基于單片機紅外線心率計裝調(diào)實訓(xùn)(單片機部分課件)2014.2.28

1、主要思考及解決的問題主要思考及解決的問題 采用什么原理把人體采用什么原理把人體心率脈動心率脈動變成變成電信號電信號? ? 怎樣把微弱的怎樣把微弱的模擬電信號模擬電信號轉(zhuǎn)換成幅度足夠大轉(zhuǎn)換成幅度足夠大的的數(shù)字信號數(shù)字信號？ 怎樣測量與心率對應(yīng)的方波脈沖怎樣測量與心率對應(yīng)的方波脈沖, ,并在數(shù)碼并在數(shù)碼管上管上顯示出來？顯示出來？ 心率測量時間（心率測量時間（30s30s）怎樣進行設(shè)置）怎樣進行設(shè)置? ?教學(xué)目標教學(xué)目標 掌握常用元器件在電路中應(yīng)用掌握常用元器件在電路中應(yīng)用 掌握整機電路工作原理及電路設(shè)計掌握整機電路工作原理及電路設(shè)計 掌握電路板布局規(guī)范、整機電路安裝調(diào)試掌握電路板布局規(guī)范、整機電

2、路安裝調(diào)試 培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，利用所學(xué)理論知識培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，利用所學(xué)理論知識 分析、排除調(diào)試過程中所遇到的問題分析、排除調(diào)試過程中所遇到的問題教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容序號序號教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容學(xué)時安排學(xué)時安排1 1直流電源電路原理及安裝調(diào)試直流電源電路原理及安裝調(diào)試0.50.52 2光電轉(zhuǎn)換電路原理及安裝調(diào)試光電轉(zhuǎn)換電路原理及安裝調(diào)試0.50.53 3放大濾波整形電路原理及安裝調(diào)試放大濾波整形電路原理及安裝調(diào)試2 24 4單片機控制電路原理及安裝調(diào)試單片機控制電路原理及安裝調(diào)試2 25 5單片機軟件設(shè)計單片機軟件設(shè)計1-21-2光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換電路電路放大濾波放大濾波整形電路整形電路 89S

3、51 89S51單片機單片機輸入輸入+8-13V+8-13V電壓電壓 輸出輸出+5V+5V電壓電壓電源電源電路電路2 23 34 4驅(qū)動電路驅(qū)動電路1 1原理框圖原理框圖 單片機單片機控制電路控制電路鏈接鏈接當(dāng)當(dāng)JKJK之間加入之間加入+(8+(813)V13)V電壓，電壓，U UABAB= =5V5V當(dāng)當(dāng)JKJK之間加入之間加入-(8-(813V)13V)電壓，電壓，U UABAB= =0V0V78XX78XX穩(wěn)壓條件穩(wěn)壓條件：輸入：輸入1 1腳與輸出腳與輸出3 3腳的電壓壓差腳的電壓壓差大于大于2V2V以上以上, ,但不能超過但不能超過20V20V。普通的塑料封裝輸出電流為普通的塑料封裝輸

4、出電流為1.5A1.5A, ,金屬封裝的為金屬封裝的為5A5A。工作原理工作原理12312378XX78XX引腳引腳排列圖排列圖安裝調(diào)試安裝調(diào)試 電路裝配完成后電路裝配完成后, ,根據(jù)電路檢查安裝是否正確根據(jù)電路檢查安裝是否正確; ; 如正確，電路通電如正確，電路通電, ,發(fā)光管發(fā)光。調(diào)節(jié)發(fā)光管發(fā)光。調(diào)節(jié)J J、K K之間的之間的電壓（電壓（8-13V8-13V變化），用數(shù)字萬用表變化），用數(shù)字萬用表DC20VDC20V擋測量擋測量A A、B B之間之間的電壓應(yīng)為的電壓應(yīng)為+5V+5V不變。把測量的電壓填入教材不變。把測量的電壓填入教材250250表表B8B8中。中。鏈接鏈接故障分析故障分析

5、電路通電后，發(fā)光管不亮。電路通電后，發(fā)光管不亮。 引起原因：引起原因： 有可能是發(fā)光管正負極接反或損壞；有可能是發(fā)光管正負極接反或損壞； 或或1N40071N4007正負極接反；正負極接反； 或或78057805裝反或損壞。裝反或損壞。引起原因：有可能是引起原因：有可能是78057805的的2 2腳末接直流地（斷開）。腳末接直流地（斷開）。 7805 7805的的3 3腳輸出電壓隨輸入電壓變化而變化。腳輸出電壓隨輸入電壓變化而變化。返回返回 通過通過紅外光電傳感器紅外光電傳感器，把手指血液脈動轉(zhuǎn)變成，把手指血液脈動轉(zhuǎn)變成微弱的電信號微弱的電信號( (信號幅度為信號幅度為2mV,2mV,頻率為頻

6、率為0.70.73Hz3Hz）, ,并將此信號送到放大電路進行放大。并將此信號送到放大電路進行放大。工作原理工作原理R R2 2、R R3 3的阻值如何設(shè)計的阻值如何設(shè)計? ?紅外發(fā)光二極管紅外發(fā)光二極管（發(fā)射管）（發(fā)射管）光敏三極管光敏三極管（接收管）（接收管）組組成成發(fā)發(fā)射射管管接接收收管管 光電傳感器光電傳感器反射型光電傳感器反射型光電傳感器 當(dāng)發(fā)光二極管加上正向電壓，紅處發(fā)光二極管發(fā)光，當(dāng)發(fā)光二極管加上正向電壓，紅處發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管接收到光線，光敏三極管接收到光線，C C、E E間電流增大而導(dǎo)通。間電流增大而導(dǎo)通。（接收到的光線越強，電流越大）（接收到的光線越強，電流越大）正

7、常使用時接收管的最大電流不超過正常使用時接收管的最大電流不超過250250A A。 光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在2 210mA10mA之間時之間時發(fā)光強度與電流的線性最佳發(fā)光強度與電流的線性最佳; ;紅外發(fā)紅外發(fā)射射的正向?qū)▔航档恼驅(qū)▔航礥 U正正= =1.0V1.0V左右左右接收管接收管C C、E E極判別極判別若表頭有若表頭有幾十幾十k k或幾百或幾百k的的阻值顯示，紅表捧接阻值顯示，紅表捧接的為的為C C極極，黑表捧接的為，黑表捧接的為E E極極。若表頭顯示為若表頭顯示為0.90.91.1V1.1V, ,紅筆接的是紅筆接的是正極正極，黑筆接的是黑筆接

8、的是負極負極。發(fā)射管正負極判別發(fā)射管正負極判別若表頭顯示為若表頭顯示為 “1”1”紅筆接的是紅筆接的是負極負極傳感器檢測傳感器檢測 在實驗板上完成元器件及短路線的安裝在實驗板上完成元器件及短路線的安裝; ; 如正確，加入如正確，加入5V5V電壓，用示波器測量光電傳感器電壓，用示波器測量光電傳感器接收管接收管c c極的波形，應(yīng)為幅度為極的波形，應(yīng)為幅度為5V5V左右的一條直線。用手左右的一條直線。用手指觸摸傳感器，這條直線會明顯向下移動。用數(shù)字萬用表指觸摸傳感器，這條直線會明顯向下移動。用數(shù)字萬用表測量測量A A點電壓為點電壓為1V1V左右。把測量結(jié)果填入教材左右。把測量結(jié)果填入教材250250

9、頁表頁表B8B8中中 根據(jù)電路圖檢查電路是否安裝正確根據(jù)電路圖檢查電路是否安裝正確;安裝調(diào)試安裝調(diào)試鏈接鏈接 用數(shù)字萬用表測量用數(shù)字萬用表測量A A點電壓為點電壓為5V5V（正常為（正常為1V1V） 故障分析故障分析故障引起原因：故障引起原因：發(fā)射管負極未接地或損壞。發(fā)射管負極未接地或損壞。 用數(shù)字萬用表測量用數(shù)字萬用表測量A A點電壓為點電壓為0V0V（正常為（正常為1V1V） 故障引起原因故障引起原因: :發(fā)射管發(fā)射管的正極與的正極與R R2 2一端或一端或R R2 2的一端的一端與與5V5V未接通。未接通。 故障檢測方法：斷電，先檢查發(fā)射管的負極與直流地故障檢測方法：斷電，先檢查發(fā)射管的

10、負極與直流地是否接通，如接通，則發(fā)射管開路，更換發(fā)射二極管。是否接通，如接通，則發(fā)射管開路，更換發(fā)射二極管。 故障檢測方法：斷電，先故障檢測方法：斷電，先檢查檢查發(fā)射管的正極與發(fā)射管的正極與R R2 2、R R2 2與與5V5V是否接通，如接通，則發(fā)射是否接通，如接通，則發(fā)射管擊穿，更換發(fā)射二極管。管擊穿，更換發(fā)射二極管。故障分析故障分析 把手指放在傳感器上，用數(shù)字萬用表測量把手指放在傳感器上，用數(shù)字萬用表測量B B點點電壓不變（電壓不變（正常情況下會變）正常情況下會變） 故障檢測方法故障檢測方法：通電，通電，先檢查先檢查A A點電壓是否為點電壓是否為1V1V左左右，如不是，則更換發(fā)射管；右，

11、如不是，則更換發(fā)射管；如為如為1V1V左右，則斷電檢查接左右，則斷電檢查接收管的收管的e e極與直流地是否接極與直流地是否接通，如接通，則接收管損壞。通，如接通，則接收管損壞。返回返回 故障引起原因故障引起原因：紅外發(fā)射二極管損壞或接收管：紅外發(fā)射二極管損壞或接收管e e極未極未接地或損壞。接地或損壞。 來自光電轉(zhuǎn)換電路的信號很微弱（頻率為來自光電轉(zhuǎn)換電路的信號很微弱（頻率為0.7Hz0.7Hz3Hz3Hz，幅度為幅度為2mV2mV左右左右），必須對微弱信號進行放大，因此），必須對微弱信號進行放大，因此需先考慮需先考慮放大電路放大電路。 而放大后的信號有很多干擾信號，因此需要采用而放大后的信號

12、有很多干擾信號，因此需要采用低通濾波電路：既可采用無源濾波器，也可采用有源濾波低通濾波電路：既可采用無源濾波器，也可采用有源濾波器。器。 放大濾波后的信號為模擬信號，而單片機處理的放大濾波后的信號為模擬信號，而單片機處理的信號為數(shù)字信號，因此還需信號為數(shù)字信號，因此還需模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。？ 來自光電轉(zhuǎn)換電路的信號很微弱（幅度為來自光電轉(zhuǎn)換電路的信號很微弱（幅度為2mV2mV左右左右, ,頻頻率為率為0.7Hz0.7Hz3Hz3Hz），而計數(shù)器處理的信號為），而計數(shù)器處理的信號為5V5V左右左右，因此，因此需放大需放大30003000倍倍左右，通常采用運放進行放大，常用于前置左右，通常

13、采用運放進行放大，常用于前置放大器的的放大器的的:A741A741、LF347LF347（低精度）、（低精度）、OP-27OP-27（中精（中精度）、度）、ICL7650ICL7650（高精度）等，下圖為（高精度）等，下圖為741741的電路結(jié)構(gòu)圖。的電路結(jié)構(gòu)圖。1458148741 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖741安裝插座安裝插座741芯片芯片電路設(shè)計電路設(shè)計電路設(shè)計電路設(shè)計由虛短可以得出由虛短可以得出: :232.52CCVUUV 放大電路采用單電源反相放大電路放大電路采用單電源反相放大電路, ,參見右下圖。參見右下圖。 下面根據(jù)運算放大器的特點推下面根據(jù)運算放大器的特點推導(dǎo)放大電路的放大倍數(shù)：

14、取導(dǎo)放大電路的放大倍數(shù)：取R R5 5=R=R6 6由虛斷可以得出由虛斷可以得出: :I I1 1=I=I2 2iccoiURRV：URU。U，IRUI4772241-2=-=可以推導(dǎo)出而放大倍數(shù)放大倍數(shù)47=RRAuf放大電路參數(shù)設(shè)計：放大電路參數(shù)設(shè)計： 推存運算放大電路的電壓放大倍數(shù)推存運算放大電路的電壓放大倍數(shù)小于小于100100，要把信號要把信號放大放大30003000倍，需采用倍，需采用二級放大電路二級放大電路，R R4 4的取值范圍：的取值范圍：1k1k20k20k之間，之間，R R7 7的取值為（的取值為（1 1100100）R R4 4，R R5 5=R=R6 62R2R7 7

15、濾波電路濾波電路 濾波器按元器件組成可分為濾波器按元器件組成可分為有源濾波器和無源濾波器。有源濾波器和無源濾波器。 信號通過放大電路放大后，疊加了信號通過放大電路放大后，疊加了各種頻率的干擾信號各種頻率的干擾信號，應(yīng)設(shè)，應(yīng)設(shè)法對不必要的成份衰減到足夠小，將需要的法對不必要的成份衰減到足夠小，將需要的信號提取出來信號提取出來需采需采用低通濾波器進行濾波。用低通濾波器進行濾波。 下面主要介紹常用的一級、二級下面主要介紹常用的一級、二級RC低通濾波器、二級有源低低通濾波器、二級有源低通濾波器的設(shè)計。通濾波器的設(shè)計。來來自自光光電電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換電電路路第第一一級級放放大大第第二二級級放放大大 有源濾波器有

16、源濾波器:一般由一般由集成運放集成運放與與RC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成構(gòu)成,由于集成運放的增由于集成運放的增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源濾波器還兼有放大與益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源濾波器還兼有放大與緩沖作用。緩沖作用。無源濾波器無源濾波器：僅由無源元件電阻、電容、電感等組成。：僅由無源元件電阻、電容、電感等組成。 在實際應(yīng)用中，綜合考慮電路濾波特性和信號增益，一般選用在實際應(yīng)用中，綜合考慮電路濾波特性和信號增益，一般選用有源濾波器。有源濾波器。濾波電路濾波電路電路設(shè)計電路設(shè)計1 1）一階）一階RCRC低通濾波器低通濾波器-20dB/-20dB/十倍頻十倍頻通帶截止頻率通帶截止頻率

17、fp：RCfp21=特點：一階低通濾波電路結(jié)構(gòu)簡單，但它的幅頻特性特點：一階低通濾波電路結(jié)構(gòu)簡單，但它的幅頻特性最大衰減斜率只有最大衰減斜率只有-20dB/+-20dB/+倍頻，選擇性較差。倍頻，選擇性較差。C C一般選一般選小于小于11F F電解電容電解電容; ;R R選選幾幾k k幾十幾十kk碳膜電阻碳膜電阻濾波電路濾波電路電路設(shè)計電路設(shè)計2 2）二階）二階RCRC低通濾波器低通濾波器特點：二階低通濾波電路幅頻特性衰減斜率為特點：二階低通濾波電路幅頻特性衰減斜率為-40dB/+-40dB/+倍倍頻，與一階相比，其衰減斜率大一倍，濾波效果較好。頻，與一階相比，其衰減斜率大一倍，濾波效果較好。

18、-40dB/-40dB/十倍頻十倍頻通帶截止頻率通帶截止頻率fp：RCfp237. 0=C C一般選一般選小于小于11F F電解電容電解電容; ;R R選選幾幾k k幾十幾十kk碳膜電阻碳膜電阻濾波電路濾波電路電路設(shè)計電路設(shè)計3 3）有源壓控二階濾波器有源壓控二階濾波器)/(1)/(-12fofQjfofAUUAupoiu電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù))+1 (=23RRAup1121CRffpoupAQ-31=為為f=0f=0時放大倍數(shù)時放大倍數(shù) 特點：特點：運算放大器為同相接法，濾波器的輸入阻抗運算放大器為同相接法，濾波器的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低，濾波器相當(dāng)于一個電壓源。很高，輸出阻抗很低，

19、濾波器相當(dāng)于一個電壓源。 優(yōu)點：優(yōu)點：電路性能穩(wěn)定，增益容易調(diào)節(jié)。電路性能穩(wěn)定，增益容易調(diào)節(jié)。參數(shù)設(shè)計：參數(shù)設(shè)計：2R2R1 1=R=R3 3/R/R2 2，21=QC C1 1一般選一般選小于小于11F F電解電容電解電容; ;R R1 1選選幾幾k k幾十幾十kk碳膜電阻碳膜電阻當(dāng)當(dāng)3-A3-Aupup00，即，即A Aupup320msT=RC20ms。 通常通常C C取取1010F F電解電容，電解電容，R R取取2k2k，一般取，一般取10k10k(a) RC(a) RC復(fù)位電路復(fù)位電路(b) (b) 增加按鈕復(fù)位及放電回路的增加按鈕復(fù)位及放電回路的 RCRC復(fù)位電路復(fù)位電路 原理框

20、圖原理框圖C C8 8盡量裝在盡量裝在89S5189S51的的4040腳附近腳附近晶振及兩個晶振及兩個30pF30pF的電容裝配時盡的電容裝配時盡量靠近單片機量靠近單片機1818、1919腳腳1 23S S2 2：撥動開關(guān)：撥動開關(guān)撥向左邊撥向左邊, ,1 1、2 2兩端導(dǎo)通兩端導(dǎo)通撥向右邊撥向右邊, ,2 2、3 3兩端導(dǎo)通兩端導(dǎo)通S S1 1、S S3 3：輕觸開關(guān)：輕觸開關(guān)12按下按鈕按下按鈕,1,1、2 2兩端導(dǎo)通兩端導(dǎo)通不按按鈕不按按鈕,1,1、2 2兩端斷開兩端斷開焊焊對角對角兩個兩個角即可角即可6MHz6MHz晶振晶振 顯示器主要有顯示器主要有LEDLED數(shù)碼管、數(shù)碼管、LCDL

21、CD液晶字符和液晶圖形顯液晶字符和液晶圖形顯示器等器參見下圖，下面主要介紹示器等器參見下圖，下面主要介紹LEDLED數(shù)碼管。數(shù)碼管。 (a) LED (a) LED數(shù)碼管外形數(shù)碼管外形(b) LCD(b) LCD液晶顯示器外形液晶顯示器外形驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路1) 1) 顯示器顯示器(c) (c) 數(shù)碼管外形及引腳數(shù)碼管外形及引腳 單位顯示單位顯示LEDLED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及外形引腳參見下圖，數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及外形引腳參見下圖，它是利用發(fā)光二極管的制造工藝，由它是利用發(fā)光二極管的制造工藝，由7 7個條狀管芯個條狀管芯 和一個和一個點狀管芯的發(fā)光二極管制成。點狀管芯的發(fā)光二極管制成。LED

22、LED數(shù)碼管有兩種不同的結(jié)構(gòu)數(shù)碼管有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，其等效電路分別如形式，其等效電路分別如g g下圖下圖(a)(a)、(b)(b)所示。所示。驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路2) LED2) LED數(shù)碼管數(shù)碼管 用數(shù)字萬用表用數(shù)字萬用表二極管擋二極管擋，紅，紅黑表棒分別接觸二個電極，如某黑表棒分別接觸二個電極，如某位某筆段發(fā)光，由位某筆段發(fā)光，由紅筆紅筆接的是接的是位位選位選位，黑表棒黑表棒接的是接的是筆段位筆段位，依，依次可以判斷位選位與筆段位次可以判斷位選位與筆段位共陽極數(shù)碼管共陽極數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路3) LED3) LED數(shù)碼檢測數(shù)碼檢測 靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式 每位數(shù)碼管都始

23、終處每位數(shù)碼管都始終處于于通電通電狀態(tài)，每位顯示互狀態(tài)，每位顯示互相相獨立獨立，參見右圖。，參見右圖。 實訓(xùn)六中多路搶答器實訓(xùn)六中多路搶答器計數(shù)值顯示就采用靜態(tài)顯計數(shù)值顯示就采用靜態(tài)顯示方式，參見教材示方式，參見教材226226頁頁圖圖6.666.66。驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路4) LED4) LED數(shù)碼管顯示方式數(shù)碼管顯示方式 動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式 位選線位選線分別由分別由相應(yīng)的相應(yīng)的I/OI/O口線控口線控制制分時分時選通；將選通；將段段選線選線（a adpdp）并）并在一起，由一個在一起，由一個8 8位的位的I/OI/O端口控制。端口控制。利用視覺暫留現(xiàn)象，利用視覺暫留現(xiàn)象，只要每位

24、顯示的時只要每位顯示的時間間隔間間隔足夠短足夠短，就，就可造成多位同時點可造成多位同時點亮的假象。心率計亮的假象。心率計的的LEDLED驅(qū)動采用動驅(qū)動采用動態(tài)顯示，參見右圖。態(tài)顯示，參見右圖。驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路0 00 00 00 00 00 01 1若數(shù)碼管要顯示若數(shù)碼管要顯示“000”000”某位某筆段某位某筆段如十位如十位a a筆段筆段要顯示，要顯示，即三極管即三極管V V5 5要導(dǎo)通：要導(dǎo)通：P2.5P2.5需輸需輸出出低電平，低電平，控制該筆段的單片控制該筆段的單片機輸出機輸出3939腳（腳（P0.0P0.0）為）為低電平。低電平。+5V+5V3939 3838 3737 36

25、36 3535 3434 3333位選位選a ab bc cd de ef fg gP2.7-P2.7-P2.5-P2.5-P2.3P2.3單片機單片機P0P0口輸出對應(yīng)的引腳口輸出對應(yīng)的引腳3939、3838、3737、3636、3535、3434、3333腳輸出什么電平？腳輸出什么電平？ebcP0.0P0.0P0.6P0.6驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路V V6 6-V-V4 4簡化后的驅(qū)動顯示電路如左下圖簡化后的驅(qū)動顯示電路如左下圖:P2.7:P2.7、P2.5P2.5、P2.3P2.3控控 制位顯示制位顯示;P0.0-P0.6;P0.0-P0.6控制筆段顯示控制筆段顯示R R2121-R-R

26、2727R R2828-R-R3030LEDLED數(shù)碼管段碼與顯示字形的關(guān)系數(shù)碼管段碼與顯示字形的關(guān)系顯示顯示字形字形P0.7P0.73232P0.6P0.63333P0.5P0.53434P0.4P0.43535P0.3P0.33636P0.2P0.23737P0.1P0.13838P0.0P0.03939段碼段碼dpdpg gf fe ed dc cb ba a0 00 01 10 00 00 00 00 00 040H40H1 10 01 11 11 11 10 00 01 179H79H2 20 00 01 10 00 01 10 00 024H24H3 30 00 01 11 10

27、00 00 00 030H30H4 40 00 00 01 11 10 00 01 119H19H5 50 00 00 01 10 00 01 10 012H12H6 60 00 00 00 00 00 01 10 002H02H7 70 01 11 11 11 10 00 00 078H78H8 80 00 00 00 00 00 00 00 000H00H9 90 00 00 01 10 00 00 00 010H10HV V4 4、V V5 5、V V6 6的的UbUb波形？波形？電壓波形電壓波形V V4 4V V6 6驅(qū)動顯示電路驅(qū)動顯示電路0 00 00 00 00 00 01 1+

28、5V+5V3939 3838 3737 3636 3535 3434 3333位選位選a ab bc cd de ef fg gP2.7-P2.7-P2.5-P2.5-P2.3P2.3ebcP0.0P0.0P0.6P0.6V V6 6-V-V4 4R R2121-R-R2727R R2828-R-R3030限流電阻限流電阻R R2121-R-R2727阻值設(shè)計阻值設(shè)計 LED LED數(shù)碼管各段發(fā)光二極數(shù)碼管各段發(fā)光二極管工作電流為管工作電流為5 520mA20mA左右，左右，正向壓降正向壓降1.8V1.8V左右。工作電左右。工作電流一般取流一般取10mA10mA。3001025限流電mAR阻R

29、 R2828-R-R3030的阻值如何設(shè)計的阻值如何設(shè)計? ?安裝調(diào)試安裝調(diào)試 電路制作完成后先不通電，先檢查電路安裝是否電路制作完成后先不通電，先檢查電路安裝是否正確，如正確再測試正確，如正確再測試4040芯集成插座各個相鄰管腳間是否芯集成插座各個相鄰管腳間是否短短路路，測試第，測試第4040腳與第腳與第2020腳間是否短路腳間是否短路, ,如果都沒有短路，如果都沒有短路，可以通電測試?？梢酝姕y試。 通入通入8-13V8-13V電壓，測量電壓，測量4040芯集成插座管腳對直流地芯集成插座管腳對直流地的電壓，應(yīng)與下表相符。的電壓，應(yīng)與下表相符。管腳數(shù)管腳數(shù)4040202031319 9181

30、819198 8電壓電壓/V/V5V5V0V0V5V5V0V0V0V0V0V0V3.6V3.6V管腳數(shù)管腳數(shù)3232333334343535363637373838電壓電壓/V/V0V0V0V0V0V0V0V0V0V0V0V0V0V0V管腳數(shù)管腳數(shù)39392424262628284040腳與腳與2020腳之間腳之間電壓電壓/V/V0V0V4.5V4.5V4.5V4.5V4.5V4.5V5V5V安裝調(diào)試安裝調(diào)試 通入通入8-13V8-13V電壓電壓, ,左右撥動一下開關(guān)左右撥動一下開關(guān)S S2 2，并測量，并測量4040芯集成插座第芯集成插座第7 7腳電壓，正常應(yīng)該一次為腳電壓，正常應(yīng)該一次為0

31、V0V，一次為，一次為5V5V。測量項目測量項目S S2 2撥向左邊撥向左邊S S2 2撥向右邊撥向右邊7 7腳電壓腳電壓/V/V0 05V5V 通入通入8-13V8-13V電壓，測量電壓，測量4040芯集成插座第芯集成插座第1414腳電壓，腳電壓，正常應(yīng)該為正常應(yīng)該為5V5V，按住，按住S S3 3按鈕按鈕( (不放不放) )再測量，正常應(yīng)該為再測量，正常應(yīng)該為0V0V。測量第測量第9 9腳電壓腳電壓, ,正常應(yīng)該為正常應(yīng)該為0V0V，按住，按住S S1 1按鈕按鈕( (不放不放) ) 再測量，正常應(yīng)該為再測量，正常應(yīng)該為5V5V。測量項目測量項目不按不按S S3 3按鈕按鈕按住按住S S3

32、 3按鈕按鈕不按不按S S1 1按鈕按鈕按住按住S S1 1按鈕按鈕1414腳電壓腳電壓/V/V5 50 09 9腳電壓腳電壓/V/V0 05 5安裝調(diào)試安裝調(diào)試 用示波器（用示波器（雙蹤、雙蹤、DC2V/1msDC2V/1ms）測量單片機）測量單片機2828、2626、2424腳電壓波形、腳電壓波形、1818腳的電壓波形（腳的電壓波形（DC2V/100nsDC2V/100ns），），V V6 6V V4 4的的C C極的電壓波形，把測量波形記錄在極的電壓波形，把測量波形記錄在253253頁表頁表B11B11中。中。調(diào)試操作調(diào)試操作數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示電路通電電路通電“888”888”，過幾秒

33、鐘，顯示，過幾秒鐘，顯示“000”000”或或“123”123”撥動開關(guān)撥動開關(guān)S S2 2使數(shù)碼管顯示使數(shù)碼管顯示“000”000”點擊點擊S S3 3按鈕按鈕，V V3 3發(fā)光。發(fā)光。把手把手放在傳感器上，就可以進行放在傳感器上，就可以進行30s30s心跳次數(shù)的測量。心跳次數(shù)的測量。數(shù)碼管加數(shù)碼管加1 1顯示，顯示，30s30s后顯示后顯示值不變值不變把顯示結(jié)果記錄在教材把顯示結(jié)果記錄在教材252252頁頁表表B10B10中。中。 斷電。領(lǐng)取一片斷電。領(lǐng)取一片89S5189S51芯片，正確插到插座上。芯片，正確插到插座上。故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因7 7方法方法數(shù)碼管數(shù)碼管 “ “8

34、88888”閃爍閃爍單片機沒工作單片機沒工作檢查電源電壓、檢查電源電壓、1818腳波形、復(fù)位電腳波形、復(fù)位電路、路、3131腳電壓。腳電壓。數(shù)碼管黑數(shù)碼管黑三極管沒接電源三極管沒接電源或單片機沒工作或單片機沒工作檢查檢查V V6 6、V V5 5、V V4 4的的E E極是否接極是否接5V5V電壓，電壓，P2.7P2.7、P2.5P2.5、P2.3P2.3口輸出電壓波形口輸出電壓波形是否正常是否正常數(shù)碼管某位數(shù)碼管某位不顯示不顯示某位驅(qū)動電路某位驅(qū)動電路沒接通沒接通如個位不顯示如個位不顯示: :檢查檢查V V6 6的的E E極是否接極是否接5V5V，C C極與數(shù)碼極與數(shù)碼管管8 8腳，腳，b

35、b極與極與R R3030一端、一端、R R3030與與ICIC4 4的的2828腳是否接通腳是否接通數(shù)碼管數(shù)碼管某筆端不顯示某筆端不顯示某筆端電路某筆端電路沒接通沒接通如如a a筆端不顯示筆端不顯示: :檢查數(shù)碼管本身或數(shù)碼管檢查數(shù)碼管本身或數(shù)碼管1111腳是否腳是否與與R R2121一端、一端、R R2121與與3939腳是否接通腳是否接通常見故障分析常見故障分析程序開發(fā)流程程序開發(fā)流程使用匯編語言編寫源程序使用匯編語言編寫源程序: :Test.ASMTest.ASM使用使用C C語言編寫：語言編寫：Test.CTest.C其中其中:Test:Test為文件名為文件名, ,可任意可任意編程器

36、編程器 基于單片機心率計中單片機實現(xiàn)的功能：基于單片機心率計中單片機實現(xiàn)的功能： 能夠能夠檢測某個檢測某個I/OI/O口上心跳信號的電平（口上心跳信號的電平（上升沿或上升沿或下降沿下降沿）；）； 能夠?qū)π奶盘柕拿}沖個數(shù)進行計數(shù)；能夠?qū)π奶盘柕拿}沖個數(shù)進行計數(shù)； 能夠?qū)崿F(xiàn)定時功能，比如心率測量能夠?qū)崿F(xiàn)定時功能，比如心率測量3030秒鐘定時秒鐘定時, ,5ms5ms數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示; ; 能夠有按鈕控制開始測量能夠有按鈕控制開始測量( (低電平有效）低電平有效）和測完清和測完清零功能；零功能； 能夠?qū)崟r在數(shù)碼管上顯示計數(shù)結(jié)果。能夠?qū)崟r在數(shù)碼管上顯示計數(shù)結(jié)果。心率計程序設(shè)計心

37、率計程序設(shè)計初始化：設(shè)置各種端口的初始狀態(tài)初始化：設(shè)置各種端口的初始狀態(tài)定時器初始化：使定時器工作在何種狀態(tài)（定時器初始化：使定時器工作在何種狀態(tài)（T0T0工作方式為工作方式為0,5ms0,5ms定時，定時，T1T1工作方式為工作方式為1 1，定時，定時50ms50ms）測量心跳：檢測脈沖（對應(yīng)心率信號）并計數(shù)測量心跳：檢測脈沖（對應(yīng)心率信號）并計數(shù) T0T0、T1T1中斷：控制中斷：控制數(shù)碼管數(shù)碼管動態(tài)顯示（掃描顯示動態(tài)顯示（掃描顯示頻率為頻率為5ms5ms）和）和30s30s定時定時 心率計程序設(shè)計心率計程序設(shè)計主程序主程序中斷子程序中斷子程序中斷子程序中斷子程序1) 1) 檢測脈沖信號并

38、計數(shù)檢測脈沖信號并計數(shù)CESHI: JNB XINHAO,$CESHI: JNB XINHAO,$ LCALL DELAY2 ; LCALL DELAY2 ;信號延時判斷信號延時判斷 LCALL DELAY2 ;LCALL DELAY2 ;信號延時判斷信號延時判斷 JNB XINHAO,CESHI JNB XINHAO,CESHI CLR DENG CLR DENG JB XINHAO,$ JB XINHAO,$ CJNE GEWEI,#9,JIAG ; CJNE GEWEI,#9,JIAG ;個位如為個位如為9,9,十位加一十位加一, ,個位清零個位清零 SHI: MOV GEWEI,#00

39、H SHI: MOV GEWEI,#00H CJNE SHIWEI,#9,JIAS ; CJNE SHIWEI,#9,JIAS ;十位如為十位如為9,9,百位加一百位加一, ,十位清零十位清零BAI: MOV SHIWEI,#00HBAI: MOV SHIWEI,#00H INC BAIWEI INC BAIWEI LJMP CESHI LJMP CESHIJIAG: INC GEWEIJIAG: INC GEWEI LJMP CESHI LJMP CESHIJIAS: INC SHIWEI JIAS: INC SHIWEI LJMP CESHI LJMP CESHI編程舉例編程舉例2) 2)

40、 數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示BRT0: ;T0BRT0: ;T0中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 PUSH ACCPUSH ACC PUSH PSW PUSH PSW MOV TH0, #16H MOV TH0, #16H MOV TL0, #3CH MOV TL0, #3CH MOV DPTR,#TABL MOV DPTR,#TABL MOV A, GEWEI ; MOV A, GEWEI ;把個位值賦給把個位值賦給A A MOVC A, A+DPTR MOVC A, A+DPTR MOV P2, #01111111B ; MOV P2, #01111111B ;使能個位顯示數(shù)碼管使能個位顯示數(shù)碼管 MOV P0, AMOV P0, A LCALL DELAY1 LCALL DELAY1 MOV A, SHIWEI ; MOV A, SHIWEI