基于SPCE061A单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪
前言
本文利用凌阳单片机设计了便携式多功能实时生理参数监测仪,具有播放MP3的功能,可达到提高身体锻炼质量的效果。
系统硬件设计
系统以单片机为核心,配置了各种集成传感器,体积小巧。由于采用了微型封装的芯片及元器件,使连线变短,减少了通信接口,从而提高了整机工作的可靠性。系统硬件结构如图1所示。
SPCE061A单片机
SPCE061A单片机内部集成了ADC、 DAC、32KB的Flash和2KB的SRAM,以及液晶驱动模快。利用该单片机作为处理芯片,使得模、数信号之间的转换以及液晶驱动可以通过软件来实现,避免了外界信号的干扰,提高了系统的
稳定性及抗干扰能力。
图1 系统硬件结构框图
DS18B20温度传感器
DS18B20温度传感器采用12位存储温度值对应的数字表示形式,理论精度可达到0.05℃ ,能实时、精确地检测到人体温度的变化,可通过单片机在液晶显示器上显示温度。
DS18B20与单片机的典型接口设计
可以采用外接电源与寄生电源(即从数据线上得到供电电源)两种方式供电,如图2所示。
使用DS18B20的注意事项
(1)DS18B20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间,这是必须保证的,不然会导致转换错误,使温度输出总是显示85℃。
(2)在实际使用中发现,应使电源电压保持在5V左右,若电源电压过低,会使所测得的温度与实际温度出现偏高现象,经过试验发现,一般在5V左右。
(3)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20与单片机间采用串行方式传送数据,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,一旦DS18B20接触不好或断线,当程序读该DS18B20时,将没有返回信号,程序进入死循环,这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
ZD-3微震动传感器
ZD-3微震动传感器是一种有源的高灵敏度微功耗检测元件,以正弦波形式输出,可利用74LS14施密特触发器将其转换成脉冲波,输入单片机检测高电平,能实时记录跑步者或锻炼者的步数,进而得到锻炼者的能量损耗,以利于更有效地进行锻炼。
HK-2000A脉搏检测传感器
HK-2000A传感器是一种主要用在运动、健身器材上检测脉搏的传感器,以脉冲波的形式输出。当脉搏波动一次时输出一正脉冲,可将其输出信号输入单片机,检测高电平,记录脉搏。
OCM4X8C液晶显示模块
OCM4X8C液晶显示模块采用128×64点阵的汉字图形液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置国标GB2312码简体中文字库(16×16点阵)、128个字符(8×16点阵)及64×256点阵的GDRAM绘图区域。可与CPU直接接口,提供8位并行及串行连接方式连接微处理器。该液晶显示模块具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式等。配合1×4键盘可实现参数设置、浏览和修改分析结果,以及进行各种人机对话,能实时显示
各种生理参数值。
; 图 2 寄生电源供电 报警模块
利用凌阳单片机内部的语音功能,采用软件控制,当参数超过阈值时发出报警信号,同时输出一高电平,用以驱动发光二极管,这样更容易提醒锻炼者。
呼吸气流温度检测模块
为了减少热惰性带来的误差,准确地测量呼吸气流温度的变化,要求热敏元件热容量越小越好,其位置位于呼吸道中气流速度最大的地方。因此,在电路中选用BLTS101 PN结温度传感器(热响应时间τ0.2s)。恒流源向PN结提供100μA的恒定正向电流,则PN结的正向压降仅随温度T的变化而变化,该电压信号由前置放大器放大后,通过一个4.84Hz低通滤波器,再变换为数字信号送入单片机。
系统软件设计
软件设计采用模块化结
数据采集部分
生理参数的实时数据采集主要通过传感器进行。在测量人体温度时,由于体温在锻炼时的变化比较缓慢,因此,主要运用软件定时中断的方法
生理 参数 监测仪 实时 多功能 SPCE061A 单片机 便携式 相关文章:
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