【《基于单片机的人体健康检测系统系硬件电路设计案例》4200字】

[15]。1.3脉搏采集模块的设计本次开发选择ST188光电传感器来采集被测用户的脉搏信号。采集到的信号要经过放大电路，先对该信号进行放大，才能够达到将信号进行传输，否则信号太小整形电路无法对其进行接受。再经过滤波整形后，去外接干扰波，我们才能够更好的对其进行观察和研究。我所使用的Proteus的版本无法进行仿真，所以再设计一个按键电路，来模拟脉搏的跳动。如图3-15所示。图3-15脉搏采集模块原理图1.1.1ST188传感器的介绍ST188主要指通过收集红外线的强度，通过强度的大小的差异，进而输出大小不同的电信号。而红外线的强度主要是由可见光穿透人体，经反射后的发送回传感器的强度决定，通过和特定的光电强度相比较，经过放大整形电路后，输出的也就是不同的电压。其内部电路如图3-16所示。图3-16ST188内部结构通过ST188所得到的信号一般比较小，需要在后面加一个放大滤波电路。滤波电路一般分为电感滤波和电容滤波。电容滤波属于电压滤波，因为电容有通交隔直的特点，当接通交流电路时，电容器不会放电，因此输出的为直流电压。电感滤波属于电流滤波，当电路中电流比较大时，常常采用这种滤波电路，由于电路中存在电感，因此输出的电流较为平缓。1.1.2脉搏采集电路的设计由于版本落后，无法进行红外线仿真，因此设计一个按键电路，图3-17就是所设计的电路。图3-17脉搏采集电路P1.2与按钮连接，来模拟脉搏的输入。通过规定在10s内用户按下的次数来计算一分钟内心脏跳动的次数。由于本设计还安装报警系统，所以P1.4、P1.5、P1.6连接一个按键，其功能分别为：减小报警心率值、增加报警心率值、改变报警心率值，P1.7连接蜂鸣器，当超过规定的上下限时，进行报警。1.4显示模块的设计LCD（LiquidCrystalDisplay）为液晶显示屏的英文简称，该元件可以用来进行计算机的屏幕显示。本次设计选择显示器LCD1602来进行用户体温和脉搏数据的显示。1.4.1LCD1602的介绍HD44780作为LCD1602的控制器，能够实现多种功能，例如让字符左移、右移，并且还能够让字符闪烁。该显示模块为16×2的字符型显示单元，与主控芯片进行通信时，共有两种传输方式：8位并行传输和4位并行传输。本次设计采用前者的传输方式来完成单片机与液晶显示的连接。其引脚图如图3-18所示。图3-18LCD1602引脚图1.4.2LCD1602的引脚介绍该显示器是由两块平行导电玻璃构成，在两块板子中填入液晶材料。当通电时，液晶分子受到电场的作用会进行扭曲变形，以不同的方式进行排列，在遮光和透光比例不同的情况下，形成错落有致的图像。在本次设计中，采用LCD1602液晶显示模块，即16×2的字符型显示单元，显示字母、数字、标记等点阵式LCD，图3-19为其引脚说明。图3-19LCD1602引脚说明(1)VSS引脚：接地引脚。(2)VDD引脚：接+5V引脚。(3)VEE引脚：偏压信号引脚。它的作用为：改变显示器的对比度。电位器对比度调得太低会导致屏幕没有显示；若调得过高，会使16×2个点全黑。使用时通过一个2K的电位器来调整对比度。(4)RS引脚：寄存器选择引脚。高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器。(5)R/W引脚：读写信号引脚。当输入为高电平时，该引脚进行读操作，当输入低电平时，该引脚进行写操作。该引脚可与RS引脚配合工作。当RS和R/W共同为低电平0时可以写入指令寄存器。当RS为低电平0、R/W为高电平1时可以读DB7，还可以读取DB0-DB6的值。当RS为高电平1、R/W为低电平0时可以显示各种字型等。当RS和R/W共同为高电平1时，可以读取数据。如图3-20所示。图3-20RS、R/W引脚操作说明(6)EN引脚：使能端，高电平有效。当E端由1跳变成0时，模块就执行命令。(7)D0-D7引脚：数据引脚。1.4.3显示模块的电路设计显示模块的设计如图3-21所示。在图中，可调节电阻RV1用来调节显示器对比度。RP1为排阻，即作为D0~D7引脚的上拉电阻，和DS18B20相似，当P0口作为输出时，为开漏电路，所以为了保证单片机能够给LCD1602信号，一定要上拉电阻，才能够保证显示。P1.0与显示屏的RS引脚相连接，P1.1与R/W引脚相连接，P1