基于单片机的脉搏测量仪设计 - 图文

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

图3-11 液晶显示器背面图

LCD1602是可以显示两行内容，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。其芯片的工作电压是4.5V-5.5V之间,模块最佳的工作电压是5V；工作电流是2.0mA。本设计中液晶显示器的引脚有16条，各个引脚的功能具体如表3-3所示：

表3-3 LCD引脚功能介绍

引脚 1 2 3 4 5 6

E

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

符号 VSS VDD V0 RS R/W

功能说明

一般接地

一般接电源(+5V)

液晶的灰度调节引脚，接在1k和10k的阻值分压处。

RS为寄存器选择，作为数据寄存器时接高电平、作为选择指令寄存器时接低电平。 读写信号线，进行读操作时接高电平，进行写操作接低电平。

E(或EN)端为使能(enable)端，

写操作时，下降沿使能。 读操作时，E高电平有效

低4位三态、 双向数据总线 0位(最低位) 低4位三态、 双向数据总线 1位

低4位三态、 双向数据总线 2位 低4位三态、 双向数据总线 3位 高4位三态、 双向数据总线 4位 高4位三态、 双向数据总线 5位 高4位三态、 双向数据总线 6位 高4位三态、 双向数据总线 7位(最高位)(也是busy flag） 背光电源正极 背光 电源负极

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DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK

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脉搏信号经过上述采集、滤波、放大，通过与单片机的P3.2建立联系，进行处理以后送到显示模块；最后结果由液晶显示屏显示出来；本设计是用液晶显示器1602作为显示电路。单片机的P0口分别与液晶的数据口7-14脚相连，不过单片机的P0口是开漏极输出，不能输出高电平，故需要接一个10k的上拉排阻，分别与单片机的P0.0~P0.7相连由P0口控制来显示数据。液晶的1、2引脚是电源引脚，液晶的15、16是背光引脚；液晶的引脚3是灰度调节，在本次设计中液晶的3号引脚接在了1k与10k的电阻分压处；通过阻值分压来调节显示屏的对比度。电压越低液晶显示的越清晰，但是如果太低浓度大反而看不太清，要是电压高的话字迹较淡也易看不见，故而R2、R1就是来调节电压比值的，一般说来R14的阻值在220欧姆到1k左右都可；不过要是R2和R14接反的话液晶就可能显示不出来数据了。4、5、6接的是单片机的P25、P26、P27，是控制引脚；显示电路见图3-13所示：

图3-13 显示电路

3.4 按键电路

按键电路如图3-14所示，在3.1.2和3.1.3中分别介绍过了复位电路和晶振电路，在这里就不一一介绍了。由图可知按键模块的三个按键的2号引脚均与地相连，而三个按键的3号引脚分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.2相连。为了便于区分，分别为这三个按键编下序号分别为1、2、3。其中与单片机P1.0相连的1

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号按键是设置脉搏值的大小范围的，当按第一下的时候，显示屏上第一行会出现Heart Rate： ；第二行会显示Warning L： ；而与单片机相连的P1.1是2号数值加键，当按下时，数值就会逐渐加1；与单片机P1.2相连的是3号数值减键；当按下时，数值就会逐渐减1；当最小值设置好之后再按下第一个键第一行会出现Heart Rate： ；第二行会显示Warning H： ；然后再重新设置脉搏值的最大值，具体步骤同最小值设置一样，当设置好之后再按下第一个按键即为确定最大值最小值。当下次重新充电时，就可以看到脉搏的上下限已经设置好了，若是再想改变上下限，可按着上述步骤重新设置。具体电路图如3-14所示：

图3-14 按键电路

3.5 报警电路

如图3-15所示，与蜂鸣器相连的是9012三极管的发射极，用来驱动蜂鸣器，提高芯片组的性能。与三极管集电极相连的是一个双掷开关，当想让蜂鸣器报警时打开，不想报警时可以关闭。为了防止单片机烧毁，故不能与蜂鸣器直接相连，应加一个限流电阻；一般来说串联一个220~2.2k的电阻均可；经试验证明串联2.2k的电阻效果最好。通过限流电阻R15报警电路和单片机的P2.4口相连，当通上电，打开双掷开关，若是脉搏值超出所设置的上下限时，蜂鸣器就会报警。只不过数值在程序中已经设置好了，最小值是40，最大值是100，因为人的正常心跳也就是在这个范围内，如若超出需引起重视，具体电路图如3-15所示：

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如3-16所示：

3.6 系统硬件电路

图3-15 报警电路

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由各个部件的相互配合，才能相对准确地检测出脉搏值的大小。具体硬件电路图

路图中可以看出，硬件系统由单片机、电源电路、复位电路、晶振电路、信号采

组合到一起，就构成了整个脉搏测量仪的电路图。电路的原理图见图3-16，在电

集电路、滤波电路、放大电路、显示电路、按键电路、报警电路组成。可以说是

上面已经介绍了硬件系统模块的各个组成部分，拥有了各个功能模块以后，

图3-16 系统硬件电路

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