参考]基于gprsgeneralpacketradioservice远程医疗系统终端的设计

参考]基于gprsgeneralpacketradioservice远程医疗系统终端的设计内容摘要：

器以及丰富的中断功能等 [9]。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 10 单片机 MSP430C1351 MSP430C1351 是 MSP430 系列单片机中 ROM 型、 64 脚的单片机。 它具有以上所说的 430 系列单片机的特点，还 有 16KB ROM、 512B RAM。 MSP430C1351的各引脚定义、中断和寄存器的详细内容见参考文献 8。 液晶显示模块 SMG12864G3ZK 液晶显示模块 SMG12864G3ZK 的概述 液晶显示模块采用长沙太阳人电子有限公司生产的 SMG12864G3ZK。 SMG12864G3ZK 是标准中文字符及图形点阵型液晶显示模块 (LCM)，采用点阵型液晶显示器 (LCD)，可显示 128X64 点阵 或 8 个 X4 行汉字，点尺寸为(WXH)mm，内置 ST7920 接口型液晶显示控制器，内带 GB2312 码简体中文字库（ 16X16 点阵），可与 MCU 单片机直接连接，具有 8 位并行及串行两种连接方式。 其指令表、指令介绍及字符表可见参考文献 10。 其接口定义如表 所示。 表 液晶显示模块接口定义 引脚 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 2 VDD 电源正极（ +5V） 3 NC （悬空） 4 RS（ CS） 数据 /命令选择段（片选信号输入） 5 R/W（ STD） 读 /写控制信号（串行数据输入） 6 E（ SCLK） 使能信号（串行移位脉冲输入） 7~14 DB0~DB7 Data I/O 15 PSB H:并行数据模式 L:串行数据模式 16 NC 空脚 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 11 17 /RST 复位端（ L:复位） 18 NC 空脚 19 BLA 背光源正极 20 BLＫ 背光源负极 其中， ST7920 是在带西文字库的液晶显示控制器 HD44780 的基础上改进而来的。 一方面 ST7920 继承了 HD44780 显示字符的优点， ST7920 还增加了中文字库、图形显示 RAM、 3 线式串 行接口电路、 2 倍升压电路，从而使ST7920 可以直接显示中文字符、图形和字符的混合显示，还可以与单片机方面简单的 3 线式串行连接，另外使用内部自带的 2 倍升压电路，减少了外部的 LCD 电源需求，减小了外部电路元件的数量和所占 PCB 的面积，从而节约了成本和空间。 需注意的是 ST7920内部 RAM的组织是以字 (2个字节 )为单位。 SMG12864G3ZK 的连接方式 液晶显示模块 SMG12864G3ZK 可与单片机直接连接，有并行和串行两种连接方式。 以模块与 51 单片机的连接为例。 （ 1） 8051 系列串行连 接方式 串行连接方式如图 所示。 串行方式中单片机只需要利用 3 个端口来控制液晶显示模块，即 SCLK（串行移位脉冲输入）、 STD（串行数据输入）和 CS（片选信号输入）。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 12 P 3 . 2P 3 . 1P 3 . 0/ R S TS C L KS T DC SP S BB L KB LA5 V0 V+ 5 VR = 2 0 欧 姆SMG12564G3ZK8051MCU 图 串行连接方式 （ 2） 8051 系列并行连接方式 并行连接方式如图 所示。 P 3 . 2P 3 . 1P 3 . 0/ R S TR / WER SP S BB L KB L A5 V0 V+ 5 VR = 2 0 欧 姆SMG12564G3ZK8051MCU+ 5VP 1 . 0P 1 . 7D B 0D B 7......... 图 并行连接方式 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 13 并行方式中单片机需要 8 个端口向液晶显示模块的 DB0~DB7 接口传输数据， 3 个端口来控制模块，即 R/W（读 /写控 制信号）、 E（使能信号）和RS（数据 /命令选择段） 3 个控制端。 显示控制的步骤 1．字符 RAM（ DDRAM） 显示资料 RAM 提供 64 2 个位元组的空间，最多可以控制 2 行 7 个半汉字的中文字型显示，当写入显示资料 RAM 时，可以分别显示 CGROM、 HCGROM与 CGRAM 的字型； ST7920A 可以显示三种字型，分别是半宽的 HCGROM 字型、 CGRAM 字型及中文 CGROM 字型，三种字型的选择，由在 DDRAM 中写入的编码选择，在 0000H— 0006H 的编码中将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的 编码达成中文字型的编码（ A140— D75F），各种字型详细编码如下： 1）显示半宽字型：将 8位元资料写入 DDRAM 中，范围为 02H— 7FH 的编码； 2）显示 CGRAM 字型：将 16 位元资料写入 DDRAM 中，总共有 0000H， 0002H，0004H， 0006H 四个编码； 3）显示中文字形：将 16 位元资料写入 DDRAM ，范围为 A1A1H— F7FEH的编码。 2．绘图 RAM（ GDRAM）。 2．绘图 RAM（ GDRAM） 绘图显示 RAM 提供 64 32 个位元组的记忆空间，最多可以控制 25664 点的二维绘图缓冲 空间，在更改绘图 RAM 时，先连续写入垂直与水平的坐标值，再写入两个 8位元的资料到绘图 RAM，而地址计数器（ AC）会自动加 1；在写入绘图 RAM 的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图 RAM 的步骤如下： 1）关闭绘图显示功能； 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 14 2）先将垂直的坐标（ Y）写入绘图 RAM 地址； 3）再将水平的位元组坐标（ X）写入绘图 RAM 地址； 4）将 D15—— D8 写入到 RAM 中； 5）将 D7—— D0写入到 RAM 中； 6）打开绘图显示功能。 3．游标 /闪烁控制 ST7920A 提供硬体游标及闪烁控制电路，由地址计数器（ address counter）的值来指定 DDRAM 中的游标或闪烁位置。 NTC 型热敏电阻及其线性化 NTC 热敏电阻 NTC 热敏电阻是一种氧化物的烧结体，具有负温度系数，与金属热 电阻相比，电阻温度系数大，灵敏度约为金属热电阻的 10倍，结构简单，电阻率小，适于动态测量，在测试和自动控制领域得到广泛应用。 但 NTC 热敏电阻存在严重的热电非线性，对它的非线性误差进行补偿或进行线性化处理是扩大其测量范围和提高测量精度的首要问题 [11]。 NTC 热敏电阻的热电温度特性分析 温 度特性方程 [11] 热敏电阻的温度特性可用下面经验公式表示： TR = 0TR exp(0BBTT ) （ ） 其中， TR 温度为 T时的热敏电阻阻值； 0TR 温度为 0T 时的热敏电阻阻值， 一般常取 0T 为 20℃； 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 15 B热敏电阻常数， B=1365ln 20100RR ，其中 20R 和 100R 为 20℃ 和 100℃ 时的电阻值。 由式（ ）可以看出，阻值变化与温度变化为指数关系，随温度升高，热敏电阻阻值迅速下降，灵敏度高是热敏电阻测温的主要优点。 热电特性 热敏电阻在其自身温度变化 1℃时，电阻值的相对变化量称为 热敏电阻的温度系数，其值为：21 dRT BRT dT T    () 由式（ ）可以看出， NTC 热敏电阻的温度系数是负值，且与温度变化有关。 温度越低，温度系数越大，灵敏度越高，所以 NTC 热敏电阻常用于低温测量。 热敏电阻的线性化 热敏电阻的主要优点是电阻温度系数大，灵敏度高，响应速度快，能进行精密温度测量。 主要缺点是热电特性非线性现象严重，使用时必须进行线性补偿，下面介绍一种热敏电阻线性化的方法 串并联电阻法 [11]。 如图 所示，当温度变化时，要使 TR 线性变化，其中， r1 为要串联的电阻， r2 为要并联的电阻， rT 为 NT C 热敏电阻。 此法的重点就是确定r1 和 r2 的阻值。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 16 r1r2 rTRT 图 串并联电阻实现热敏电阻线性化 由图 33 可知， RT =r1 +rr rr TT22 ，解出： rT =Rrr rrrR TT  21 212 （ ） 当补偿温度范围为 T1~T2 时，可在三个温度点上测量 rT 值，即 T0、T T2， T0取 T1 与 T2 之间的温度，一般常选 2 5 ℃，热敏电阻阻值分别为 rT0 、 rT1 、 rT2 ，而 RT0 、 RT1 、 RT2 是线性化处理后理想直线上 T TT3 温度时对应的阻值。 由式 ( ) 可知： rT0 ＝ Rrr rrrRTT 212121 ； rT1 ＝ Rrr rrrRTT 212122 ； rT2 ＝ Rrr rrrRTT 212120 （ ） 在式 ( )中， rT0 、 rT1 、 rT2 、 RT0 、 RT1 、 RT2 均为已知量，代入式（ ）即可求出 r1 、 r2 阻值的大小。 实际电路中，为了满足通过 RT 电流大小的需要，常要再并联上一个电阻分流，其大小由通过的电流大小决定，此电阻与 TR 的值相差很大，基本不影响 TR 与温度的线性关系。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 17 运用串并联电阻的方法实现热敏电阻线性化简单易行，可用于精度要求不高的场合。 双 T 陷波电路 双 T 陷波电路是滤除某 一特定频率的滤波器。 一般经常采用的陷波电路是利用双 T 网络和运放构成的有源双 T 带阻滤波器。 双 T 网络电路图 图 为双 T网络示意电路图 [25]。 双 T网络由两个 T 型电路并联组成，其中一个 T型电路由两个电阻 R和一个电容 2C 构成；而另一个由两个电容C 和一个电阻 R/2 构成。 R / 2 R C C 2C R u1 uo1 图 双 T网络电路图 对双 T网络电路进行等效变换，变换的等效电路图如图 所示。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 18 ZR / 2 R / 2 2C 2C u1 uo1 图 双 T网络电路等效变换电路 为简单起见，设信号源内阻为零，双Ｔ网络负载电阻无限大（后面有带深度电压串联负反馈的运放）。 双 T 电路实 际上 是两个星形接法阻抗电路的并联。 其中12 1 1 1()2 2 2sRZ Z RC sC    ， 22 (1 )1 ()R sRCZ sRC 。 双Ｔ电路的传递函数 0 1 222( ) 1 ()() 2()14 ()iU s Z sR CWs U s Z Z sR C sR C   ， 所以双Ｔ电路是带阻滤波电路。 令 js ，可得双Ｔ电路的频率特性 ： 21 ()() 2[1 ] 4() w RCW jw j w RCw RC  21 ()02()[1 ] 42 0www wjww, 当 0ww ,|W(j )|=0。 所以， 0w 就是电路的中心频率。 山东科技大学学士学位论文 移动医疗相关理论与技术 19 双 T 带阻滤波器 图 为有源双 T带阻滤波器电路图。 R1R E S 2RfR E S 2R。