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本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪,只要把手指放在传感器内,很快就可以精确测出每分钟脉搏数,测量的结果用三位数字显示出来。 电路工作原理 电路原理见附图。电路由传感器电路、信号放大和整形电路、单片机电路、数码显示电路等四部分组成。file:///C:/Documents%20and%20Settings/Administrator/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/O9EZM3GH/20100418141025_4599.jpg传感器由红外线发射二极管和接收二极管组成,测量原理如下:将手指放在红外线发射二极管和接收二极管之间,血管中血液的流量随着心脏的跳动变化,由于手指放在光的传递路径中,血管中血液饱和度的变化将引起光的传递强度变化,此变化和心跳的节拍相对应,因此红外接收二极管的电流也跟着心跳的节拍改变,使得红外接收二极管输出与心跳节拍相对应的脉冲信号。该脉冲信号经F1~F3、R3~R5。C1、C2等组成的低通放大器放大,F4、R6、R7、C3组成的放大器进一步放大后,送给由F5、F6、RP1、R8等组成的施密特触发器整形后输出,作为单片机的外部中断信号。电路中的可变电阻RP1用来调整施密特触发器的阈值压。 IC2、X1、R10、C5等组成单片机电路。单片机对由P3.2输入的脉冲信号进行计算处理后,送到数码管显示。发光二极管VD3作脉搏测量状态显示,脉搏每跳动一次,VD3点亮一次。 三只数码管VT1~VT3、R12-R21等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显示方式,使用共阳数码管,P3.3~P3.5口作三只数码管的动态扫描位驱动码输出,通过三极管VT1-VT3驱动数码管。P1.0-P1.6口作数码管段码输出。 软件设计 程序用C语言编写,由主程序、外部中断服务程序、定时器TO中断服务程序、延时子程序等模块组成。主程序主要完成程序的初始化。外部中断0服务程序由测量、计算、读数等部分组成。定时中断服务程序由计时、动态扫描显示、无测试信号判断等部分组成。程序中用变量n对时间计数,用变量m对脉搏脉冲信号个数计数。 从P3.2口输入的与脉搏相对应的脉冲信号作为外部中断0的请求中断信号,外部中断采用边沿触发的方式。由于脉冲信号的频率很低,所以不适宜用计数的方法进行测量,故而采用测脉冲周期的方法进行测量,即用脉冲来控制计时信号,通过计时数计算出脉冲周期,再由脉冲周期计算出频率,从P3.2口每输入一次脉冲信号就能显示一次脉搏数。 定时器TO的中断时间为5ms,每中断一次计时变量n加1,因此计时的基本单位为5ms,例如一个脉搏脉冲周期对应的n值为240,则对应的时间为1.2s,由此可得每分钟脉搏数为50。如果n的值达到2000,即10秒钟仍没有发生外部中断,则表示没有脉搏脉冲信号输入,于是n被清零,测量结果显示也为0。 读数采用三位数码显示。定时器TO每中断一次显示一个位,因此3次中断就可以刷新一次数据,即15ms刷新一次数据。安装与调试 传感器的制作是一个关键。可将红外线发射二极管和接收二极管分别固定在一个塑料夹子的两侧,用时只需将夹子夹在手指上即可。制作时注意保证红外线接收二极管在使用时不要受到外界光线的干扰。 调试的主要工作是通过对RP1的调节来调整电路的灵敏度,RP1的阻值越小灵敏度越高,反之灵敏度越低。调试时可通过VD3的发光状态进行观察,如果脉搏跳动时VD3不跟随发光,则说明灵敏度偏低,不易检测到脉搏信号;如果在没有脉搏跳动时VD3偶尔也点亮发光,说明灵敏度偏高,容易受到干扰。
学习使用单片机就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。第一步:数字I/O的使用 使用按钮输入信号,发光二极管显示输出电平,就可以学习引脚的数字I/O功能,在按下某个按钮后,某发光二极管发亮,这就是数字电路中组合逻辑的功能,虽然很简单,但是可以学习一般的单片机编程思想,例如,必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理,才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能,就要对控制该功能的寄存器进行设置,这就是单片机编程的特点,千万不要怕麻烦,所有的单片机都是这样。第二步:定时器的使用 学会定时器的使用,就可以用单片机实现时序电路,时序电路的功能是强大的,在工业、家用电气设备的控制中有很多应用,例如,可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关,该开关在按钮按下一次后,灯亮3分钟后自动灭,当按钮连续按下两次后,灯常亮不灭,当按钮按下时间超过2s,则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路,可编程逻辑器件(PLD)可以实现时序电路,可编程控制器(PLC)也可以实现时序电路,但是只有单片机实现起来最简单,成本最低。 定时器的使用是非常重要的,逻辑加时间控制是单片机使用的基础。第三步:中断 单片机的特点是一段程序反复执行,程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间,如果程序没有执行到某指令,则该指令的动作就不会发生,这样就会耽误很多快速发生的事情,例如,按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中,对快速动作做出反应,就必须使用单片机的中断功能,该功能就是在快速动作发生后,单片机中断正常运行的程序,处理快速发生的动作,处理完成后,在返回执行正常的程序。中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生(屏蔽中断)、什么时候允许中断发生(开中断),需要设置哪些寄存器才能使某 种中断起作用,中断开始时,程序应该干什么,中断完成后,程序应该干什么等等 。 中断学会后,就可以编制更复杂结构的程序,这样的程序可以干着一件事,监视着一件事,一旦监视的事情发生,就中断正在干的事情,处理监视的事情,当然也可以监视多个事情,形象的比喻,中断功能使单片机具有吃着碗里的,看着锅里的功能。 以上三步学会,就相当于降龙十八掌武功,会了三掌了,可以勉强护身。第四步:与PC机进行RS232通信 单片机都有USART接口,特别是MSP430系列中很多型号,都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接,它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。 USART接口的使用是非常重要的,通过该接口,可以使单片机与PC机之间交换信息,虽然RS232通信并不先进,但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口,需要学习通信协议,PC机的RS232接口编程等等知识。试想,单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上,而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示,将是多么有意思的事情啊!第五步:学会A/D转换 MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器,通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量,显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间,转换速率,转换误差等概念。 使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。第六步:学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口 这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备,在扩展单片机功能方面非常重要。第七步:学会比较、捕捉、PWM功能 这些功能可以使单片机能够控制电机,检测转速信号,实现电机调速器等控制起功能。 如果以上七步都学会,就可以设计一般的应用系统,相当于学会十招降龙十八掌,可以出手攻击了。第八步:学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计 学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的,因为这是当前产品开发的发展方向。 到此为止,相当于学会15招降龙十八掌,但还不到打遍天下无敌手的境界。即使如此,也算是单片机大虾了。深圳信盈达电子有限公司旗下的培训中心提供专业单片机开发培训、ARM开发,linux操作系统,cortex系列等课程培训的技术服务和技术开发等整体方案。公司具有雄厚的开发实力,工程师均具有多年的单片机、ARM、嵌入式等技术开发应用经验,有各种方案可供客户参考,为您的产品开发提供强大的技术支持,以及新产品的开发。从方案规划到方案设计制作,从样机制作到批量生产,从技术支持到技术培训,提供专业、全面、高质量的一站式技术服务。
15v变压器经桥到7805稳压后到单片机,通电烧单片机,大家分析一下哦!