單片機(jī)設(shè)計(jì)方向

摘要：智能脈沖測試技術(shù)主要應(yīng)用于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。隨著電子技術(shù)的市場需求和發(fā)展，越來越多的地方需要單片機(jī)完成。智能化脈沖測試儀是利用AT89C51完成的信號(hào)數(shù)據(jù)采集，通過硬件設(shè)備進(jìn)行電路放大，加強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)功能，確定累加的數(shù)量范圍，提高單片機(jī)運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)多次脈沖。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)突然停止，脈沖次數(shù)就會(huì)通過顯示屏顯示在系統(tǒng)上，確定系統(tǒng)運(yùn)行情況，保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確。本文將利用單片機(jī)AT89C51分析智能脈沖測試技術(shù)，設(shè)計(jì)有效的脈沖測試儀測試效果，完善單片機(jī)運(yùn)行過程，提高單片機(jī)應(yīng)用的發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；智能脈沖；測試儀

隨著人們生活品質(zhì)的逐步提高，健康狀況受到大家的重視。醫(yī)院利用醫(yī)療設(shè)備儀器對(duì)病人進(jìn)行基礎(chǔ)脈搏測試分析，確定患者的病情。通過脈搏測試設(shè)備測量患者脈搏每分鐘數(shù)量。確保測量準(zhǔn)確程度，提高醫(yī)療治療價(jià)值，從而完善醫(yī)學(xué)診斷的準(zhǔn)確性。然而目前的脈搏測量儀器技術(shù)不夠完善，在很多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域無法完成脈搏測量工作，為了有效的提高脈搏測算準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)科學(xué)治療診斷。本文將針對(duì)單片機(jī)的智能化脈搏測量儀器進(jìn)行具體分析和研究，提高脈搏測量器的應(yīng)用范圍，確保測量脈搏的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的有效應(yīng)用。

一、單片機(jī)脈搏測量器基本原理

1.現(xiàn)狀。

脈搏測量器的應(yīng)用較為廣泛，除了基本醫(yī)學(xué)應(yīng)用外，在中醫(yī)測量、心血管功能測量、妊娠測量等多個(gè)方面都具有較為深入的研究。通過測算脈搏心率，確定測試人的基本脈搏情況。這可以用于基本身體健康檢查判斷，可以用于健身運(yùn)動(dòng)，可以用于多項(xiàng)商業(yè)發(fā)展。

2.脈沖測量器的結(jié)構(gòu)。

脈沖測量儀器的結(jié)構(gòu)主要通過光電感應(yīng)進(jìn)行傳導(dǎo)，通過元器件的變化，完成脈搏跳動(dòng)數(shù)據(jù)采集，通過紅外遠(yuǎn)程遙控，確定基本顯示內(nèi)容，確定設(shè)備裝置的基本工作狀態(tài)。通過信號(hào)傳輸、單片機(jī)設(shè)備電路處理、顯示屏數(shù)碼顯示、電源端控制等多個(gè)部分實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的組合管理。以下對(duì)相關(guān)的脈沖測量結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析。

傳感器電路是通過紅外遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換，確定紅外光轉(zhuǎn)換為光電能的過程，通過二極管或三級(jí)管對(duì)其進(jìn)行發(fā)光，組成可變光的線性關(guān)系，通過測量物理量完成電流電量的輸出過程。其輸入的信號(hào)是光傳感器發(fā)出的低頻模擬電路，其電路內(nèi)部包括信號(hào)的放大、信號(hào)的整合調(diào)整，信號(hào)的調(diào)撥。通過信號(hào)調(diào)整控制，確定基本輸入信號(hào)的合理性。利用單片機(jī)對(duì)電路進(jìn)行終端技術(shù)設(shè)置，通過輸入電流判斷低頻信號(hào)，通過放大轉(zhuǎn)換為模擬電路，經(jīng)過脈沖電平，完成信號(hào)放大計(jì)數(shù)，完成運(yùn)算，確定外晶體基本中斷情況。通過數(shù)碼顯示在單片機(jī)上完成數(shù)碼顯示功能。通過誤碼器確定基本數(shù)據(jù)，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，即完成電路信號(hào)的傳輸感應(yīng)。單片機(jī)智能脈沖傳感器的基本電路需要配備4伏的基本穩(wěn)定電壓，通過信號(hào)傳輸確定基本交流電或直流電的選用。

3.原理。

工作原理是應(yīng)用單片機(jī)AT89C51為基本的控制單元，通過測量儀器的基本功能，確定測量儀器的基本硬件電路。當(dāng)照射光束通過發(fā)光二極管傳遞，通過對(duì)心臟血管中的脈沖流進(jìn)行測量，就可以確定主動(dòng)變換量。利用心跳的基本節(jié)拍，對(duì)光束受影響輕重強(qiáng)度進(jìn)行判斷，確定紅外信號(hào)發(fā)射的有效基本傳遞路徑，通過光束強(qiáng)度的調(diào)整，確定心跳節(jié)拍，提高紅外線脈沖輸出信號(hào)的準(zhǔn)確程度。信號(hào)需要通過傳輸、對(duì)比、放大、整形后，完成信號(hào)的輸出調(diào)整，確定輸出脈沖信號(hào)的中斷水平，及時(shí)調(diào)整中斷信號(hào)量，控制單片機(jī)的基本電路，對(duì)輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行基本云存儲(chǔ)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示管信息的準(zhǔn)確顯示。通過調(diào)節(jié)單片機(jī)智能脈沖的輸出的脈沖量，調(diào)節(jié)輸出信號(hào)水平，實(shí)現(xiàn)智能脈沖設(shè)計(jì)。

4.智能脈沖基本特點(diǎn)。

智能脈沖與傳統(tǒng)的脈沖測量器相比，具有較為不同的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的測量儀器需要接觸機(jī)體表面，而智能化脈沖測量不需要接觸機(jī)體表面，只需要通過脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)外部測量。智能脈沖測量器可以反復(fù)的進(jìn)行使用，通過傳感器設(shè)置，確定精度水平，需要的基本環(huán)境低，具有壽命長，穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。通過合理的控制電壓和電流，可以實(shí)現(xiàn)長效穩(wěn)定工作，而且后續(xù)維修費(fèi)用較低，磨損較小。脈沖的基本結(jié)構(gòu)較為簡單，具有良好的體積，可以應(yīng)用在體積需求較為嚴(yán)格的智能化應(yīng)用上，質(zhì)量較強(qiáng)，性價(jià)比較高。因?yàn)橹悄苊}沖具有的有效優(yōu)勢特點(diǎn)較多，深受市場歡迎。

二、硬件電路

智能化單片機(jī)的應(yīng)用基礎(chǔ)是AT89C51，通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)的相關(guān)功能標(biāo)準(zhǔn)，確定可實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)設(shè)計(jì)方案。單片機(jī)的主要指令系統(tǒng)通過mcs系統(tǒng)指令完成，采用4k字節(jié)重復(fù)化閃存可擦拭處理，實(shí)現(xiàn)每周的1000次的重復(fù)讀寫存儲(chǔ)，通過硬件操作實(shí)現(xiàn)全靜態(tài)控制管理。采用三級(jí)的加密控制存儲(chǔ)電路，采用內(nèi)部存儲(chǔ)RAM128字節(jié)，實(shí)現(xiàn)接收和輸出端口的重復(fù)編程，采用32位計(jì)數(shù)器進(jìn)行定位，設(shè)置中斷判斷源，通過UART確定有效的可編程控制串行，采用低電平的空閑電壓功能，同時(shí)設(shè)置掉電模式器，實(shí)現(xiàn)智能化單片機(jī)的基本硬件配置。

1.AT89C51單片機(jī)的封裝。

AT89C51是由基本四十個(gè)引腳封裝組成完成的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)具有基本的電路輸入端和輸出端。通過脈沖確定系統(tǒng)顯示。主要的脈沖采集方法有光電信號(hào)采集、脈沖耦合傳感器信號(hào)采集、數(shù)據(jù)阻尼式電壓傳感器、應(yīng)變脈沖傳感器等。其中，光電檢測技術(shù)在實(shí)際的臨床應(yīng)用中較為廣泛，受到了市場的綜合認(rèn)可，其主要利用光電閉合電路，探測數(shù)據(jù)電磁干擾水平，確定脈沖信號(hào)的傳輸頻率和傳輸效果，具有較高的絕緣性效果，可以有效地實(shí)現(xiàn)無損脈沖信號(hào)采集和分析，其精度較高，具有較良好的重復(fù)可擦性，結(jié)構(gòu)較為簡單，穩(wěn)定封裝性良好，是受到市場一直認(rèn)可的一個(gè)單片機(jī)型號(hào)。

2.原理及結(jié)構(gòu)。

物質(zhì)是具有能量守恒的，按照物質(zhì)的這種基本原理，通過波長吸收情況、波頻率水平進(jìn)行正比例關(guān)系分析，確定恒定波長的光照射到人體時(shí)的情況。通過判斷人體對(duì)光波吸收、反射、衰退情況的分析，確定可測量波長的光強(qiáng)水平，在一定程度上完成了動(dòng)態(tài)脈沖成分的分析。基礎(chǔ)檢測可以采用手指檢測，確定光強(qiáng)水平，按照皮膚、骨骼、肌肉血液組織進(jìn)行分析，其中在非血液的組織中光的吸收量是能量守恒的。但是，在血液中，因?yàn)殪o脈血的脈沖波動(dòng)較弱，在測量脈搏時(shí)可以忽略，采用手指透射光照射的方式，確定動(dòng)脈血脈沖的水平，及時(shí)調(diào)整光照射脈沖守恒水平，確定光可以檢測的脈搏信號(hào)水平，確定光脈搏照射信號(hào)的效果。

光傳感器的基本結(jié)構(gòu)是由發(fā)光管組成的。通過紅外線晶體管完成最佳方向的指向工作管理。透過光源分析發(fā)光與手指接觸吸收情況，一部分在血液中完成反射，大部分完成滲透工作。通過光電脈搏傳感器實(shí)現(xiàn)光接收方式的有效反射處理。透射的光源需要與光接收器距離相當(dāng)。操作的基本光應(yīng)當(dāng)是透射光。通過透射光對(duì)電傳感器進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)光電脈沖測量，減少模擬電路的干擾情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)透射光電路傳感器的有效測定過程。

3.檢測。

檢測電路通過脈動(dòng)情況，對(duì)人體組織進(jìn)行透明度調(diào)整。通過血液輸送的方式，確定組織半透明水平。當(dāng)血液流回心臟的時(shí)候，組織內(nèi)的半透明水平逐步增大，這種情況主要發(fā)生在指尖或耳垂處。因本設(shè)計(jì)主要是將二極管產(chǎn)生的紅外線光照射到指尖，故經(jīng)過手指組織反射的時(shí)候，由此部分產(chǎn)生的發(fā)光管接收，將透射光轉(zhuǎn)換為電路信號(hào)。通過手指動(dòng)脈血循環(huán)傳輸，實(shí)現(xiàn)周期性的脈動(dòng)變化調(diào)節(jié)。而這種光反射和衰減也是周期性變化的，通過紅外接收管對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，確定動(dòng)脈血最終的脈沖信號(hào)變化水平，從而逐步完善電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)脈沖的整合管理，確定計(jì)數(shù)、顯示變化，通過實(shí)際讀數(shù)確定脈沖次量。

4.采集電路。

采集電路是由紅外發(fā)射端、接收設(shè)備設(shè)置結(jié)合完成的。通過紅外發(fā)射管提高電流量，降低發(fā)射角度，改善發(fā)射強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻值的有效控制。通過電阻的選擇，確定紅外接收管的紅外光感靈敏程度。如果電阻過大，紅外發(fā)射二極管的綜合電流減小，三極管會(huì)出現(xiàn)無脈沖的狀態(tài)。當(dāng)傳感器的光干擾較強(qiáng)，直接影響輸入端電壓水平，造成輸出端變化誤差較大，直接影響脈沖檢測。采用串聯(lián)的耦合電容，阻隔端誤差阻滯，提高傳感器有效輸出信號(hào)的基本頻率，改善電路脈沖次數(shù)，確定有效脈沖輸出和輸入頻率。在脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)中，需要控制電路信號(hào)的過濾頻次，控制干擾水平，確定耦合量，提高放大輸入脈沖測試準(zhǔn)確度。

5.電路的處理和顯示。

通過51單片機(jī)對(duì)核心元件進(jìn)行處理，通過硬件設(shè)備確定數(shù)據(jù)的有效運(yùn)算過程，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合數(shù)據(jù)電路基本原理，確定外圍元器件，確定編程過程，確定省電的基本原則。通過傳感器對(duì)輸出電路進(jìn)行脈沖電平整合，采用單片機(jī)通斷電路確定有效輸出端電路的基本觸發(fā)情況，確定電路終端的相關(guān)計(jì)數(shù)。當(dāng)電路出現(xiàn)脈沖附加次序的時(shí)候，采用脈沖測量，確定脈沖量，通過單片機(jī)端口對(duì)數(shù)據(jù)測量過程進(jìn)行分析，通過現(xiàn)實(shí)器現(xiàn)實(shí)在顯示屏上。顯示功能的有效數(shù)據(jù)資源較多，動(dòng)態(tài)顯示是對(duì)每一位的信號(hào)進(jìn)行掃碼設(shè)置，即通過對(duì)數(shù)碼管上的顯示量進(jìn)行調(diào)節(jié)，確定數(shù)碼管的有效顯示亮度。通過判斷數(shù)碼管亮度間隔時(shí)間，確定相關(guān)比例系數(shù)，采用合理的電流時(shí)間參數(shù)完成對(duì)顯示器亮度、顯示屏、LTE動(dòng)態(tài)狀態(tài)的有效調(diào)節(jié)控制，逐步提高硬件設(shè)備的應(yīng)用效果。

三、軟件設(shè)計(jì)

1.主系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)流程。

通過判斷主系統(tǒng)的基本操控流程，確定操作運(yùn)行方式。主程序依據(jù)單片機(jī)為基本應(yīng)用程序的框架，通過系統(tǒng)上電，構(gòu)建電路系統(tǒng)有效初始化流程。通過判斷初始化水平，確定單片機(jī)專用寄存設(shè)備，通過定時(shí)器控制各個(gè)端口的工作狀態(tài)，確定系統(tǒng)初始情況。通過判斷定時(shí)水平，確定外部設(shè)備的中斷情況，將相關(guān)數(shù)據(jù)顯示在電路上，提高不同硬件電路的內(nèi)部程序控制調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)主程序的有效調(diào)控。

2.測量儀器的基本使用。

測量儀器采用C語言，具有可讀性。每一次都需要對(duì)脈搏數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)保存，確定數(shù)碼顯示情況。通過程序調(diào)節(jié)控制，發(fā)現(xiàn)有干擾而不顯示的誤碼，一步步檢查相關(guān)誤差數(shù)據(jù)。通過數(shù)碼0和1的顯示，確定可傳遞傳感器中，有壓迫感表現(xiàn)。通過判斷二極管發(fā)光情況，確定脈搏是否是正常工作頻率，從而降低測量儀的使用級(jí)別，提高數(shù)碼顯示效果，方便測量數(shù)量復(fù)位的準(zhǔn)確性。

綜上所述，基于·智能化脈搏測試設(shè)計(jì)中，通過應(yīng)用AT89C51單片機(jī)技術(shù)，提高最小系統(tǒng)單元的數(shù)碼顯示，實(shí)現(xiàn)脈搏測量系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)。通過光電傳感器，集中調(diào)節(jié)脈沖數(shù)碼信號(hào)，加強(qiáng)信號(hào)的穩(wěn)定性，完成信號(hào)的輸出、放大、調(diào)節(jié)、整合和接收。通過單片機(jī)外部存儲(chǔ)設(shè)備，確定最終數(shù)碼編碼顯示內(nèi)容，提高有效中斷性作用，完成技數(shù)、外部中斷和內(nèi)部中斷等多項(xiàng)功能的應(yīng)用。應(yīng)用單片機(jī)不僅可以完成脈搏測量水平，完善系統(tǒng)功能應(yīng)用的廣泛作用。實(shí)現(xiàn)高效抗干擾的智能化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療儀器水平的逐步提高。

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作者簡介：王瑜（1993—），男 ，遼寧省瓦房店市，大學(xué)本科學(xué)歷，自動(dòng)化專業(yè)。