基于单片机的生物电阻抗频谱测量系统

3 系统软件

系统软件设计完成单片机以及各外部芯片初始化，包括单片机时钟，A／D初始化，AD9852初始化，AD8302初始化，以及键盘、液晶显示、USB、SD卡初始化等。初始化完成后，向DDS芯片AD9852写入控制字，控制并输出信号；向幅度相位测试芯片AD8032写入控制字，控制测量输出幅度差、频率比的输出模式。另外完成检测按键状态，实时显示，存储数据，查询USB等。系统软件流程如图5所示。



对AD9852的驱动和控制是系统软件设置的重点和难点。对AD9852的初始化，首先，要设置工作模式。该设计采用单调模式(Single-Tone)，要求输出1 Hz～10 MHz不同频率的正弦信号。首先计算每个需要的频率点的频率控制字的值，频率控制字的值由如下等式决定：FTW=输出频率×248／系统时钟频率；然后，在内存中输入对应频率表值，通过编程获取对应的频率值并送到DDS的频率控制字中，控制DDS输出频率，在一轮检测完成以后再送出下一个频率值。另外，在程序设计时要特别考虑程序的时序设计。

检测部分主要是一个A／D转换过程。ADC是单片机自带的模块，程序采用中断的方式读取A／D转换数据。当转换完成后，读取幅度比和相位差值，通过计算，直接得到被测组织的阻抗。

4 结 语

这里所设计的生物组织阻抗频谱测试仪能快速、准确、自动完成1 Hz～10 MHz范围的生物组织电阻抗(频率特性)测量。仪器结构完整、简单、成本低。DDS芯片的使用，让信号的质量得到了保证，而AD8302芯片极大的简化了幅度和相位测量电路，并且提高了测量精度。该系统能很好地完成生物组织电阻抗频谱特性的测量，极大地改善、拓展了相关测量，对相关研究具有重要意义。