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2. 总体方案论证与设计
根据所要实现的功能划分,系统一共需要以下几个模块:主控模块、显示模
块、信号采集电路,以下就针对这几个模块的选型和论证进行讨论。
2.1 主控模块的选型和论证
方案一:
采用 MSP430 系列单片机,该单片机是 TI 公司 1996 年开始推向市场的一种
16 位超低功耗的混合信号处理器。其内部集成了很多模拟电路、数字电路和微处
理器,提供强大的功能。不过该芯片昂贵不适合一般的设计开发。
方案二
采用 51 系列的单片机,该单片机是一个高可靠性,超低价,无法解密,高性
能的 8 位单片机,32 个 IO 口,且 STC 系列的单片机可以在线编程、调试,方便
地实现程序的下载与整机的调试。
因此选用方案二中的 51 系列单片机作为主控芯片。
2.2 显示模块的选型和论证
方案一:
采用点阵式数码管显示,点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,对
于显示文字比较合适,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以
不用此种作为显示。
方案二:
采用 LED 数码管动态扫描,LED 数码管价格虽适中,对于显示数字也最合适,
而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用单片机口线少。但是由于数码管动态
扫描需要借助 74LS164 移位寄存器进行移位,该芯片在电路调试时往往有很多障
碍,所以不采用 LED 数码管作为显示。
方案三:
采用 LCD 液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,
显示多样,清晰可见,对于本设计而言一个 LCD1602 的液晶屏即可,价格也还能
接受,需要的借口线较多,但会给调试带来诸多方便。
所以本设计中方案三中的 LCD1602 液显示屏作为显示模块。
2.3 传感器的选型和论证
方案一:
采用压电传感器用来提取人的脉搏信号,压电传感器是利用某些电介质受力
后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向
的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时,由于内部电荷的极化现象,
会在其表面产生电荷的现象。通过此现象可以提取出人的脉搏信号。
方案二:
采用光电传感器提取人体脉搏信号,授予手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨
骼等非血液组织和血液组织,其中非血液组织的光吸收量是恒定的,而在血液中,
静脉血的搏动相对动脉血是十分微弱的,可以忽略,因此可以认为光透过手指后
的变化仅由动脉血的充盈而引起,那么在恒定波长的光源的照射下,通过检测透
过手指的光强将可以间接测量到人体的脉搏信号。