(jìn)度計(jì)劃 第 1 天 查閱收集資料 第 2 天 總體設(shè)計(jì)方案的確定 第 3-4 天 cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5 天 心搏測(cè)量傳感器及信號(hào)放大電路設(shè)計(jì) 第 6 天10 分鐘心搏記錄 ram 選擇與設(shè)計(jì) 第 7 天 程序流程圖設(shè)計(jì) 第 8 天 軟件編寫與調(diào)試 第 9 天 設(shè)計(jì)說明書完成 第 10 天 答辯 指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)

4、教師簽字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） iv 摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，我們的生活節(jié)奏也越來越快，面對(duì)每天繁忙的工作 生活，我們不一定能像以前那樣定期抽出時(shí)間去為自己身體做一次體檢。而事實(shí) 上我們身體承受的負(fù)荷卻越來越大，相比于以前我們需要給自己的身體以更多的 關(guān)注，甚至是時(shí)刻了解它的健康狀況。身體的健康與否在很多方面都會(huì)有所體現(xiàn)。 比如一個(gè)人的心率值就基本能反映一個(gè)人心臟是否正常工作的。大家都知道心臟 是我們?nèi)梭w中最重要的器官之一，使我們生命的源動(dòng)力。所以我們能時(shí)刻了解它 的狀態(tài)是很重要的。由于我們平時(shí)不一定總是能抽出時(shí)間去做體檢，所以我們需 要一個(gè)簡(jiǎn)單的，便于操作的，可靠性高的

5、心搏跟蹤記錄儀來幫助我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi) 測(cè)到我們的心率值。讓我們能及時(shí)了解到我們現(xiàn)在心臟以及身體的狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：心率值，便于操作，可靠性高，心搏跟蹤。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） v 目 錄 第 1 章 緒論 .1 1.1 心搏跟蹤記錄儀概況 .1 1.2 本文研究?jī)?nèi)容 .1 第 2 章 cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).2 2.1 心律跟蹤記錄儀總體設(shè)計(jì)方案 .2 2.2 cpu 的選擇 .3 2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 .3 2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .4 2.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .5 2.6 cpu 最小系統(tǒng)圖 .6 第 3 章 心搏跟蹤記錄儀輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) .7 3.1 心搏跟蹤記錄儀傳感器的選擇 .7 3

6、.2 a/d 轉(zhuǎn)換器選擇 .7 3.3 信號(hào)采集電路 .8 3.4 信號(hào)比較電路 .9 3.5 a/d 轉(zhuǎn)換電路 .9 3.6 顯示電路 .10 3.7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖 .11 第 4 章 心搏跟蹤記錄儀軟件設(shè)計(jì) .13 4.1 主程序與中斷程序流程圖 .13 4.2 測(cè)量程序清單 .14 4.3 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì) .14 第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .17 參考文獻(xiàn) .18 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 0 第 1 章 緒論 1.1 心搏跟蹤記錄儀概況 在社會(huì)飛速發(fā)展的今天，人們的物質(zhì)文化生活得到了極大的提高，但同時(shí)多 種疾病威脅著人們的生命；而心臟病的發(fā)作又是人們難以預(yù)防的突發(fā)致命疾病， 所

7、以健康也被越來越多的人所重視。本設(shè)計(jì)要解決的問題就是可以測(cè)量心率、預(yù) 防心臟病等心臟方面疾病的心搏跟蹤記錄儀。 心搏是人體的一項(xiàng)重要生理參數(shù)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，心搏對(duì)于血液循環(huán)和心臟 功能領(lǐng)域的研究具有重要意義。通過測(cè)量人的心搏，便可初步判斷人的健康狀況。 隨著人們生活水平的提高，地球環(huán)境遭到破壞，多種疾病威脅著人們的生命；而 心臟病的發(fā)作又是人們難以預(yù)防的突發(fā)致命疾病。因此，心搏跟蹤記錄儀很快產(chǎn) 生，并得到發(fā)展。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展、人們的生活節(jié)奏加快，設(shè)計(jì)一種以使 用方便為前提，能夠快速測(cè)出人心搏的心搏跟蹤記錄儀，不僅是臨床者的欲求， 也是體育訓(xùn)練者和外出旅游者的需求，因此，心搏跟蹤記錄儀有著

8、廣闊的市場(chǎng)前 景。心搏跟蹤記錄儀是醫(yī)學(xué)中用來測(cè)量人體心率的裝置，高精度心搏跟蹤記錄儀 的研究開發(fā)歷來是醫(yī)學(xué)儀器領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。 1.2 本文研究?jī)?nèi)容 本文闡述了基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的心率計(jì)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法。以at89c51單 片機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了心率計(jì)的各種功能。文中詳細(xì)地描述了心率計(jì)的設(shè)計(jì)過程， 包括：取樣電路、放大電路、比較電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理電路和顯示 電路，同時(shí)還提出了基于單片機(jī)的編碼、譯碼程序設(shè)計(jì)流程圖。第一步：對(duì)本論 文的選題的目的和意義以及論文的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述。第二步：介紹了系統(tǒng)整體方 案的設(shè)計(jì)與原理總圖，簡(jiǎn)要的介紹了設(shè)計(jì)的原理和框圖介紹。第三步：詳細(xì)介紹 了系統(tǒng)所需

9、的主要元器件和詳細(xì)介紹了單片機(jī)最小系統(tǒng)，對(duì)取樣電路、放大電路、 比較電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理電路和顯示電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。第四步：在 硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，闡述了對(duì)軟件的設(shè)計(jì)并介紹了程序計(jì)算方法，給出了程序主 程序和子程序。第五步：總結(jié)本文的研究工作。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 2 章 cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 心律跟蹤記錄儀總體設(shè)計(jì)方案 圖 2.1 過程原理框圖 各模塊功能： 要實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏的測(cè)量，首先要用傳感器模塊測(cè)量得到脈搏信號(hào)。 信號(hào)得到后，因?yàn)樵夹盘?hào)比較微弱，需要用放大器模塊將其放大到一個(gè)合 適的幅度。 放大后的信號(hào)中會(huì)夾雜有各種噪聲，因此需要經(jīng)過濾波器模塊對(duì)其進(jìn)行濾波 處

10、理，以消除噪聲，提高信號(hào)信噪比。 為使信號(hào)能夠在計(jì)數(shù)器中實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形電路模塊處理，將 信號(hào)由一個(gè)不規(guī)則信號(hào)整理為可用于計(jì)數(shù)的方波或脈沖信號(hào)。 信號(hào)經(jīng)過整形后，由于設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量一分鐘心率的功能，需 要在計(jì)數(shù)前對(duì)信號(hào)通過倍頻器模塊進(jìn)行倍頻處理，以實(shí)現(xiàn)上述功能。 經(jīng)過之前一系列處理后，信號(hào)將進(jìn)入計(jì)數(shù)器模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)，其中計(jì)數(shù)器需要 用相應(yīng)的定時(shí)器模塊配合完成該步驟，定時(shí)器模塊同樣要實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)測(cè)量一分 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 鐘心率的功能。 計(jì)數(shù)器模塊輸出的信號(hào)是可用于顯示器模塊顯示的七位bcd碼，將其連入顯 示器模塊顯示。同時(shí)將該信號(hào)送入比較器模塊中與預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行

11、比較，當(dāng)測(cè)量 值在預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)將通過報(bào)警模塊電路進(jìn)行l(wèi)ed燈報(bào)警，表示所測(cè)得的心率超 出正常范圍。 2.2 cpu 的選擇 at89c51單片機(jī)是一種低功耗、高性能、包含4kb的閃速存儲(chǔ)器（flash memory）的8位cmos微控制器。這種器件系以atmel高密度不揮發(fā)的存儲(chǔ)技術(shù)制造， 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)mcs51指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器的程序代碼或數(shù)據(jù) 可在線寫入，也看通過常規(guī)的編程器編程。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

12、36 37 38 39 40 89c51 p1.0 p1.1 p1.2 p1.3 p1.0 p1.0 p1.0 p1.0 reset rxd、p3.0 txd、p3.1 int0、p3.2 int1、p3.3 t0、p3.4 t1、p3.5 wr、p3.6 rd、p3.7 xtal2 xtal1 vss p2.0 p2.1 p2.2 p2.3 p2.4 p2.5 p2.6 p2.7 psen ale/prog ea/vpp vcc p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 . . 圖 2.2 at89c51 引腳圖 2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 89c51單片機(jī)

13、共有4個(gè)8位并行i/o口，這些i/o口一般是不能完全提供給用戶 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 使用的，在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，提供給用戶使用的i/o口只有p1、p3的部分口線。 因此在大部分的89c51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中都不可避免地要進(jìn)行i/o口的擴(kuò)展。本設(shè) 計(jì)中我們通過74ls373進(jìn)行擴(kuò)展。74ls373是一種帶三態(tài)門的8d鎖存器，其管腳示 意圖如下圖2.3a所示。其中d0-d7為8個(gè)輸入端；q0-q7為8個(gè)輸入端；le為數(shù)據(jù)打 入端：當(dāng)le為“1”時(shí)，鎖存器輸出狀態(tài)同輸入狀態(tài)：當(dāng)le“0”時(shí)，數(shù)據(jù)打入端 鎖存器；為輸出允許端：當(dāng)=0時(shí)，三態(tài)門打開；=1時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉， oeoeoe 輸出高祖。

14、常用的接口芯片：6116可編程通用并行接口。hm6116有11條地址線（a0- a10）、8條數(shù)據(jù)線（i/o1-i/o8）、1條電源線、1條接地線gnd和3條控制線片 選信號(hào)ce、寫允許信號(hào)we和輸出允許信號(hào)oe。這3個(gè)控制信號(hào)的組合控制hm6116 芯片的工作方式。6116的引腳如下圖2.3b所示。 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 12 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 74ls373 . . . . 圖 2.3a 74ls373 引腳圖 圖 2.3b 6116 的引

15、腳圖 2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路是使單片機(jī)的cpu或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)， 并從這上狀態(tài)開始工作，除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出現(xiàn) 錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，也需 按復(fù)位電路以重 新啟動(dòng)。復(fù)位電路包括上電復(fù)位，按鍵電平復(fù)位，按鍵脈沖復(fù)位。本設(shè)計(jì)中采用 按鍵電平復(fù)位。按鍵電平復(fù)位是通過是復(fù)位端經(jīng)過電阻與vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的， 如下圖：復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生：rst引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)時(shí)高電平 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 有效，其有效時(shí)間持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即2個(gè)機(jī)器周期）以上。 6.2k c 10p vc c reset

16、200 vcc . . . 圖 2.4 復(fù)位電路 2.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路由一個(gè)晶體振蕩器12mhz和兩個(gè)33pf的瓷片電容組成。時(shí)鐘電路產(chǎn) 生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相 互關(guān)系。單片機(jī)本身就如一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí) 現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格工作。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不直 接使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后才作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信 號(hào)。在二分頻的基礎(chǔ)上再三分頻產(chǎn)生ale信號(hào)，再二分頻的的基礎(chǔ)上再六分頻得 到機(jī)器周期信號(hào)。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引 腳xtal1，輸出

17、端為引腳xtal2，在芯片外部通過兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào) 電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖2.5所示。 y1 12mhz c133pf c233pfgnd xtal1 xtal2 . . 圖 2.5 時(shí)鐘電路 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 2.6 cpu 最小系統(tǒng)圖 由前幾節(jié)介紹的基本器件和簡(jiǎn)單電路，所形成的cpu最小系統(tǒng)如圖所示： 圖 2.6 cpu 最小系統(tǒng) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 第 3 章 心搏跟蹤記錄儀輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 3.1 心搏跟蹤記錄儀傳感器的選擇 通過搜集大量壓力傳感器信息進(jìn)行綜合比對(duì)，飛思卡爾的mpx2050d壓阻式硅 壓力傳感器能夠滿足要

18、求。其主要特點(diǎn)如：壓力范圍0到50kpa，溫度補(bǔ)償范圍0 到+85，獨(dú)有的硅切應(yīng)力應(yīng)變片，提供編帶式或卷軸式出貨封裝選項(xiàng)。 由于人的血壓差范圍大致為40mmhg-50mmhg，即5.3kpa-6.7kpa，根據(jù)傳感器 靈敏度為0.8mv/kpa知，輸出電壓變化范圍為4.24mv-5.36mv；再考慮人的最高血 壓為200mmhg，即26.7kpa，則最大輸出電壓為21.36mv。各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要 求。 圖 3.1 傳感器外形圖與示意圖 3.2 a/d 轉(zhuǎn)換器選擇 adc0809是4位雙積分a/d轉(zhuǎn)換芯片,可以轉(zhuǎn)換輸出20000個(gè)數(shù)字量,有stb選 通控制的bcd碼輸出,與微機(jī)接口十分方便.

19、adc0809具有精度高(相當(dāng)于14位a/d轉(zhuǎn) 換),價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn).其轉(zhuǎn)換速度與時(shí)鐘頻率相關(guān),每個(gè)轉(zhuǎn)換周期均有:自校準(zhǔn)(調(diào)零), 正向積分(被測(cè)模擬電壓積分),反向積分(基準(zhǔn)電壓積分)和過零檢測(cè)四個(gè)階段組 成,其中自校準(zhǔn)時(shí)間為10001個(gè)脈沖,正向積分時(shí)間為10000個(gè)脈沖,反向積分直至 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 電壓到零為止(最大不超過20001個(gè)脈沖).adc0809為dip28封裝,芯片引腳排列如 圖3.2所示： 圖 3.2 芯片 adc0809 引腳圖 3.3 信號(hào)采集電路 信號(hào)采集電路如圖4-2所示。d1與vb組成壓力傳感器。因傳壓力感器輸出的 點(diǎn)脈沖信號(hào)時(shí)非常微弱的信號(hào)，而且頻率

20、很低（如脈搏50次/分鐘為0.78hz，200 次/分鐘為3.33hz），并且還伴有各種噪聲干擾，故該信號(hào)要經(jīng)過r3、c1低通濾 波，去除高頻干擾。當(dāng)傳感器檢測(cè)到較強(qiáng)的干擾時(shí)，其輸出端的直流電壓信號(hào)會(huì) 有很大變化。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 圖3.3 信號(hào)采集電路 3.4 信號(hào)比較電路 電壓比較器是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、 測(cè)量技術(shù)，也可用于v/f 變換電路、a/d 變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān) 測(cè)電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測(cè)電路等。我們主要介紹其基本概念、 工作原理及典型工作電路，電壓比較器是對(duì)兩個(gè)模擬電壓比較其大小并判斷出其 中哪一個(gè)電壓高，

21、如圖3.4 所示。 圖3.4 電壓比較器 3.5 a/d 轉(zhuǎn)換電路 a/d 轉(zhuǎn)換電路如圖 3.5 所示。首先輸入 3 位地址，并使 ale=1，將地址存入 地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。start 上升沿將 逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) ad 轉(zhuǎn)換，之后 eoc 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn) 換正在進(jìn)行。直到 ad 轉(zhuǎn)換完成，eoc 變?yōu)楦唠娖?，指?ad 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果 數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) oe 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài) 門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 3.5 a/d 轉(zhuǎn)換器連線圖 3.6 顯示電路

22、 led采用3位8段加提示符的液晶顯示模塊lcm046，3-4線串行接口，低功耗特 性；顯示狀態(tài)功耗為50ua;省電模式下1ua;工作電壓2.7v5.2v。視角對(duì)比度可 調(diào)，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，可加背光。at89c51通過p0.0p0.7與led連接.圖3.6 為顯示電路： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 圖3.6 顯示電路 3.7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖 心搏跟蹤記錄儀的總體電路如圖 3.7 所示，主要包括取樣整型電路，單片機(jī) 處理電路和顯示電路。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 30pf 8pf 1m 2 3 6 47 1 8 5 u0 vb vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 jp1 v

23、cc s1 10u c vcc p1.0/t2 1 p1.1/t2ex 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 rst 9 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.5/t1 15 p3.6/wr 16 p3.7/rd 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 p

24、sen 29 ale 30 ea/vpp 31 p0.7/ad7 32 p0.6/ad6 33 p0.5/ad5 34 p0.4/ad4 35 p0.3/ad3 36 p0.2/ad2 37 p0.1/ad1 38 p0.0/ad0 39 vcc 40 at89s52 10k r 103 c12 103 c13 12 y1 xtal vcc a 1 f 2 g 3 e 4 d 5 a 6 c 8 dp 7 b 9 a 10 d1 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p00 p01 p02 p03 p04

25、 p05 p06 p07 p10 p10 a 1 f 2 g 3 e 4 d 5 a 6 c 8 dp 7 b 9 a 10 d2 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p11 a 1 f 2 g 3 e 4 d 5 a 6 c 8 dp 7 b 9 a 10 d3 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p12 p11 p12 p13 10u c210u c1 1.5k r4 1.5k r3 2 3 6 47 1 8 5 u0 1.5k r2 1.5k r1 vcc 10u c3 1m r5 1.5k r6 vcc r cv tr vcc q

26、 dc thgnd 555 1m r7 1m r8 0.01uf c5 0.01uf c4 vcc 100u c6 d1 d2 1n4007 1n4007 100u c7 2 3 6 47 1 8 5 u0 1m r9 1.5k r10 vcc vcc vcc a 1 f 2 g 3 e 4 d 5 a 6 c 8 dp 7 b 9 a 10 d4 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p13 3 3 4 4 in3 1 in4 2 in5 3 in6 4 in7 5 start 6 eoc 7 d3 8 oe 9 clk 10 vcc 11 vref+ 12 gnd

27、 13 d1 14 d2 15 vref- 16 d0 17 d4 18 d5 19 d6 20 d7 21 ale 22 add c 23 add b 24 add a 25 in0 26 in1 27 in2 28 u? adc0809ccv 5 5 p2.0 p2.1 p2.2 p2.3 p2.4 p2.5 p2.6 p2.7 vcc p3.2 p3.7 p3.6 104 c20 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字心率計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)院：電氣學(xué)院 姓名：顧維杰 指導(dǎo)教師：高娜 專業(yè)班級(jí)：電信06-1班 學(xué)號(hào)：310608030105 日期：2010年6月 圖3.7 系統(tǒng)原理總圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文

28、） 12 第 4 章 心搏跟蹤記錄儀軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序與中斷程序流程圖 心搏跟蹤記錄儀測(cè)量程序設(shè)計(jì)由兩部分構(gòu)成，前半段實(shí)現(xiàn)初始化，包括定 時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化、設(shè)置堆棧指針以及開中斷等。程序的后半段則是啟動(dòng)兩個(gè) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及調(diào)用顯示子程序和語音播報(bào)子程序來完成心率值的顯示和語音 播報(bào)。心搏跟蹤記錄儀測(cè)量的程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 4.1 所示： 圖 4.1 程序設(shè)計(jì)流程圖 開 始 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化 顯 示 緩 沖 區(qū) 清 零 設(shè) 置 堆 棧 指 針 開 中 斷 啟動(dòng)ctco 、ctc1 顯示（心率值） 語音播報(bào)心率值 結(jié)束 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 4.2 測(cè)量程序清單 rate

29、： steb et0 ；允許中斷 steb ea steb tr0 steb tr1 pctc： mov th0，#15h ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 定時(shí) 60ms mov tl0，#0a0h mov th1，#00h mov tl1，#00h mov tmod，#51h ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 定時(shí)，工作方式 1 ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù) 工作方式 1 mov 7fh，#0ah ；oah=10 10*60ms=0.6s lcall dis_int ；調(diào)用顯示子程序 lcall playl ；調(diào)用語音播報(bào)子程序 ret 4.3 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì) 中斷服務(wù)子程序主要有以下三大功能： 1、實(shí)現(xiàn) 0.

30、6s 定時(shí)，初始化中設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 用作定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為 60ms，同時(shí)用內(nèi)存單元 7eh、7fh 配合做計(jì)數(shù)器，設(shè) 7eh、7fh 單元的初始值為 0ah（相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù) 10） ，每進(jìn)入一次中斷，將 7eh、7fh 單元內(nèi)容減 1，減 為 0 時(shí)為 0.6s 到(60ms 乘以 10=0.6)。 2、滿 0.6s 后，讀定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 中 tl1 的值（每分鐘脈搏跳動(dòng)的次數(shù)一般 不會(huì)超過 255 次） ，即為每分鐘脈搏跳動(dòng)值。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，本設(shè)計(jì)中 采用測(cè)三次求平均的方法來獲取心率值。這就需要我們定義一個(gè)寄存器 r1 的值 為 3，每過一個(gè) 0.6s，r1 的值減 1，

31、并將 tl1 中的值與上一次測(cè)量值 a 中的值相 加。當(dāng) r1 的值為 0 時(shí)，a 中的值就是三次的測(cè)量總值，將其值除以 3 就得到了 心率值。初始化時(shí)將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 設(shè)置為計(jì)數(shù)器工作方式。 3、將 a 計(jì)得的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，并將之送至顯示緩沖區(qū)，其中百位 數(shù)置 60h 單元，十位數(shù)和個(gè)位數(shù)置 61h 單元，以使顯示子程序?qū)崿F(xiàn)每 0.6s 脈搏 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 跳動(dòng)次數(shù)顯示。其中單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的設(shè)計(jì)思路是：將該二進(jìn)制 數(shù)先除以 100（64h） ，后在將余數(shù)除以 10（0ah） ，即可依次得十進(jìn)制數(shù)的百位、 十位和個(gè)位。中斷服務(wù)子程序的程序流程圖如圖 4.3 所示： 圖 4.3 中斷服務(wù)子程序的程序流程圖 中斷服務(wù)子程序： ctco： push dph push dpl push acc ctc0重裝初值，7fh 單元內(nèi)容值0ah 7fh單元構(gòu)成的計(jì)數(shù)器 內(nèi)容減1 判斷、7fh的內(nèi)容是否為0 判斷r1的內(nèi)容是否為0 讀tl1的內(nèi)容 tl1中的值與a中 的值相加 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將十進(jìn)制 數(shù)數(shù)字顯示 調(diào)用語音播報(bào)子程序 返回主程序 是 是 否 否 r1的內(nèi)容減1 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 mov th0，#15h ; mov tl0，#0