基于單片機的多功能肺活量測量儀設計

黃澤帥　艾信友　宋洋　李楊　施君

摘 要：文章介紹了一種便攜式多功能肺活量測量儀的設計原理和實現方法。設計中采用了STC89C52單片機為主控芯片，外加MPXV7002DP壓力傳感器電路、ADC0809模數轉換電路、12864液晶顯示電路、Rec-1000語音模塊電路等，能夠實現對肺活量的測量并中文顯示和語音播報結果。

關鍵詞：肺活量測量儀；STC89C52；MPXV7002DP；12864液晶顯示；語音播報

引言

目前，市場上的肺活量測量儀功能各有所長，價格差異也較大。從價格和功能上比較，國內和國外產品存在較大的差異：國外的肺活量測量儀，功能較全，精度較高，但價格比較昂貴；而國內產品其功能和精度相對較低，但價格自然相對便宜。隨著單片機、微電子、傳感器、總線接口等高新技術的迅速發展，肺活量測量儀的研制有了長足的進步，以適應越來越高的應用要求。實現智能化、高精度、便攜化是肺活量測量儀現在的發展方向。

1 系統概述

該系統以STC89C52單片機為主控芯片，將MPXV7002DP壓力傳感器置于吹氣管中，氣體流速會導致壓力的變化，壓力傳感器將壓力的變化轉化為電壓的變化，從壓力傳感器輸出的電壓信號經過ADC0809模數轉換再傳送給STC89C52單片機，根據測量原理得出總的氣體流量，LCD12864液晶實時顯示測量結果，語音播報最后測量結果。系統框圖如圖1所示。

2 硬件設計

該系統硬件設計主要包括控制模塊、傳感器模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、語音模塊、電源模塊。

2.1 控制模塊

單片機作為該系統的核心部件，采用STC89C52單片機，接收傳感器采集到的數據并進行處理，控制LCD12864顯示、語音模塊播報結果。

2.2 傳感器模塊

采用壓力傳感器MPXV7002DP，該傳感器可提供與被測壓力成正比的、精確的高電平模擬輸出信號。

2.3 模數轉換模塊

采用ADC0809芯片，將傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號再傳給單片機，時鐘信號由單片機ALE管腳經74LS74四分頻提供。

2.4 顯示模塊

采用帶中文字庫的LCD12864，12864是一種具有4位/8位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊。

2.5 語音模塊

采用Rec-1000語音錄放模塊，Rec-1000語音錄放模塊是基于ISD4003/4004語音錄放芯片開發的語音錄放系統，板載LM386 音頻放大器和STC15F104E單片機，使得它能夠很方便的和其他單片機系統級聯。

2.6 電源模塊

采用兩節2032紐扣電池電壓6V，帶穩壓電路。

3 軟件設計

本系統采用C語言編程，主程序流程圖如圖2所示。

4 測量原理

5 結束語

本設計實現了肺活量測量儀的多功能化，極大地簡化了電路，縮小了肺活量測量儀的體積使其更便攜，控制了工業化生產的成本，具有應用價值。

參考文獻

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