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(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)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% 答辯20% 以百

2、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(lái)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(xiě)技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：1噪聲測(cè)量范圍：30-130db2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，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

3、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(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，其中程序開(kāi)發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過(guò)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(xiě)與調(diào)試第 9 天 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)完成第 10 天 答辯指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)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

4、活節(jié)奏也越來(lái)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(lái)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，可靠性高的心搏跟蹤記錄儀來(lái)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：

5、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 .11.1 心搏跟蹤記錄儀概況 .11.2 本文研究?jī)?nèi)容 .1第 2 章 cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).22.1 心律跟蹤記錄儀總體設(shè)計(jì)方案 .22.2 cpu 的選擇 .32.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 .32.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .42.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .52.6 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) .73.1 心搏跟蹤記錄儀傳感器的選擇 .73.2 a/d 轉(zhuǎn)換器選擇 .73.3 信號(hào)采集電路 .83.4 信號(hào)比較電路 .93.5 a/d 轉(zhuǎn)換電路 .93.6 顯示電路 .103.7

6、 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) .134.1 主程序與中斷程序流程圖 .134.2 測(cè)量程序清單 .144.3 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，所以健康也被越來(lái)越多的人所重視。本設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)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

7、領(lǐng)域的研究具有重要意義。通過(guò)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廣闊的市場(chǎng)前景。心搏跟蹤記錄儀是醫(yī)學(xué)中用來(lái)測(cè)量人體心率的裝置，高精度心搏跟蹤記錄儀的研究開(kāi)發(fā)歷來(lái)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)

8、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(guò)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

9、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(guò)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(guò)濾波器模塊對(duì)其進(jìn)行濾波處理，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(guò)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(guò)倍頻

10、器模塊進(jìn)行倍頻處理，以實(shí)現(xiàn)上述功能。經(jīng)過(guò)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)行比較，當(dāng)測(cè)量值在預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)將通過(guò)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

11、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(xiě)入，也看通過(guò)常規(guī)的編程器編程。1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394089c51p1.0p1.1p1.2p1.3p1.0p1.0p1.0p1.0resetrxd、p3.0txd、p3.1int0、p3.2int1、p3.3t0、p3.4t1、p3.5wr、p3.6rd、p3.7xtal2xtal1vssp2.0p2.1p2.2p2.3p2.4p2.5p2.6p2.7psenale/progea

12、/vppvccp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7.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)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(guò)74ls373進(jìn)行擴(kuò)展。74ls373是一種帶三態(tài)門(mén)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

13、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(mén)打開(kāi)；=1時(shí)，三態(tài)門(mén)關(guān)閉，oeoeoe輸出高祖。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(xiě)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。d03q02d14q15d27q26d38q39d413q412d514q515d617q616d718q719oe1le1174ls373.圖 2.3a 74ls373 引

14、腳圖 圖 2.3b 6116 的引腳圖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(kāi)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(guò)是復(fù)位端經(jīng)過(guò)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。6.2kc10pvc crese

15、t200vcc.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(guò)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，輸出端為引腳xtal2，在芯片外部

16、通過(guò)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。y112mhzc133pfc233pfgndxtal1xtal2.圖 2.5 時(shí)鐘電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）52.6 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(guò)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

17、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.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),

18、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(guò)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(guò)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(guò)r3

19、、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(guò)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，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，

20、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)楦唠娖剑甘?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(mén)打開(kāi)，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

21、可調(diào)，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，可加背光。at89c51通過(guò)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）1130pf8pf1m23647185u0vbvcc123456789jp1vccs110ucvccp1.0/t21p1.1/t2ex2p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78rst9p3.0/rxd10p3.1/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014p3.

22、5/t115p3.6/wr16p3.7/rd17xtal218xtal119vss20p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427p2.7/a1528psen29ale30ea/vpp31p0.7/ad732p0.6/ad633p0.5/ad534p0.4/ad435p0.3/ad336p0.2/ad237p0.1/ad138p0.0/ad039vcc40at89s5210kr103c12103c1312y1xtalvcca1f2g3e4d5a6c8dp7b9a10d1p00p01p02p03p04p0

23、5p06p07p00p01p02p03p04p05p06p07p00p01p02p03p04p05p06p07p10p10a1f2g3e4d5a6c8dp7b9a10d2p00p01p02p03p04p05p06p07p11a1f2g3e4d5a6c8dp7b9a10d3p00p01p02p03p04p05p06p07p12p11p12p1310uc210uc11.5kr41.5kr323647185u01.5kr21.5kr1vcc10uc31mr51.5kr6vccrcvtrvcc qdcthgnd5551mr71mr80.01ufc50.01ufc4vcc100uc6d1d21n4007

24、1n4007100uc723647185u01mr91.5kr10vccvccvcca1f2g3e4d5a6c8dp7b9a10d4p00p01p02p03p04p05p06p07p133344in31in42in53in64in75start6eoc7d38oe9clk10vcc11vref+12gnd13d114d215vref-16d017d418d519d620d721ale22add c23add b24add a25in026in127in228u?adc0809ccv55p2.0p2.1p2.2p2.3p2.4p2.5p2.6p2.7vccp3.2p3.7p3.6104c20基于

25、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）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(kāi)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(yǔ)音播報(bào)子程序來(lái)完成心率值的顯示和語(yǔ)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(kāi) 始定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化顯 示 緩 沖 區(qū)

26、清 零設(shè) 置 堆 棧 指 針開(kāi) 中 斷啟動(dòng)ctco 、ctc1顯示（心率值）語(yǔ)音播報(bào)心率值結(jié)束本科生課程設(shè)計(jì)（論文）134.2 測(cè)量程序清單rate： steb et0 ；允許中斷 steb ea steb tr0 steb tr1pctc： 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

27、顯示子程序 lcall playl ；調(diào)用語(yǔ)音播報(bào)子程序 ret4.3 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) 0.6s 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(guò) 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

28、設(shè)計(jì)中采用測(cè)三次求平均的方法來(lái)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(guò)一個(gè) 0.6s，r1 的值減 1，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）

29、 ，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 accctc0重裝初值，7fh單元內(nèi)容值0ah7fh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(yǔ)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）15mov th0，#15h ; mov tl0，#0a0h dec 7fh mov a，7fh cjne a， #0ffh，ctco1ctco1： mov a，t