肺活量測量儀設(shè)計論文資料

1、目 錄引言11. 緒論21.1 本課題的研究意義21.2 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1電子類肺活量測量儀21.2.2非電子類肺活量測量儀21.3 本課題的發(fā)展趨勢21.4 智能肺活量測量儀研究目的及其可行性21.5 課題的主要研究工作和各章內(nèi)容安排32. 相關(guān)技術(shù)和基礎(chǔ)理論介紹32.1 肺活量測量相關(guān)概述32.1.1肺活量32.1.2氣壓傳感器32.2 通過氣壓傳感器測量肺活量的原理42.3 數(shù)據(jù)采集42.3.1A/D轉(zhuǎn)換器42.3.2A/D轉(zhuǎn)換的基本原理52.4 串口通信62.5 主要器件功能說明102.5.1 AT89S5單片機(jī)102.5.2 MAX232串行通信芯片122.5.3 AD6

2、20122.5.4 氣體壓力傳感器ATP015G133. 系統(tǒng)設(shè)計方案及原理153.1 總體方案 153.2 系統(tǒng)原理 154. 硬件原理與設(shè)計 164.1 輸入部分電路 164.2 A/D轉(zhuǎn)換部分電路 174.3 液晶顯示電路 174.4 串口通信部分電路184.5 電源部分電路184.6 電路布線，調(diào)試及故障分析 194.6.1 PCB設(shè)計一般步驟204.6.2 PCB布線工藝要求214.6.3 電路的故障及調(diào)試分析225.軟件設(shè)計235.1 下位機(jī)程序流程圖235.2 A/D轉(zhuǎn)換程序及TLC549工作時序 245.3 上位機(jī)顯示界面256. 誤差與干擾分析 266.1 測量儀器的影響26

3、6.2 測量的隨機(jī)性267. 實現(xiàn)功能與結(jié)論 268. 總結(jié) 28謝辭28參考文獻(xiàn)29附錄30附錄1：系統(tǒng)PCB圖 30附錄2：系統(tǒng)源程序 31當(dāng)CS為高時，數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，此時I/O CLOCK不起作用。將CS置低。內(nèi)部電路在測得CS下降沿后，再等待兩個內(nèi)部時鐘上升沿和一個下降沿后，然后確認(rèn)這一變化，最后自動將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)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

4、降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù)4個內(nèi)部時鐘周期，然后開始進(jìn)行32個內(nèi)部時鐘周期的A/D轉(zhuǎn)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(tài)需要維持36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。如果CS為低時I/O CLOCK上出現(xiàn)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(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。5.3 上位機(jī)顯示界面 保存數(shù)據(jù)的功能是將所得的

5、數(shù)據(jù)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(biāo)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(jié)果造成影響。6.2 測量的隨機(jī)性干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短且具有隨機(jī)性。對于一次測量的結(jié)果，其受到干擾信號影響的幾率比較大，可能造成測量結(jié)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(xiàn)功能與結(jié)論系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能如下：1、 實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集以及A/D轉(zhuǎn)換，并由單片機(jī)進(jìn)行處理。2、 實現(xiàn)了液晶即時顯示所測量的數(shù)據(jù)。3、 實現(xiàn)了下位機(jī)與上位機(jī)的通信，并將數(shù)據(jù)存入EXCEL表格中。系統(tǒng)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(xiàn)顯示最終的氣體流量，所顯示的數(shù)據(jù)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(nèi)，各時刻管中氣體流速的變化。液晶所顯示數(shù)據(jù)如下：圖7.28總結(jié)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M(jìn)PX5000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?？傮w而言，該系統(tǒng)通過氣體壓力傳感器采集信號，傳