基于單片機的心率測試儀的設(shè)計畢業(yè)論文

1、基于單片機的心率測試儀的設(shè)計畢業(yè)論文 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 摘 要 隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā) , 醫(yī)學(xué)信號測量儀器日新月異。生物醫(yī)學(xué)測量 與臨床醫(yī)學(xué)和保健醫(yī)療的聯(lián)系日益緊密。通過對人體各種生理信號的檢測，能更 好的認識人體的生命現(xiàn)象。脈象包含豐富的人體健康狀況信息, 脈診技術(shù)應(yīng)客觀 化、定量化。本設(shè)計利用光電式傳感器, 設(shè)計脈搏信號獲取的方法。本設(shè)計主要 是基于單片機的便攜式脈搏測試儀的具體實現(xiàn)方法，利用光電傳感器產(chǎn)生脈沖信 號，經(jīng)過放大整形后，輸入單片機內(nèi)進行相應(yīng)的控制，從而測量出一分鐘內(nèi)的脈 搏跳動次數(shù)，快捷方便。通過觀測脈搏信號，可以對人體的健康進行檢查，通常 被用于保

2、健中心和醫(yī)院。本設(shè)計所設(shè)計的基于單片機的便攜式心率測試儀對推進 脈診技術(shù)客觀化的實現(xiàn)具有積極的促進作用。本設(shè)計以單片機為核心，由脈搏檢 測傳感器采集脈搏信號。經(jīng)過前置放大電路、濾波電路、整形電路后得到與脈搏 相關(guān)的脈沖信號。該脈沖信號作為中斷信號交由單片機進行脈長周期的計算。然 后得到每分鐘的脈搏搏動次數(shù) （即心率），并在數(shù)碼管上顯示心率，同時還設(shè)置了 脈搏測量儀的上下限報警電路。 關(guān)鍵詞：脈搏信號，單片機，光電傳感器，脈沖信號，便攜式心率測試儀 I 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract Abstract With the development of the biomedica

3、l engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinicalmedicine andhealth care increasinglycloseties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse i

4、nclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and computer nowadays, the pulse diagnosing technologyshouldbeobjectiveandquantitive.thistextaccesstothepulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realizatio

5、n method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter isquick and convenien

6、t.Through observing thepulse signal,human health can be inspected, it isusually used inhealth care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology. Keywords: Pulse，MCU，PhotoelectricS

7、ensor，PulseSignal，Portable II 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 目錄 目錄 摘 要.I Abstract.II 1緒論.1 1.1 課題設(shè)計背景.1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容.3 2系統(tǒng)的總體設(shè)計方案.4 2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計.4 2.2方案的對比和論證.4 測傳感器的選擇.4 單片機的選擇.6 分的選擇.6 2.3 系統(tǒng)各部分的最終方案.7 3系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計分析.8 3.1單片機控制器.8 stc89c52介紹.8 復(fù)位電路.11 時鐘電路.12 顯示電路.12 路.13 3.2 脈搏信號采集.14 光電傳感器的結(jié)構(gòu)及原理.14

8、 信號采集電路.15 3.3 信號放大電路.16 3.4波形整形電路.17 3.5單片機處理電路.17 3.6系統(tǒng)設(shè)計要考慮的問題.19 環(huán)境光對脈搏傳感器測量的影響.19 電磁干擾對脈搏傳感器的影響.19 測量過程中運動噪聲的影響.20 電源不穩(wěn)定導(dǎo)致光源供電波動帶來影響.20 4系統(tǒng)的軟件設(shè)計.21 4.1 設(shè)計思想.21 主程序流程圖.22 4.2定時器中斷程序流程.23 4.3 INT中斷程序流程.23 4.4顯示程序流程.24 4.5蜂鳴器報警流程.24 5系統(tǒng)仿真與調(diào)試.26 III 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 目錄 5.1程序設(shè)計.26 5.2程序調(diào)試.26 6總結(jié)與展望

9、.29 結(jié)束語.30 參考文獻.31 致謝.33 附錄A 整體硬件電路圖.34 附錄B 程序.35 IV 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 緒論 1緒論 1.1 課題設(shè)計背景 多年來，心率測試儀在心腦血管疾病的研究和診斷方面發(fā)揮出顯著的作用， 它記錄的心臟活動時的生物電信號，已成為臨床診斷的重要依據(jù)。臨床上使用的 心電監(jiān)護儀雖然功能強大，測量精度高，但因為價格高昂，不利于家庭的普及。 就算是在醫(yī)院，護士每天監(jiān)控病人病情而進行的心率測試也是常用手測。因為正 常人的心率和脈搏跳動的次數(shù)是一樣的，所以可以用測量脈搏的方法來測心率。 因此，本設(shè)計采用的是設(shè)計一種脈搏測試儀測量脈搏數(shù)從而實現(xiàn)心率的測量

10、的方 法。 脈搏測試儀是用來測量一個人脈搏跳動次數(shù)的電子儀器，也是心電圖的主要組 成部分,因此，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上具有重要的作用。目前檢測脈搏的儀器雖然很多，但 是能實現(xiàn)精確測量、精確顯示且計時功能準(zhǔn)確等多種功能的便攜式全數(shù)字脈搏測 量裝置很少。隨著人們生活環(huán)境和經(jīng)濟條件的改善，以及文化素質(zhì)的提高，其生 活方式，保健需求以及疾病種類、治療措施等發(fā)生了明顯的變化。但在目前，我 國的心腦血管疾病仍呈逐年上升趨勢。其發(fā)病率和死亡率均居各種疾病之首，是 人類死亡的主要原因之一。因此，認識、預(yù)防及早期發(fā)現(xiàn)這些疾病是十分必要的。 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

11、重視。幾乎世界上所有的民族都用過"摸脈"作為診斷疾病的手段。 脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài) 波形 、強度 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,因此 對脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價值和應(yīng)用前景。 本設(shè)計旨在設(shè)計出一種以單片機為核心的一種實用型脈搏測量儀。采用脈搏 檢測傳感器對人體的脈搏進行數(shù)據(jù)采集。得到的信號送入進行濾波、放大、整形 等處理之后送入單片機進行處理。單片機將采集到的脈搏數(shù)在數(shù)碼管上實時顯示 出來，同時還設(shè)置了脈搏測量儀的上下限報警電路。本設(shè)計首先描述本設(shè)計的整 體思路，然后介紹各個部分設(shè)計中

12、的細節(jié)問題，最后提出一些完善本設(shè)計的改進 意見。 本設(shè)計所設(shè)計的基于單片機的便攜式心率測試儀，系統(tǒng)性能良好，結(jié)構(gòu)簡單， 性價比高，輸出顯示穩(wěn)定，比較適合大眾化。適合家庭進行自我檢測以及醫(yī)院護 士進行每日的臨床記錄。這使我們在家中就可以測試心率從而能檢測是否患有一 些心血管疾病，做到早發(fā)現(xiàn)。 1 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的診斷中，“望、聞、問、切”是最基本的四個方面。而在其 中，切，也就是脈診，占有非常重要的地位。通過脈診，醫(yī)生可以對患者的身體 狀況有一個大概的了解，進而對癥下藥。脈搏信號可以直接反應(yīng)出患者心臟的部 分狀況，我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認

13、為，通過脈診可以了解到患者臟腑氣血的盛衰，可以 探測到病因，病位，預(yù)測療效等。 鑒于脈診的重要性，人們對于脈搏測量一直非常關(guān)注，早在1860年Vierordt 創(chuàng) 建了第一臺杠桿式脈搏描記儀，國內(nèi)20世紀(jì)50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫(yī) 脈診的客觀化研究方面。此后隨著機械及電子技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外在研制中醫(yī)脈 象儀方面進展很快，尤其是70年代中期，國內(nèi)天津、上海、廣州、江西等地相繼 成立了跨學(xué)科的脈象研究協(xié)作組，多學(xué)科共同合作促使中醫(yī)脈象研究工作進入了 一個新的境界。 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，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

14、脈搏傳感器 的研究。而由于脈搏傳感器的不同，現(xiàn)今市場上的脈搏測試儀的脈率采集主要有 三種方法：采用一對紅色發(fā)光二極管實現(xiàn)、采用反射式的紅外管實現(xiàn)和采用壓電 陶瓷芯片實現(xiàn)。近年來國內(nèi)外致力于開發(fā)無創(chuàng)非接觸式的傳感器，這類傳感器的 重要特征是測量的探測部分不侵入機體，不造成機體創(chuàng)傷，能夠自動消除儀表自 身系統(tǒng)的誤差，測量精度高，通常在體外，尤其是在體表間接測量人體的生理和 生化參數(shù)。 脈搏測量儀的發(fā)展主要向以下幾個趨勢： 1、自動測量脈搏并且對所得到的脈搏進行自動分析 目前很多脈搏測量儀都具有檢測血氧等其他的功能，但是對這些信號的分析 和診斷還需要一些有經(jīng)驗的醫(yī)生觀察，進行分析后才能確認結(jié)果，浪費

15、大量的人 力，且由人為引入的誤差較大。因此，未來脈搏自動檢測的內(nèi)容將更加詳細，自 動分析診斷功能也更強大。 2、數(shù)字化技術(shù)等先進技術(shù)的應(yīng)用 隨著數(shù)字科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀集成度將更高，更便于攜帶。數(shù)字信 號處理的運用將使干擾更小，測量更為準(zhǔn)確。 3、多功能化越來越明顯 目前的脈搏測量儀，一般都具有測試血氧，心電圖等等功能，單純的脈搏測 量儀已經(jīng)很少見。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量儀必然可以實現(xiàn)更多的功能。 2 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計以單片機為核心，由脈搏檢測傳感器采集脈搏信號。經(jīng)過前置放大電 路、濾波電路、整形電路后得到與脈搏相關(guān)的脈沖信號。

16、該脈沖信號作為中斷信 號交由單片機進行脈長周期的計算。然后得到每分鐘的脈搏搏動次數(shù)（即心率）， 并在數(shù)碼管上顯示心率，同時還設(shè)置了脈搏測量儀的上下限報警電路。 本設(shè)計的工作是圍繞著脈搏檢測傳感器檢測脈搏波而單片機進行控制進行 的。本設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容安排如下： 第一章為引言。簡要介紹了心率測試儀設(shè)計的目的和意義，并對基于單機的 便攜式心率測試儀的現(xiàn)狀和應(yīng)用以及未來的發(fā)轉(zhuǎn)走勢做了簡單的闡述，指出了本 設(shè)計的主要技術(shù)內(nèi)容，即心率的測試。 第二章為整體方案的分析。顧名思義第二章是對整個方案的詳細的對比與選 擇并確定最終方案。在確定方案之前我必須先明確本設(shè)計的任務(wù)與要求，之后是 各個部分的對比選擇。 第三

17、章是本設(shè)計的核心。在這里給出了整體的硬件電路設(shè)計思路，并且對電路 的各個部分進行分析與解釋。 第四章敘述程序的編程方案，給出程序的框架結(jié)構(gòu)圖并對整個設(shè)計進行總結(jié)， 而且對以后的設(shè)計工作進行了展望。 3 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 2系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計 本設(shè)計的系統(tǒng)模塊可以基本劃分為：脈搏傳感器部分、單片機處理電路部分、 顯示電路部分和報警電路部分。 本設(shè)計所設(shè)計的基于單片機的便攜式脈搏測量儀將利用脈搏檢測傳感器采集 脈搏信號，再對其進行整形、計數(shù)和顯示，就能實現(xiàn)實時檢測脈搏次數(shù)的目的， 再通過報警電路可實現(xiàn)報警功能。本設(shè)計結(jié)構(gòu)硬件框圖如圖2.

18、1所示。 圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 2.2方案的對比和論證 基于單片機的便攜式心率測試儀的設(shè)計。本設(shè)計以單片機為核心，由光電傳 感器采集脈搏信號。經(jīng)過前置放大電路、濾波電路、積分和比較電路后得到與脈 搏相關(guān)的脈沖信號。該脈沖信號作為中斷信號交由單片機進行脈長周期的計算。 然后得到每分鐘的脈搏搏動次數(shù) （即心率），并在數(shù)碼管上顯示，并且在超出設(shè)定 的正常脈搏跳動范圍時，驅(qū)動蜂鳴器報警。 測傳感器的選擇 傳感器又稱為換能器、變換器等。脈搏傳感器是脈搏檢測系統(tǒng)中重要的組成 部分。 1、光電式傳感器 血液是高度不透明的液體，光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍， 據(jù)此特點，采用光電效應(yīng)手指脈搏傳感器

19、來拾取脈搏信號。反向偏壓的光敏二極 4 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 管，它的反向電流具有隨光照強度增加而增加的光電效應(yīng)特性，在一定光強范圍 內(nèi)，光敏二極管的反向電流與光強呈線性關(guān)系。指端血管的容積和透光度隨心搏 改變時，將使光電三極管極管收到不同的光強，并由此產(chǎn)生的光電流均隨之作相 應(yīng)變化。常用檢測脈搏的光電傳感器一般是紅外對管。 紅外對管將對管夾于手指端部，通過手指的血液濃度會隨著心臟的跳動發(fā)生 變化，紅外對管對應(yīng)的信號便會發(fā)生相應(yīng)的變化，采集此信號經(jīng)過放大，濾波， 比較等處理便可以得到理想的信號。紅外對管對脈搏的檢測的基本原理：隨著心 臟的搏動，人體組織半透明度

20、隨之改變。當(dāng)血液送到人體組織時，組織的半透明 度減?。划?dāng)血液流回心臟，組織的半透明度增大。這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手 指尖、耳垂等部位最為明顯。 光電式傳感器具有靈敏度高，易于操作，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。雖 然外部光源的變化對測量結(jié)果的影響較大，但我們進行測量的地方一般都是在室 內(nèi)，有穩(wěn)定的光源，所以在正常的操作過程中只要稍微注意下光源的問題就可以 了。 2、壓電式傳感器 目前常用的是一次性心電電極，它是用印刷方法制得的Ag/Agcl傳感器。這種 傳感器采用接扣與敏感區(qū)分離的方法，能明顯的減少由于人體運動產(chǎn)生的干擾。 電極的好壞對采集到的心電信號質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，采用的電極應(yīng)有貼力

21、 強，能緊附在人體表面，柔軟、吸汗、極化電壓低、導(dǎo)電性良好等特點。當(dāng)選用 電極傳感器時，需要3個電極分別置于左右手和左腿，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)。臨床上為 了統(tǒng)一和便于比較所獲得的脈搏信號，在檢測脈搏信號時，對電極的位置，引線 與放大器的連接方式都有嚴(yán)格的統(tǒng)一規(guī)定。 目前市場上有一種采用新型高分子壓電材料聚偏氟乙烯研制的壓電傳感器， 其靈敏度高,頻帶范圍好，結(jié)構(gòu)簡單，便于使用。當(dāng)手指前端受到輕微的壓力時， 5 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 可以感覺到手指前端在血壓的作用下有一張一弛的感覺，將這個信號用傳感器提 取出來，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，通過指脈的波形檢測，就可以獲得人體的脈搏信號。

22、 壓電式傳感器有著結(jié)構(gòu)簡單，實時性好，工作頻帶寬，應(yīng)用電路簡單等諸多 優(yōu)點，并且價格低廉。但壓電式傳感器直接與人體相接觸，容易因為人體肌肉的 顫動等而產(chǎn)生干擾。而肌肉的顫動不是人能主動控制的，所以說這部分的誤差很 難控制。并且使用壓電式傳感器測脈搏還容易受到外界其他信號的干擾。 3、集成傳感器 當(dāng)前，市面上有很多類型的集成心電傳感器，其靈敏度高，集成度高，直接 就可以反映出心率的變化，且已包含了濾波等抗干擾電路，波形經(jīng)過放大可以直 接處理使用。缺點是價格非常昂貴，一般均在五百元以上，就本次設(shè)計來說，考 慮到經(jīng)費以及鍛煉自己的目的，不選擇使用該型傳感器。 綜合考慮種種情況，結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計要求以

23、及經(jīng)費的考慮，本設(shè)計采用光 電式傳感器。 單片機的選擇 對于單片機型號，最熟悉的就是C51系列，其中包括AT89C51，AT89C52在 AT89C51 的基礎(chǔ)上有些改進，但是聽有經(jīng)驗的同學(xué)說以型號AT開頭的的單片機在 燒寫程序時不容易進行燒寫，于是考慮采用以型號是以STC為開頭的單片機，通 過查資料了解發(fā)現(xiàn)STC89C52在功能上與AT89C52相似，為此，本設(shè)計單片機采用 STC89C52型號單片機。 分的選擇 根據(jù)題目要求，設(shè)計出來的系統(tǒng)是可以設(shè)定報警的范圍的。在單片機的應(yīng)用 系統(tǒng)中，為了便于人們觀察和監(jiān)視單片機的運行情況，常常需要用顯示器顯示運 行的中間結(jié)果、狀態(tài)等信息，因此顯示器也是

24、不可缺少的外部設(shè)備之一。顯示器 的種類很多，從液晶顯示、發(fā)光二極管顯示到CRT 顯示器，都可以與微機配接。 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器主要有發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器，簡稱LED 顯示 器。LED 顯示器具有耗電省、成本低廉、配置簡單靈活、安裝方便、耐振動、壽 命長等優(yōu)點。但與LCD相比顯示內(nèi)容有限，不能顯示圖形，因而其應(yīng)用有局限性。 LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光的二極管顯示字段組成的。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用最 多的就是七段LED數(shù)碼管，有共陰極和共陽極兩種。七段LED數(shù)碼管顯示器有8 6 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 個發(fā)光二極管，其中從ag管腳輸入顯示代碼，可顯示不同

25、的數(shù)字或字符，Dp顯 示小數(shù)點。共陰極LED數(shù)碼管顯示器的公共端為發(fā)光二極管陰極，通常接地，當(dāng) 發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮。共陽極的LED數(shù)碼管顯示器的 公共端為發(fā)光二極管的陽極，通常接+5V 電源，當(dāng)發(fā)光二極管的陰極為低電平時， 發(fā)光二極管點亮。 通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn)LED動態(tài)顯示更加適合本設(shè)計，所以就采用此方法。 2.3 系統(tǒng)各部分的最終方案 本章主要介紹了常見的用于脈搏檢測的三種傳感器，并對這三種感器的優(yōu)缺 點進行了比較。本設(shè)計采用的單片機芯片的型號是STC89C52，在本章主要介紹了 它的一些特點。最后，給出了最終的設(shè)計方案和硬件框圖。 數(shù)碼管 脈搏傳感 STC89C

26、52 顯示電 器電路 路 單片機處 震蕩電路 理電路 蜂鳴器 復(fù)位電路 報警電 路 圖2.3 設(shè)計框圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計分析 3 系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計分析 3.1 單片機控制器 經(jīng)過第2章的敘述已經(jīng)確定了完成本設(shè)計所需要的主要元器件，所以本章開 始講述基于單片機的便攜式心率測試儀的設(shè)計的硬件電路的設(shè)計。 在這里，單片機要實現(xiàn)對脈搏信號的處理。在檢測到第一個脈沖到達時，開 啟定時器，然后在下一個脈沖到達時，關(guān)閉計時器，如此就可以求得一次心跳所 需要的時間，然后由該周期就可以得到一分鐘的脈搏數(shù)。 stc89c52介紹 STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗

27、、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51 內(nèi)核，但做了很多的改 進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、 超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，810復(fù)位電路，3個 16 位定時 器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu) （兼容傳統(tǒng)51的5向量2級 中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89X5

28、2 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種 軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、 串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機 一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T 可選。STC89C52單片機引腳圖如下圖2.2所示。 8 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計分析 圖2.2 STC89C52RC引腳功能說明 引腳按其功能可分為如下3類： 1、電源及時鐘引腳VCC、VSS；XTAL1、XTAL2； ALE/PROG PSEN EAVPP/ 2、控制引腳RST/VP

29、D、 、 、和 ； 3、I/O 口引腳P0、P1、P2、P3，為4個8位I/O 口。 1、電源及時鐘引腳 1 電源引腳 VCC：5V 電壓。 GND：接地。 2 外接晶體引腳 XTAL1：接外部晶體振蕩器的一端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此腳用于外接石 英晶體振蕩器和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，對于HMOS單片機，此引腳接地； 對于CMOS單片機，此引腳作為外部振蕩信號的輸入端。 XTAL2：接外部晶體振蕩器的另一端，當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此腳用于外接 石英晶體振蕩器和微調(diào)電容。當(dāng)使用外部時鐘時，對于HMOS單片機，此引腳接 外部振蕩源；對于CMOS單片機，此引腳懸空不接。 ? AT89S52 晶

30、體振蕩器頻率可在6MHz 40MHz之間選擇，常選6MHz或12MHz 的石英晶體。電容的值沒有嚴(yán)格要求，但其取值對振蕩器的頻率輸出的穩(wěn)定性、 大小、振蕩電路起振速度稍有影響，C1、C2可在20pF100pF之間選擇。當(dāng)外接晶 體振蕩器時，電容可選30pF±10pF；外接陶瓷振蕩器時，電容可選40pF±10pF。 9 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計分析 2、控制引腳 RST/VPD：復(fù)位端。當(dāng)輸入的復(fù)位信號持續(xù)2個以上機器周期 個晶體振蕩周 期）高電平即為有效，用于完成單片機的復(fù)位初始化操作。正常工作時，此腳電 平應(yīng) 0.5V。 在VCC發(fā)生故障、降

31、低到電平規(guī)定值掉電期間，此引腳可接備用電源VPD （電 源范圍5V±0.5V），由VPD 向內(nèi)部RAM供電，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。 ALE/PROG ：地址鎖存使能。ALE （AddressLatchEnable）；PROG （Program） ALE/PROG 為CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供地址鎖存信 號，將低8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。ALE/PROG 引腳第二功能，對片 內(nèi) Flash編程，為編程脈沖輸入端。 PSEN ：（ProgrammerSavingENable），外部程序存儲器讀選通信號。在讀外部 程序存儲器時有效 （低電平），以實現(xiàn)外部程序存儲器單元的讀操作。在訪問外部 數(shù)據(jù)存儲器、訪問內(nèi)部程序存儲器時PSEN 無效。 EAVPP/ ：（EnableAddress/VoltagePulseofProgramming），訪問程序存儲控制 信號。當(dāng)EAVPP/ “0”時，表示讀外部程序存儲器。只讀取外部的程序存儲器 ? 中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為0000H FFFFH （64KB），片內(nèi)的8KBFlash 程序存儲 器不起作用。當(dāng)EAVPP/ “