人體成分測量裝置的設計

　　系統工作時(shí)，首先對單片機編程，經(jīng)過(guò)光電耦合器件控制正弦信號發(fā)生器發(fā)出多個(gè)頻率(10kHz、50kHz、200kHz)的正弦電壓信號，再由恒流源電路(電壓控制電流源)將信號發(fā)生器的正弦波電壓信號轉換為電流信號，經(jīng)過(guò)電流電極輸入到人體;電壓電極采集電壓信號，由于電壓信號幅值很小，經(jīng)差分放大后送入模數轉換器(A/D)，再輸入單片機完成相應的處理。

　　系統硬件設計

　　在設計中，單片機的作用是：控制電極通道的選擇，產(chǎn)生控制信號送正弦信號發(fā)生器，對采集的電壓信號與輸入的電流源信號完成相應運算求出生物電阻抗，再根據生物電阻抗與人體成分含量的關(guān)系計算出人體成分含量的各個(gè)參數。

　　本裝置為在體測量裝置，考慮到受試者的安全，與受試者相連的電路部分和電網(wǎng)電壓之間用光電耦合管進(jìn)行電氣隔離。另外，激勵電極施加于人體上的激勵電流的幅值也控制在100mA，遠低于人體對電流的最小感覺(jué)闋值，從而保證了受試者的安全。

　　電極選擇開(kāi)關(guān)電路用來(lái)選通8個(gè)電極中的4個(gè)電極，從而測量人體各個(gè)環(huán)段阻抗。本裝置設計了一種多路選擇開(kāi)關(guān)來(lái)控制相應的電極，如圖5所示。圖中電極的標號與圖3電極標記對應，1、3、5、7電極為電流電極，2、4、6、8電極為電壓電極， K1、K2、K3、K4均為選擇開(kāi)關(guān)，由單片機控制其選擇的通道。

　　根據人體的5環(huán)段模型，測量每個(gè)環(huán)段的電阻抗，通道開(kāi)關(guān)的選通表如表1所示。生物電阻抗一般都很小，在微弱的電流的激勵下產(chǎn)生的壓降也很小，因此在模數轉換前需對信號進(jìn)行放大。為滿(mǎn)足信號采集的要求，采用12位、逐次比較型模數轉換器件AD1674，其轉換速度最大為35ms，轉換精度≤0.05%。

　　系統要求顯示出單片機處理后得到的人體成分含量，所以要用到顯示設備。在設計中，選用分辨率為320×240的SYM320240B點(diǎn)陣式液晶顯示器。液晶顯示器通過(guò)液晶顯示控制器SED1335與單片機直接相連，接受單片機的指令，完成顯示功能。