基于SPCE061A的人體生理參數監測儀設計

1 引言

　　這里介紹一種多功能實(shí)時(shí)生理參數監測儀的設計方法，該監測儀具有廉價(jià)、實(shí)用、便攜，并有語(yǔ)音播報測量值及越限報警等多種功能。

　　2 總體結構與工作原理

　　該監測儀以凌陽(yáng)16位單片機SPCE061A為控制核心，通過(guò)溫度傳感器、水銀開(kāi)關(guān)、壓電陶瓷片獲得人體溫度、跑步者的步數及脈搏跳動(dòng)情況，再由CPU實(shí)時(shí)計算測量值并將結果送至液晶顯示器顯示，同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音播報。系統設有鍵盤(pán)、人工復位和自動(dòng)上電復位及硬件看門(mén)狗電路。SPCE061A內部帶有硬件乘法器功能，可方便地實(shí)現測量數據的記錄、計算和語(yǔ)音播報功能。系統總體結構框圖如圖1所示。

　　3 硬件電路設計

　　3.1 體溫測量模塊

　　溫度傳感器采用DALLAS的DS18B20，該器件無(wú)需外部元件，通過(guò)數據線(xiàn)供電即可提供最高12位的溫度讀數，器件的溫度信息經(jīng)單線(xiàn)接口送入DS18B20或從DS18B20送出，從CPU到DS18B20僅需連接1條線(xiàn)。讀、寫(xiě)和完成溫度變換所需的電源由數據線(xiàn)本身提供，測量范圍為－55℃~+125℃，增量值為0.

　　0625（以12位數值方式讀出溫度），在1s（典型值）內把溫度變換為數字，具有用戶(hù)可定義的非易失性溫度告警設置。輸出的溫度數值由單片機的IOA15口讀入，如圖2所示。

　　經(jīng)單線(xiàn)接口訪(fǎng)問(wèn)DS18B20的協(xié)議如下：

　?。?）初始化單線(xiàn)總線(xiàn)上的所有處理均從初始化序列開(kāi)始。初始化序列包括：總線(xiàn)主機發(fā)出一個(gè)復位脈沖，接著(zhù)從屬器件送出存在脈沖，程序清單見(jiàn)初始化DS18B20子程序intInit_1820（void）。

　?。?）ROM操作命令一旦總線(xiàn)主機檢測到從屬器件便可發(fā)出，ROM操作命令，ROM操作命令均為8位長(cháng)，程序見(jiàn)讀DS18B20子程序unsignedintRead_1820_Byte（void）和寫(xiě)DS18B20子程序voidWrite_1820_Byte（unsignedintData）。

　?。?）存儲器操作命令程序清單見(jiàn)讀DS18B20子程序unsignedintRead_1820_Byte（void）和寫(xiě)DS18B20子程序voidWrite_1820_Byte（unsignedintData）。

　?。?）處理數據程序清單見(jiàn)溫度轉換子程序voidRead_Temp（unsignedint*Data）。溫度測量程序如下：