基于MXT8051的便攜式多功能體檢計(jì)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)工作原理

　　由于本系統(tǒng)待實(shí)現(xiàn)的功能較多，所以在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)階段給出一個(gè)較完善的架構(gòu)對(duì)后續(xù)的軟硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

　　針對(duì)血壓測(cè)量，通過(guò)MPS系列的專用血壓傳感器來(lái)感知臂膀血流壓力，同時(shí)利用MXT8051內(nèi)部的PWM波來(lái)控制馬達(dá)及對(duì)袖帶的充放氣，將采集到的模擬信號(hào)送往MXT8051內(nèi)部的OP、ADC做模擬前端處理，再用軟件算法做數(shù)字信號(hào)處理。

　　針對(duì)體溫測(cè)量，利用單總線傳感器DS18B20來(lái)感知體溫信號(hào)，在嚴(yán)格遵循DS18B20時(shí)序的情況下，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送往MXT8051處理，利用軟件補(bǔ)償?shù)人惴▉?lái)提高精度。

　　針對(duì)呼吸頻率測(cè)量，利用兩個(gè)熱敏電阻和兩個(gè)普通電阻構(gòu)成惠斯頓電橋，一個(gè)熱敏電阻感知環(huán)境溫度，另一個(gè)熱敏電阻感知呼出氣體的溫度，這樣可以很好地消除因環(huán)境溫度不同而導(dǎo)致的橋路輸出變化，從而用電橋壓差信號(hào)來(lái)表征呼吸動(dòng)作并輸入到MXT8051內(nèi)部的OP、ADC做模擬前端處理，接著在MXT8051內(nèi)部利用軟件算法處理。

　　針對(duì)脈搏測(cè)量，利用聲音傳感器將腕部脈搏音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，同樣輸入到MXT8051內(nèi)部的OP、ADC做模擬前端處理來(lái)實(shí)現(xiàn)放大、整形、數(shù)字化等，接著在MXT8051內(nèi)部利用軟件算法做進(jìn)一步的信號(hào)處理來(lái)達(dá)到脈搏測(cè)量的目的。

　　針對(duì)測(cè)量結(jié)果的輸出顯示，有兩部分設(shè)計(jì)功能，一是將測(cè)量值送往LCD顯示，二是利用語(yǔ)音模塊告知用戶測(cè)量結(jié)果正常與否。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　為達(dá)到充分利用MXT8051片上資源的目的，本文綜合權(quán)衡了各種方案，并合理地選擇外圍器件，力圖用最簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)保證功能設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示，后續(xù)將分別詳細(xì)介紹各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。

　　血壓測(cè)量模塊設(shè)計(jì)

　　對(duì)于血壓信號(hào)的感知，可采用Metrodyne Microsystem公司的MPS-2108傳感器。它在血壓計(jì)、數(shù)字壓力計(jì)及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用已表明其可以勝任本文所要設(shè)計(jì)的功能。MPS-2108傳感器和MXT8051的接口原理圖如圖3所示。

　　體溫測(cè)量模塊設(shè)計(jì)

　　對(duì)于體溫信號(hào)的感知，采用的是Dallas Semiconductor公司的DS18B20傳感器。它擁有獨(dú)特的單總線接口，只需一個(gè)接口引腳即可通信;且它能直接將數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，從而省去了很多模擬前端的外圍電路設(shè)計(jì);同時(shí)可通過(guò)配置內(nèi)部的寄存器使其分辨率達(dá)到0.0625℃。這些特性說(shuō)明，在硬件上DS18B20已經(jīng)可以承擔(dān)體溫信號(hào)的采集任務(wù)。DS18B20傳感器與MXT8051的接口原理圖如圖4所示。