课程设计说明.docx

1、课程设计说明5.将采集的脉搏信号上传到计算机并存储5.1心电信号上传、存储模块的介绍该模块的设计思路是将采集到的模拟信号通过A/D转换模块转换为可上传、存储的数字信号。然后通过串口通信将数据上传到计算机。在PC端上用Visual C+编写一个串口通信程序将上传的数据存储到TXT文档，供Matlab进行分析。计算机单片机A/D转换采集到的模拟信号 . . 图5.1 心电信号上传、存储模块结构图 5.2 A/D转换模块5.3数据上传模块为了将数字信号的数据上传到计算机，需要通过串口通信来传输数据。89C51有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一

2、定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND.第2脚的RXD.第3脚的TXD。5.3.1 硬件实现：(1)AT89C52：AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的. AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器

3、（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP

4、及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。图2 AT89c52引脚图(2) MAX232芯片：是MAXIM公司生产的、包含两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA-232C和V.28/V.24的通信接口。 MAX232芯片的功能： MAX232内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232C输出电平所需的10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。对于没有12V电源的场合，其适应性更强图3 MAX232芯片引脚 图4中，上半部分的的电容C1,C2,C3,C4以及V+,V-是电源变换电路部分。在实际应用中，器件对电源噪声很敏感

5、。因此，VCC必须要对地加去耦电容C5，电容C1,C2,C3和C4取同样数值的钽电容，用以提高抗干扰能力。在连接时必须尽量靠近器件。下半部分为发送和接收部分。实际应用中T1IN和T2IN 可直接接TTL/CMOS电平的89C52单片机的串行发送端TXD；R1OUT和R2OUT 可直接接TTL/CMOS电平的89C52单片机的的串行接收端；T1OUT和T2OUT可直接接PC的RS-232串口的接收端RXD;R1IN和R2IN直接接PC的RS-232串口的发送端TXD。图4 MAX232典型工作电路图(3)9针串口：一个完整的RS-232接口是一个25针的D型插头座，25针的连接器实际上只有9根连

6、接线，所以就产生了一个简化的9针D型RS-232插头座，常用的就是一个9针的D型插头座。EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定:在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V-15V 逻辑0(SPACE)=+315V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V-15V 介于-3+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义。因此如果要进行通信，还要对信号的电平进行转换，比如使用MAX3232芯片来转换电平。使用串口进进行通信时，我们最主要

7、关心的时以下这三个引脚：5 GND2 RXD3 TXD要完成数据的发送与接收就必须要到上面这三个引脚。而其它引脚是用来控制传输规则的，即握手协议。下面是9针串口（DB9），引脚功能。引脚号缩写英文全称功能说明1DCDData Carrier Detection数据载波检测2RXDReceive Data接收数据3TXDTransmit Data发送数据4DTRData Terminal Ready数据终端准备5GNDSystem Ground信号地6DSRData Set Ready数据设备准备好7RTSRequest to Send请求发送8CTSClear to Send清除发送9RIRi

8、ng Indicator振铃指示图5 九针串口引脚功能5.3.2 模块实现 51单片机串口通信电路图ORG 0000H MOV SCON,#50H;设置成串口1方式 MOV TMOD,#20H;波特率发生器T1工作在模式2上 MOV PCON,#80H;波特率翻倍为2400x2=4800BPS MOV TH1,#0F3H;预置初值(按照波特率2400BPS预置初值) MOV TL1,#0F3H;预置初值(按照波特率2400BPS预置初值) SETB TR1;启动定时器T1 ;以上完成通讯初始化设置 WRIT:JB P3.6,$;判断K1是否按下,如果没有按下就等待 ACALL DELAY10;

9、延时10毫秒消触点抖动 JB P3.6,WRIT;去除干扰信号 JNB P3.6,$;等待按键松开 MOV A,#0AFH;将16进制的字符AF发送到串口去 MOV SBUF,A;将AF通过串口发送出去 AJMP WRIT ;10毫秒延时子程序 DELAY10:MOV R4,#20 D2:MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D2 RET END ;=两机串口通讯程序(主机)=; 功 能: 使用串行中断,接收数据并显示 ; 硬件环境: 自制单片机实验板 ; 软件环境: 伟福 V3.20 ; Create date: 2004_07_26 ; First Modify: 2

10、004_07_26 ; second Modify: ; Last Modify: 2004_07_26 ; Author: Sujiande ; ;=预定义=LED0 EQU 40H ;预定义数码管 LED1 EQU 41H ;预定义数码管LED2 EQU 42H ;预定义数码管 LED3 EQU 43H ;预定义数码管 LED4 EQU 44H ;预定义数码管 LED5 EQU 45H ;预定义数码管 LED6 EQU 46H ;预定义数码管 LED7 EQU 47H ;预定义数码管 SDA BIT P0.1 ; 定义数据线引脚定义 SCL BIT P0.0 ; 定义时钟线引脚定义 ;-

11、ORG 0000H ;主程序入口 AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0100H ;主程序在ROM中存放位置 ;=主程序=MAIN: MOV LED0,#00H ;赋初值 MOV LED1,#00H MOV LED2,#16 ;赋初值为16, 数码管显示代码为: 灭 MOV LED3,#16 MOV LED4,#16 MOV LED5,#16 MOV LED6,#16 MOV LED7,#16 ;- ;MOV DPTR,#TABLE ; 赋显示代码首地址 MOV R1,#00H ; 给R1赋初值00H ACALL DISPLAY ; 调显示子程序 MOV SP, #30H ; 给堆栈指

12、针赋初值 ;- ; 使用定时器1，作为波特率发生器，设定波特率=9600， ; 定时器初值为：FAH ; 串行控制器设置：SM0=0,SM1=1,SM2=0,REN=1,TB8=0, ; RB8=0,TI=0,RI=0 即0101 0000B ; 波特率加倍 ;- MOV TMOD,#20H ;设置定时器1，工作方式2 MOV TH1,#0FAh ;赋初值: FA MOV TL1,#0FAh ;赋初值: FA MOV SCON, #50h ;设置串行口控制寄存器 MOV PCON, #80h ;设置电源控制寄存器, 让波特率加倍(2X) SETB TR1 ;启动定时 ;*主程序结束* LP8:

13、 MOV A,R1 ;将1的数据装到A中 ;- MOV SBUF,A ;将A的数据送到缓冲区 JNB TI,$ ;等待数据发送完毕 CLR TI ;清发送中断标志 ;- INC R1 CJNE R1,#99,LP3 MOV R1,#00H LP3: ACALL SEPERATE ;调拆分程序 ACALL DISPLAY ;调显示子程序 ACALL DELAY_1S ;调延时子程序 AJMP LP8 ;=拆分程序=SEPERATE: ANL A,#0Fh ;与操作得到个位数据 MOV LED0,A ;个位送LED0 MOV A,R1 ANL A,#0F0H ;与操作得到十位数据 SWAP A M

14、OV LED1,A ;十位送LED1 RET ;=显示子程序=DISPLAY: MOV DPTR,#TABLE ; 赋显示代码首地址 MOV A,LED0 ;查表数据送A MOVC A,A+DPTR ;查表,得到显示代码 ACALL SHIFT ;调移位子程序 MOV A,LED1 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED2 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED3 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED4 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED5 MOVC A,A+D

15、PTR ACALL SHIFT MOV A,LED6 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED7 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT RET ;-显示代码表- TABLE: DB 11H,0D7H,32H,92H,0D4H,98H,18H,0D3H,10H,90H ;0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, DB 50H,1CH,39H,16H,38H,78H, 0FFH,0FEH,0EFH ;10,11,12,13,14,15,灭,- ;=移位子程序=SHIFT: PUSH A ; 进栈暂存A值 MOV R0,#8 ; 循环8次 CLR C ;清

16、进位标志 CLR SCL ;时钟线,先钳位为0 LP2: RLC A MOV SDA,C NOP NOP SETB SCL NOPNOP CLR SCL NOP NOP DJNZ R0,LP2 POP A ; 出栈恢复A值 RET ;=延时子程序=DELAY_1S: MOV R7,#0ffH LOOP7: MOV R6,#0ffH LOOP6: NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R6,LOOP6 DJNZ R7,LOOP7 RET ;- END ;=两机串口通讯程序(从机)=; 功 能: 使用串行中断,接收数据并显示 ; 硬件环境: 自制单片机实验板 ; 软件环境: 伟

17、福 V3.20 ; Create date: 2004_07_26 ; First Modify: 2004_07_26 ; second Modify: ; Last Modify: 2004_07_26 ; Author: Sujiande ;=预定义=LED0 EQU 40H ;预定义数码管 LED1 EQU 41H ;预定义数码管 LED2 EQU 42H ;预定义数码管 LED3 EQU 43H ;预定义数码管 LED4 EQU 44H ;预定义数码管 LED5 EQU 45H ;预定义数码管 LED6 EQU 46H ;预定义数码管 LED7 EQU 47H ;预定义数码管 SDA

18、 BIT P0.1 ; 定义数据线引脚定义 SCL BIT P0.0 ; 定义时钟线引脚定义 ;- ORG 0000H ;主程序入口 AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0023H ;中断入口地址 AJMP S_INT ;跳转到中断程序 ORG 0100H ;主程序在ROM中存放位置 ;=主程序=MAIN: MOV LED0,#00H ;赋初值MOV LED1,#00H MOV LED2,#16 ;赋初值为16, 数码管显示代码为: 灭 MOV LED3,#16MOV LED4,#16 MOV LED5,#16 MOV LED6,#16 MOV LED7,#16 ;- MOV DPTR

19、,#TABLE ; 赋显示代码首地址 ACALL DISPLAY ; 调显示子程序 MOV SP, #30H ; 给堆栈指针赋初值 ;- ; 使用定时器1，作为波特率发生器，设定波特率=9600， ; 定时器初值为：FAH ; 串行控制器设置：SM0=0,SM1=1,SM2=0,REN=1,TB8=0, ; RB8=0,TI=0,RI=0 即0101 0000B ; 波特率加倍 ;- MOV TMOD,#20H ;设置定时器1，工作方式2 MOV TH1,#0FAh ;赋初值: FAMOV TL1,#0FAh ;赋初值: FA MOV SCON, #50h ;设置串行口控制寄存器 MOV PC

20、ON, #80h ;设置电源控制寄存器, 让波特率加倍(2X) ;- SETB EA ; 启动总中断 SETB ES ; 启动串行中断 SETB TR1 ;启动定时 AJMP $ ; 等待中断 ;*主程序结束* ;=中断服务程序=S_INT: MOV R1, SBUF ;将缓冲区的数据送到R1 ACALL SEPERATE ;调拆分程序 ACALL DISPLAY ;调显示子程序 CLR RI ;清接收中断标志 RETI ;中断返回 ;=拆分程序=SEPERATE: MOV A,R1 ANL A,#0Fh ;与操作得到个位数据 MOV LED0,A ;个位送LED0 MOV A,R1 ANL

21、A,#0F0H ;与操作得到十位数据 SWAP A ; MOV LED1,A ;十位送LED1 RET ;=显示子程序=DISPLAY: MOV A,LED0 ;查表数据送A MOVC A,A+DPTR ;查表,得到显示代码 ACALL SHIFT ;调移位子程序 MOV A,LED1 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED2 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED3 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFTMOV A,LED4 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED5 MOVC A,A+

22、DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED6 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT MOV A,LED7 MOVC A,A+DPTR ACALL SHIFT RET ;-显示代码表- TABLE: DB 11H,0D7H,32H,92H,0D4H,98H,18H,0D3H,10H,90H ;0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, DB 50H,1CH,39H,16H,38H,78H, 0FFH,0FEH,0EFH ;10,11,12,13,14,15,灭,- ;=移位子程序=SHIFT: PUSH A ; 进栈暂存A值 MOV R0,#8 ; 循环8次 CLR C ;清进位标志 CLR SCL ;时钟线,先钳位为0 LP2: RLC A MOV SDA,C NOP NOP SETB SCL NOP NOP CLR SCL NOP NOP DJNZ R0,LP2 POP A ; 出栈恢复A值 RET ;=延时子程序=DELAY_1S: MOV R7,#0ffH LOOP7: MOV R6,#0ffH LOOP6: NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R6,LOOP6 DJNZ R7,LOOP7 RET ;- END