基于单片机的心电监测系统设计

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在主流程图中，首先对单片机初始化，定义单片机各个端口的功能，方便以后编程时直接使用。然后对ADC0808芯片初始化，定义输入端口。然后对LCD初始化，在对定时器初始化，设置其参数，接着LCD清屏，方便显示。然后单片机进入延时，当单片机监测到液晶空闲时，输出数据，通过液晶显示在屏幕上。主流程流程图如图4.1所示。

图4.2为实时显示流程图。当单片机检测到赋值位为1时，启动ADC0808,让ADC0808进行采样，采样得到的数据经单片机处理后显示在液晶屏幕上。通过键盘电路，可以控制实时显示的波形。当单片机检测到X轴按键增加键按下时，调整显示图形使其周期变大，当单片机检测到X轴按键减少键按下时，调整显示图形使其周期变小，当单片机检测到Y轴按键增加键按下时，调整显示图形使其幅度变大，当单片机检测到Y轴按键减少键按下时，调整显示图形使其幅度变小，当检测到循环标志位变为0时，停止采样，停止输出波形。

ADC初始化 端口初始化 开始

LCD清屏 定时器1初始化 LCD初始化

图4.1 主程序流程图

实时扫描显示 延时 本科毕业设计说明书（论文）

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循环标志赋值1 N 循环标志为1？ Y AD实时采样 实时电压显示 X轴增加键按下？ N X轴减少键按下？ N Y轴增加键按下？ N Y轴减少键按下？ N Y 调整周期 Y 调整周期 Y 调整幅度 Y 调整幅度 循环标志复位运行状态标志置位 返回 图4.2 实时显示程序流程图

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5 仿真软件的应用与调试分析

5．1 Multisim 仿真软件简介

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Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

5．2 Keil uvision2 仿真软件简介

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

开发人员可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。

开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。

5．3 Proteus 仿真软件简介

PROTEUS软件是由英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件，它又可以分为ISIS和ARES两个软件，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，

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真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子系统设计[16]。

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ARES是一款高级的布线编辑软件，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿

随着科技的发展，“计算机仿真”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。

通过PROTEUS ISIS软件的VSM（虚拟仿真技术），用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起进行仿真。

PROTEUS软件支持许多通用的微控制器，如PIC、AVR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，可对寄存器、存储器进行实时监测；具有断点调试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外部设备进行交互可视化仿真的功能。此外，PROTEUS可对IAR C-SPY、Keil uvision2等开发工具的源程序进行调试，也可与Keil实现联调。

此外，在PROTEUS中还配置了各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、频率计、IC调试器等，便于测量和记录仿真的波形、数据。

该软件的特点：

（a）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。 （b）支持主流单片机系统的仿真。 （c）提供软件调试功能。

（d）具有强大的原理图绘制功能。

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5．4 前置放大电路调试与分析

在对前置放大电路进行仿真时，可以将方波作为输入信号，幅度为-2～+2mV，设定频率为10Hz，将差分输入端一端接地，利用示波器观察输入输出波形。如图5.1所示。从图5.1可以看到，信道B为输入信道，信道A为输出信道。输出通道的幅值为15.64 mV，可以计算出放大倍数为：

AU?VoutVin=15.64mV2mV=7.82

（5.1）

通过计算，可以认为仿真结果与设计要求基本符合，从图5.1可以看出，前置放大电路的效果比较理想，满足设计要求。