基于单片机的脉象信号采集系统设计

基于单片机的脉象信号采集系统设计

摘要：随着电子技术的发展，单片机以其体积小、功能强、功耗低的特点在仪器中应用广泛，而近年来LED数码显示器以它优良的性价比使之应用范围日益扩大，越来越多的电子设备的显示装置在使用它。我们本着实用、可靠、安全、便利及经济等原则，设计开发了基于单片机8051的脉象信息采集处理电路:对从传感器获取的脉象信号进行调理，确保所获取的脉象信号质量及幅度。利用ADC0809设计了模数转换电路，利用单片机控制其对脉象信号进行模数转换；将脉象信号数据其送入LED进行实时显示。在单片机与计算机通信过程中，由于单片机的串行接口输出的是TTL电平，本文设计了通用的RS232电平转换电路对其进行电平转换，可以实现两种不同电平间的数据传输。该系统具有数据采集、数据处理、通信、抗干扰、实时显示等性能，使其对脉搏、血压检测达到自能化，它具有体积小精度高、反应速度快和稳定性好的特点。这种装置具有一定的应用价值与现实意义。

关键词：8051单片机；LED；ADC0809；脉象信号

摘要 Ⅰ

目录 Ⅲ

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景、目的和意义 1

1.2 国内外发展的现状 1

1.3 几种数据采集系统的比较 1

1.4 脉象信号采集系统 2

2 系统概述 4

2.1 分析设计课题要求 4

2.2 设计要求及指标 4

2.3 系统组成框图 4

2.4 传感器的选型 5

2.4.1 传感器的发展 5

2.4.2 光电式脉搏传感器和压力传感器 6

2.5 信号调理电路 7

2.5.1 信号放大器设计要求 7

2.5.2 前置放大电路 8

2.5.3 滤波、陷波电路及积分比较电路 8

3 采集系统的硬件设计 10

3.1 8051单片机的性能特点 10

3.2 A/D转换器ADC0809 12

3.3 显示电路 13

3.4 8051与ADC0809转换电路接口设计 13

3.5 LED数码管显示接口电路设计 15

3.5.1 显示方式的选择 15

3.5.2 译码、驱动器 15

3.5.3 LED数码管显示电路设计 17

3.5.4 复位电路和时钟电路 18

3.6 整体电路的器件选择 19

3.7 8051单片机串口通信 20

3.7.1 8051单片机串口结构 20

3.7.2 8051单片机与PC机之间电平转换硬件接口 22

4 系统软件设计 24

4.1电路软件设计思想 24

4.2 C语言的特点 24

4.3 汇编语言的特点 24

4.4 软件设计流程图 25

4.4.1 A/D转换流程图及子程序 26

4.4.2 LED显示流程图及子程序 27

5 系统功能测试分析 30

5.1 系统功能模块的测试分析 30

5.2系统误差分析 30

6 总结 31

参考文献 32

致 谢 33

附 录 A 34