AT89S52单片机心率计--2012毕业论文 - 图文(7)

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为6-3所示，虽然信号放大失真，但放大倍数提高到200倍，因为在设计中只需要最大幅值，经过试验，该放大值很适合试验，所以R5采用1M值。所以该失真不影响最后试验。

6.1.2 比较电路

图 6-4 比较电路

图 6-5 比较电路仿真图

比较电路如图6-4所示，信号从上级放大器C3口输出，由于上级放

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大电路材料的限制和人为干扰的因素，放大倍数远没有达到200倍（约20倍左右）,这就使得传输到比较电路2口的电压值还是很小，约0~~2V，但设计需要0、5V的方波，所以考虑由R9和R10求出一电压值作为比较值。当2口接到的信号电压小于该值时显示0V，当大于该值时显示5V。这就形成了0和5V的方波。比较电路仿真图如图6-5所示。

6.2 试验与焊接阶段

6.2.1 试验阶段

当模块设计完成并在ISIS 7 protues中仿真无误后，电路基本确定，但那只是理论值，需要对这些仿真电路进行试验，以确保这些电路是否适用与该设计。图6-6为试验过程中的插图。

图 6-6 试验插图

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6.2.2 焊接与完成阶段

在完成实验阶段测试后，这时电路的元器件及各种电阻电容的值就已经确定。可以实物的焊接。

⑴焊前处理

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。 ①清除焊接部位的氧化层

可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

②元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。

⑵焊接技

做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。 ①焊接方法：焊接，检查，剪短。

a.右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

b.将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60℃角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

c.抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

d.用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。 ②焊接质量

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焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。

焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

由于本次设计采用单片机开发板来焊接，因此最小系统部分只用焊接元件不用另外布线，减轻了焊接部分的工作量，同时是电路板更美观。虽然用单片机开发板来焊接，但是在焊接过程中也必须认真谨慎，避免虚焊和短路。每焊完一个元器件或者一条线路都要用万用表检查焊接是否成功，最终按照附录一所示仿真图焊接实物，实物图如图6-7所示：

图 6-7 实物图

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6.3 整机调试

6.3.1 心跳的测量过程

由于血液是一种高度不透明液体，血液中含有大量的血红细胞，这种细胞具有很强的吸收红外线的功能。因此，红外线在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍。当人体动脉血管随心脏周期性地收缩和舒张动脉血管的血液容积随之发生变化时，动脉所在部分的人体组织对于红外光的透射性就会发生变化。这种现象在人体组织较薄的手指尖和耳垂等部位最为明显 。由于手指尖比较容易试验，设计中就测量手指的变化来计算出心跳。

在设计中，用红外光电二极管照射手指，在手指的另一边用光电传感器OPT101接受透射过的光信号，并放大转化为电信号。由于人体内变化很微弱，设计就需要放大器对该信号进行多次放大，将放大到单片机能处理的信号传给A/D转换器转换为模拟信号，交给单片机处理显示。

6.3.2 几种主要系统干扰与影响

（1） 阳光的干扰。

因为本设计是通过红外光线透过手指采集到信号，进而对信号处理得到人体的心跳，光在本设计中很重要。而且在各种不同的环境中，外界光照的强度不一样，这对实验的干扰就讲很明显。但是外界光照对于人体是均衡的，即各处光照强度相同，对人体内变化的影响是相同的，即可以相互抵消。

（2） 测量过程中手指的抖动。

光电传感器OPT101检测到的人体信号很微弱，手指的一点抖动都会引起测量心跳值的大幅变化。为了解决这个问题，在设计中，把OPT101和发光二极管相距一定距离（够放下小拇指）之后固定死，这样在测量的时候只要人尽量保持手指不动，就可以大大减小手指抖动对试验的影响。

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