单片机心电信号数据采集系统的设计答辩

单片机的选择
单片机作为数据采集系统的核心部分，在本系统的设计中占有举足轻重的地位。与80C51兼容；
具有4K可重复编程的闪存，可写入/擦除1000次以上，数据保存10年以上；
操作频率：0Hz-24Hz；
三层可编程的存储器上锁；
128个位组的内部数据存储器；
32条可变成的I/O线；
2组16位定时器/计数器；
6个中断源；
可编程的串行通道；
低功率停顿和功率下降模式。
以上特点使得AT89C51非常适合作为本数据采集系统的控制器。AT89C51与信号调理电路的连接见附录。
A/D转换芯片的选择
(2)ADC0809 引脚 ADC0809 是 28 脚双列直插式封装，其引脚图如图3.9所示，各引脚的功能如下：
D7~D0：8位数字量输出引脚；
IN0~IN7：8 路模拟量输入引脚；
VCC：+5 V 工作电压；
GND：接地端；
REF(+)：参考电压正连接端；
REF(-)：参考电压负连接端；
START：A/D 转换启动信号输入端；
ALE：地址锁存允许信号输入端；
EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平；
OE：输出允许控制端，即完成转换后数字量输出允许控制信号输入端口，高电平有效，用以打开三态数据输出锁存器；
CLK：时钟信号输入端；
ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线，用三位编码组成 3-8 译码器，选通 8 路模拟电子开关，实现 IN0~IN7八个通道中的通道之间可进行切换。
ADC0809 可以以查询方式或中断方式与单片机 AT89C52 相连，本课题采用中断方式,并采用定时器 T0 定5ms 中断，进行 200 Hz 采样。ADC0809 与AT89C51
单片机的接口如图 3.10 所示。由于 ADC0809 片内无时钟，可利用 AT89C51提供的地址锁在允许信号 ALE 经 D 触发器二分频后获得 ALE 脚的频率是 AT89C51 单片机时钟频率的 1/6(但要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲)。如果单片机时钟频率采用 12MHz，经二分频后符合 ADC0809 对时钟频率的要求。由于 ADC0809 具有输出三态锁存器，其 8 位数据输出引脚可直接与数据总线相连。地址译码引脚 ADDA、ADDB、ADDC 分别与地址总线的低三位 A0、A1、A2 相连，以选通 IN0~IN7 中一个通路，本课题只用到一个通道。将 P2.7(地址总线 A15)作为片选信号、在启动 A/D 转换时，由单片机的写信号和 P2.7 控制 ADC0809 的地址锁存和转换启动，由于 ALE 和START 连在一起，因此 ADC0809 在锁存通道地址的同时，启动并进行转换。在读取转换结果时，用低电平的读信号和 P2.7 脚经一级或非门后，产生的正脉冲作为 OE 信号用以打开三态锁存器，由图 3.10可知，P2.7应设为低电平，ADC0809 芯片选中第三通道的地址为 7FFB H。
液晶显示硬件设计
为了能够清晰的显示出系统所检测到的心电信号波形，特采用了高清晰的液晶显示作为系统的输出设备。
液晶显示模块的选择
选则合适的液晶模块对于心电采集系统的外观和功能的实现起到至关重要的作用。
液晶模块有以下3种类型[13-14]。
(1)数显液晶模决；
(2)液晶点阵字符模块；
(3)点阵图形液晶模块；
T6963C 液晶显示控制器是日本东芝公司的产品，多用于中小规模的液晶显示器件, 常被装配在图形液晶显示模块上, 以内藏控制器式图形液晶显示模块的形式出现。它能与80 系列的8 位微处理器直接接口。可以图形方式、字符方式及图形和字符合成方式进行显示, 还可以实现字符方式下的特征显示, T6963C最大的特点是具有独特的硬件初始设置功能，由于显示驱动所需的参数（如占空比系数、驱动传输的字节数／行以及字符的字体选择等）均由引脚电平来设置，因此T6963C的初始化在上电时就已基本设置完成，而对显示功能的设置则由软件初始化来完成[19-20]。
液晶电源电路设计
液晶电源电路设计的主要作用是为液晶显示模块提供工作电压。
系统软件设计
4.1主程序及数据采集中断程序
系统上电后，首先要进行系统初始化设置，包括复位方式、时钟源、电压基准、中断、ADC的设置，这些设置通过设置相应的特殊功能寄存器来进行。本系统选用外部时钟源，频率12M。由于心电信号的主要频率范围为0.05—100Hz，根据采样定理，为了不失真的

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单片机心电信号数据采集系统的设计答辩(二)