基于MXT8051的便攜式多功能體檢計設(shè)計

　　系統(tǒng)工作原理

　　由于本系統(tǒng)待實現(xiàn)的功能較多，所以在系統(tǒng)總體設(shè)計階段給出一個較完善的架構(gòu)對后續(xù)的軟硬件設(shè)計至關(guān)重要。

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

　　針對體溫測量，利用單總線傳感器DS18B20來感知體溫信號，在嚴(yán)格遵循DS18B20時序的情況下，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送往MXT8051處理，利用軟件補(bǔ)償?shù)人惴▉硖岣呔取?/p>

　　針對呼吸頻率測量，利用兩個熱敏電阻和兩個普通電阻構(gòu)成惠斯頓電橋，一個熱敏電阻感知環(huán)境溫度，另一個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來表征呼吸動作并輸入到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。

　　針對脈搏測量，利用聲音傳感器將腕部脈搏音信號轉(zhuǎn)化為電信號，同樣輸入到MXT8051內(nèi)部的OP、ADC做模擬前端處理來實現(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)一步的信號處理來達(dá)到脈搏測量的目的。

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

　　硬件設(shè)計

　　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，力圖用最簡單的外圍電路來保證功能設(shè)計。整個系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示，后續(xù)將分別詳細(xì)介紹各個模塊的設(shè)計。

　　血壓測量模塊設(shè)計

　　對于血壓信號的感知，可采用Metrodyne Microsystem公司的MPS-2108傳感器。它在血壓計、數(shù)字壓力計及醫(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)計的功能。MPS-2108傳感器和MXT8051的接口原理圖如圖3所示。

　　體溫測量模塊設(shè)計

　　對于體溫信號的感知，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，只需一個接口引腳即可通信;且它能直接將數(shù)字信號傳給單片機(jī)，從而省去了很多模擬前端的外圍電路設(shè)計;同時可通過配置內(nèi)部的寄存器使其分辨率達(dá)到0.0625℃。這些特性說明，在硬件上DS18B20已經(jīng)可以承擔(dān)體溫信號的采集任務(wù)。DS18B20傳感器與MXT8051的接口原理圖如圖4所示。