基于MXT8051的便攜式多功能體檢計設(shè)計

　　引言

　　社會節(jié)奏的加快導(dǎo)致人們照顧小孩(尤其是嬰幼兒)、老人的時間和精力都大為減少，而嬰幼兒患肺炎等一系列疾病都會在其體溫、呼吸頻率等指標(biāo)上得以反映(醫(yī)學(xué)表明肺炎患者的呼吸頻率明顯異常)，老年疾病則體現(xiàn)在血壓等指標(biāo)上。

　　另外，現(xiàn)代社會的人對鍛煉身體的重視程度不斷提高，越來越多的人加入到了運動的行列，而如何衡量自己鍛煉的質(zhì)量以及鍛煉后的身體狀況，這卻需要運動愛好者有自我保健意識，比如了解自己在訓(xùn)練完畢一定時間后，脈搏、呼吸頻率等體能指標(biāo)是否已恢復(fù)到正常狀態(tài)(正常情況下，運動結(jié)束后，在規(guī)定的數(shù)分鐘內(nèi)，心率和呼吸頻率等都應(yīng)逐步恢復(fù))。

　　上述兩方面的需求告訴我們，有必要設(shè)計一些簡單方便的醫(yī)療電子系統(tǒng)來輔助人們照顧嬰幼兒、老年人等群體，用于監(jiān)管這些弱勢群體的健康狀況，測量嬰幼兒的體溫及呼吸頻率，測量老年人的血壓;同時也用于輔助測量脈搏等與運動相關(guān)的體能指標(biāo)，供運動愛好者監(jiān)管自己運動后的身體狀態(tài)。

　　但是，目前市場上類似的醫(yī)療電子產(chǎn)品多為單一功能系統(tǒng)，限制了應(yīng)用范圍，而隨著 “系統(tǒng)集成化”的發(fā)展趨勢一步步推進，只能實現(xiàn)上述單一功能的單一系統(tǒng)將逐步被淘汰，設(shè)計出能實現(xiàn)綜合功能的系統(tǒng)則是大勢所趨。

　　本文基于北京時代民芯科技有限公司自主研發(fā)的MXT8051單片機，充分利用其內(nèi)部資源，同時合理選擇外圍器件，給出了集血壓測量、體溫測量、呼吸頻率測量、脈搏測量等多個功能為一體的便攜式體檢計的設(shè)計方案，并試圖追求低功耗、高精度、高速度等特色，對產(chǎn)品的最終實現(xiàn)有一定的參考價值。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計

　　MXT8051簡介

　　MXT8051是北京時代民芯科技有限公司自主研發(fā)的以高速單指令周期8051為核的SoC，集成了豐富的數(shù)模外設(shè)，諸如數(shù)字部分的上電復(fù)位、脈沖寬度調(diào)制(PWM)、串口(UART)、看門狗(WDT)、實時時鐘、內(nèi)部振蕩器和外部時鐘可選等模塊;模擬部分的4通道10位AD轉(zhuǎn)換器、可編程增益放大器(PGA)、運算放大器(OP)、4com*36seg LCD driver等模塊。

　　憑借著將高性能的數(shù)模外設(shè)嵌入到低功耗的MCU中，以MXT8051為核心器件來實現(xiàn)便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的片上系統(tǒng)化相對容易很多。

　　系統(tǒng)組成

　　本文所給出的基于MXT8051的便攜式多功能體檢計的設(shè)計方案，正是充分利用了MXT8051所提供的豐富的片上外設(shè)資源，從而可以僅僅依靠簡單的外圍器件的配合，并通過軟件的協(xié)同工作，將血壓測量、體溫測量、呼吸頻率測量、脈搏測量等多個功能集成在一個便攜的系統(tǒng)上。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計方案如圖1所示，整個系統(tǒng)由5大部分組成，MXT8051為核心處理模塊，并配備以傳感器為主的信號采集模塊，以語音芯片和LCD為主的輸出顯示模塊，電源及鍵盤等系統(tǒng)控制模塊以及應(yīng)用擴展模塊等。