基于單片機(jī)的人體阻抗測(cè)量系統(tǒng)

引 言

　　醫(yī)學(xué)阻抗測(cè)量是利用生物組織與器官的電特性及其變化，提取與生物體生理、病理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的一種檢測(cè)技術(shù)。它通常借助于驅(qū)動(dòng)電極向檢測(cè)對(duì)象送入一微小的交變電流(或電壓)信號(hào)，同時(shí)測(cè)量兩極的電壓(或電流)信號(hào)，從而計(jì)算出相應(yīng)阻抗，然后應(yīng)用于不同目的。

　　本設(shè)計(jì)利用MSP430F149自帶的串口通過RS485進(jìn)行遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)傳輸，上位機(jī)可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線繪制、數(shù)據(jù)保存等處理。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)。該單片機(jī)有60 KB Flash、2 KB RAM，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。單片機(jī)通過向AD9852發(fā)送頻率字、幅度字從而控制正弦波的頻率、幅度。正弦波經(jīng)過電流轉(zhuǎn)電壓、功率放大等電路作用后，經(jīng)過線圈T1隔離作用于人體，同時(shí)由線圈TFl和T2感應(yīng)出的電流、電壓相對(duì)量，經(jīng)過程控放大器和真有效值轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入單片機(jī)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。單片機(jī)根據(jù)電流、電壓值計(jì)算出電阻，再通過串口傳輸給PC機(jī)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　2 硬件電路

　　2.1 單片機(jī)控制AD9852電路

　　如圖2所示，單片機(jī)P1.O～P1.7，通過復(fù)用與AD9852數(shù)據(jù)、地址引腳相連，P2.3～P2.7與AD9852五個(gè)較重要的控制引腳相連接。單片機(jī)主要是通過向DDS輸出幅度字、頻率字來控制AD9852產(chǎn)生的正弦波的頻率和幅度。

　　2.2 電流、電壓測(cè)量電路

　　圖3所示為電流測(cè)量電路原理。為了在不同幅度下都能準(zhǔn)確測(cè)量電流，在峰一峰值轉(zhuǎn)有效值電路前加了一片程控放大器，單片機(jī)通過輸出增益控制使得即使前端電壓很小時(shí)也能將其提高到一定程度，達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。同樣，在電流測(cè)量電路中，也使用了同樣的原理圖。