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(cè)量儀的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)中采用了STC89C52單片機(jī)為主控芯片，外加MPXV7002DP壓力傳感器電路、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、12864液晶顯示電路、Rec-1000語音模塊電路等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)肺活量的測(cè)量并中文顯示和語音播報(bào)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：肺活量測(cè)量儀；STC89C52；MPXV7002DP；12864液晶顯示；語音播報(bào)

引言

目前，市場上的肺活量測(cè)量儀功能各有所長，價(jià)格差異也較大。從價(jià)格和功能上比較，國內(nèi)和國外產(chǎn)品存在較大的差異：國外的肺活量測(cè)量儀，功能較全，精度較高，但價(jià)格比較昂貴；而國內(nèi)產(chǎn)品其功能和精度相對(duì)較低，但價(jià)格自然相對(duì)便宜。隨著單片機(jī)、微電子、傳感器、總線接口等高新技術(shù)的迅速發(fā)展，肺活量測(cè)量儀的研制有了長足的進(jìn)步，以適應(yīng)越來越高的應(yīng)用要求。實(shí)現(xiàn)智能化、高精度、便攜化是肺活量測(cè)量儀現(xiàn)在的發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為主控芯片，將MPXV7002DP壓力傳感器置于吹氣管中，氣體流速會(huì)導(dǎo)致壓力的變化，壓力傳感器將壓力的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，從壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換再傳送給STC89C52單片機(jī)，根據(jù)測(cè)量原理得出總的氣體流量，LCD12864液晶實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，語音播報(bào)最后測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括控制模塊、傳感器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、語音模塊、電源模塊。

2.1 控制模塊

單片機(jī)作為該系統(tǒng)的核心部件，采用STC89C52單片機(jī)，接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，控制LCD12864顯示、語音模塊播報(bào)結(jié)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(cè)壓力成正比的、精確的高電平模擬輸出信號(hào)。

2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

采用ADC0809芯片，將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)再傳給單片機(jī)，時(shí)鐘信號(hào)由單片機(jī)ALE管腳經(jīng)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(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)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(fā)的語音錄放系統(tǒng)，板載LM386 音頻放大器和STC15F104E單片機(jī)，使得它能夠很方便的和其他單片機(jī)系統(tǒng)級(jí)聯(lián)。

2.6 電源模塊

采用兩節(jié)2032紐扣電池電壓6V，帶穩(wěn)壓電路。

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用C語言編程，主程序流程圖如圖2所示。

4 測(cè)量原理

5 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了肺活量測(cè)量儀的多功能化，極大地簡化了電路，縮小了肺活量測(cè)量儀的體積使其更便攜，控制了工業(yè)化生產(chǎn)的成本，具有應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]周淇，周旭欣.單片機(jī)原理及應(yīng)用：基于Keil及Proteus[M].北京航空航天大學(xué)出版，2014.

[2]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程：入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M].電子工業(yè)出版社，2009.

[3]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]李剛，張旭.生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.