基于MXT8051的便携式多功能体检计设计
时间：01-16
来源：互联网
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体温测量模块设计
对于体温信号的感知，采用的是Dallas Semiconductor公司的DS18B20传感器。它拥有独特的单总线接口，只需一个接口引脚即可通信;且它能直接将数字信号传给单片机，从而省去了很多模拟前端的外围电路设计;同时可通过配置内部的寄存器使其分辨率达到0.0625℃。这些特性说明，在硬件上DS18B20已经可以承担体温信号的采集任务。DS18B20传感器与MXT8051的接口原理图如图4所示。
呼吸频率测量模块设计
对于呼吸频率信号的感知，可选取灵敏度高的热电阻Pt1000传感器。它精度高，稳定性好，应用温度范围广，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。Pt1000传感器与MXT8051的接口原理图如图5所示。
脉搏测量模块设计
对于脉搏信号的感知，选取普通的拾音头MIC即可感知脉搏音信号，将采集到的模拟信号通过片上运算放大器交由MXT8051处理。拾音头与MXT8051的接口原理图如图6所示。
输出显示模块设计
输出模块中，语音芯片可选取Winbond公司的ISD1730单片优质语音录放电路。可录放音十万次，可处理多达255段信息，多种采样频率对应多种录放时间。这也为系统功能扩展提供了一定的可能。LCD采用北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的产品。
系统控制模块设计
系统控制模块中，所包含的电源供给电路、时钟电路、复位电路、键盘控制电路等需要的器件都可参考由北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的成熟产品，借鉴其接口方式并稍作修改，可满足预期要求。其中稍作修改的电源供给原理图及时钟电路原理图如图7、图8所示。
软件设计
算法思想
根据整个系统模块划分的结果，分析发现，算法难度较大的应该是血压测量部分，而体温测量、呼吸频率测量和脉搏测量相对容易很多，当然在体温测量中由于DS18B20的严格时序要求，代码的编写需仔细。
针对血压测量，业界普遍采用示波法，最终产品的实现可考虑利用此类已经成熟的算法来完成。而呼吸频率测量和脉搏测量，都可以简单地利用测量周期再取倒数的方法来完成，同时为了避免误差，可以考虑增加样本数量等。关于体温测量，则需严格遵循DS18B20的初始化时序和读写时序。
程序流程图
将本文提到的设计方案投入实践中，最终完整实现的功能是体温测量，在此给出体温测量的软件程序流程图如图9所示。
总结
本文提出的基于MXT8051的便携式多功能体检计的设计方案对该类综合化医疗电子设备产品的最终实现具有一定的参考价值。由于时间关系，并未完全实现预期功能。同时在预期功能之外，还可以做相应扩展，如利用MXT8051的片上资源----串口(UART)和计算机通信，将历史测量数据传至计算机以供医学对比及分析等。
对于体温信号的感知，采用的是Dallas Semiconductor公司的DS18B20传感器。它拥有独特的单总线接口，只需一个接口引脚即可通信;且它能直接将数字信号传给单片机，从而省去了很多模拟前端的外围电路设计;同时可通过配置内部的寄存器使其分辨率达到0.0625℃。这些特性说明，在硬件上DS18B20已经可以承担体温信号的采集任务。DS18B20传感器与MXT8051的接口原理图如图4所示。
呼吸频率测量模块设计
对于呼吸频率信号的感知，可选取灵敏度高的热电阻Pt1000传感器。它精度高，稳定性好，应用温度范围广，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。Pt1000传感器与MXT8051的接口原理图如图5所示。
脉搏测量模块设计
对于脉搏信号的感知，选取普通的拾音头MIC即可感知脉搏音信号，将采集到的模拟信号通过片上运算放大器交由MXT8051处理。拾音头与MXT8051的接口原理图如图6所示。
输出显示模块设计
输出模块中，语音芯片可选取Winbond公司的ISD1730单片优质语音录放电路。可录放音十万次，可处理多达255段信息，多种采样频率对应多种录放时间。这也为系统功能扩展提供了一定的可能。LCD采用北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的产品。
系统控制模块设计
系统控制模块中，所包含的电源供给电路、时钟电路、复位电路、键盘控制电路等需要的器件都可参考由北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的成熟产品，借鉴其接口方式并稍作修改，可满足预期要求。其中稍作修改的电源供给原理图及时钟电路原理图如图7、图8所示。
软件设计
算法思想
根据整个系统模块划分的结果，分析发现，算法难度较大的应该是血压测量部分，而体温测量、呼吸频率测量和脉搏测量相对容易很多，当然在体温测量中由于DS18B20的严格时序要求，代码的编写需仔细。
针对血压测量，业界普遍采用示波法，最终产品的实现可考虑利用此类已经成熟的算法来完成。而呼吸频率测量和脉搏测量，都可以简单地利用测量周期再取倒数的方法来完成，同时为了避免误差，可以考虑增加样本数量等。关于体温测量，则需严格遵循DS18B20的初始化时序和读写时序。
程序流程图
将本文提到的设计方案投入实践中，最终完整实现的功能是体温测量，在此给出体温测量的软件程序流程图如图9所示。
总结
本文提出的基于MXT8051的便携式多功能体检计的设计方案对该类综合化医疗电子设备产品的最终实现具有一定的参考价值。由于时间关系，并未完全实现预期功能。同时在预期功能之外，还可以做相应扩展，如利用MXT8051的片上资源----串口(UART)和计算机通信，将历史测量数据传至计算机以供医学对比及分析等。