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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