|
目錄
引言1
1. 緒論2
1.1 本課題的研究意義2
1.2 本課題的發展現狀2
1.2.1電子類肺活量測量儀2
1.2.2非電子類肺活量測量儀2
1.3 本課題的發展趨勢2
1.4 智能肺活量測量儀研究目的及其可行性2
1.5 課題的主要研究工作和各章內容安排3
2. 相關技術和基礎理論介紹3
2.1 肺活量測量相關概述3
2.1.1肺活量3
2.1.2氣壓傳感器3
2.2 通過氣壓傳感器測量肺活量的原理4
2.3 數據采集4
2.3.1A/D轉換器4
2.3.2A/D轉換的基本原理5
2.4 串口通信6
2.5 主要器件功能說明10
2.5.1 AT89S5單片機10
2.5.2 MAX232串行通信芯片12
2.5.3 AD62012
2.5.4 氣體壓力傳感器ATP015G13
3. 系統設計方案及原理15
3.1 總體方案 15
3.2 系統原理 15
4. 硬件原理與設計 16
4.1 輸入部分電路 16
4.2 A/D轉換部分電路 17
4.3 液晶顯示電路 17
4.4 串口通信部分電路18
4.5 電源部分電路18
4.6 電路布線，調試及故障分析 19
4.6.1 PCB設計一般步驟20
4.6.2 PCB布線工藝要求21
4.6.3 電路的故障及調試分析22
5.軟件設計23
5.1 下位機程序流程圖23
5.2 A/D轉換程序及TLC549工作時序 24
5.3 上位機顯示界面25
6. 誤差與干擾分析 26
6.1 測量儀器的影響26
6.2 測量的隨機性26
7. 實現功能與結論 26
8. 總結 28
謝辭28
參考文獻29
附錄30
附錄1：系統PCB圖 30
附錄2：系統源程序 31
當CS為高時，數據輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態，此時I/O CLOCK不起作用。 將CS置低。內部電路在測得CS下降沿后，再等待兩個內部時鐘上升沿和一個下降沿后，然后確認這一變化，最后自動將前一次轉換結果的最高位(D7)位輸出到DATA OUT端上。 前四個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個位(D6、D5、D4、D3)，片上采樣保持電路在第4個I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。 接下來的3個I/O CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉換位， 最后，片上采樣保持電路在第8個I/O CLOCK周期的下降沿將移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉換位。保持功能將持續4個內部時鐘周期，然后開始進行32個內部時鐘周期的A/D轉換。第8個I/O CLOCK后，CS必須為高，或I/O CLOCK保持低電平，這種狀態需要維持36個內部系統時鐘周期以等待保持和轉換工作的完成。如果CS為低時I/O CLOCK上出現一個有效干擾脈沖，則微處理器/控制器將與器件的I/O時序失去同步；若CS為高時出現一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉換過程。 5.3 上位機顯示界面 保存數據的功能是將所得的數據存如EXCEL表格中，在窗口中將顯示測量時個時刻的氣體流速波形圖。 6誤差與干擾分析 6.1 測量儀器的影響 氣壓傳感器的標定會有一定的誤差，以及通過氣壓計算流量的誤差都會對最終結果造成影響。 6.2 測量的隨機性 干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短且具有隨機性。對于一次測量的結果，其受到干擾信號影響的幾率比較大，可能造成測量結果具有較大的誤差。對于這些干擾所造成的影響，采用多次測量的方法來減小影響。 7.實現功能與結論 系統所實現的功能如下： - 實現了數據采集以及A/D轉換，并由單片機進行處理。
- 實現了液晶即時顯示所測量的數據。
- 實現了下位機與上位機的通信，并將數據存入EXCEL表格中。
系統存在的問題： 由于未能找出程序中的問題所在，因而未能實現顯示最終的氣體流量，所顯示的數據為各時刻的氣體在管中的流速。
圖7.1 圖中波形反映了一段測量時間內，各時刻管中氣體流速的變化。 液晶所顯示數據如下：
圖7.2
8總結 就目前來說，這個題目的完成有很多中方案，如使用AWM700系列氣體流量傳感器或者MPX5000系列傳感器，這些都能檢測氣體流量，而氣體壓力傳感器的話也有很多。本文中使用的氣體壓力傳感器ATP015G，這種芯片集成度高，精確度高，且減少了成本。 總體而言，該系統通過氣體壓力傳感器采集信號，傳遞給單片機進行處理，計算出測量時間內的氣體流量按PC機要求傳輸給它。可實現快速、準確測量肺活量并顯示、播報數據。該設計方案切實可行，所得的數據也相對準確，具有一定的實用價值和參考價值。
| 
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
