單片機(jī)控制多普勒血流計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
2．2 單片機(jī)控制電路部分硬件的設(shè)計(jì)
綜合考慮系統(tǒng)的實(shí)際功能和要求，本系統(tǒng)選用AT89S52作為控制器。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。
根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的精度要求，采用12位逐次逼近型快速AD574A轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換精度≤0．05％，可滿足0．5％的設(shè)計(jì)精度要求。其轉(zhuǎn)換速度最大為 35us，因?yàn)檠?xì)胞流量速度約為0．1ms，所以信號(hào)變換緩慢，并加有積分器，無(wú)須再加其它采樣保持器。根據(jù)采樣原理，每個(gè)信號(hào)周期采樣十次即可，這里采用中速轉(zhuǎn)換器就能滿足要求。綜合考慮速度、精度及性能價(jià)格比，A／D轉(zhuǎn)換器采用AD574A，實(shí)現(xiàn)由模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，以便于采用微機(jī)去控制顯示、驅(qū)動(dòng)打印。
D／A轉(zhuǎn)換器，采用DAC0832。在本系統(tǒng)中DAC0832構(gòu)成程控增益放大器，通過(guò)改變數(shù)字量來(lái)改變模擬量的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)揚(yáng)聲器聲音的多級(jí)控制。
由于系統(tǒng)中擴(kuò)展了繪圖儀進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，而繪圖儀的打印速度與需打印的數(shù)據(jù)的輸出速度不匹配。因此，采用RAM6264來(lái)儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù)。
采用74LS164作為鍵盤(pán)的串行接口，利用各個(gè)鍵的不同功能實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的總體控制，使操作一目了然。
顯示控制驅(qū)動(dòng)接口電路使用MC14499，該芯片為20位移位寄存器。實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)輸出并實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，保證有足夠的信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力。使用MC14499對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，使用硬件少、占用CPU時(shí)間短、電路簡(jiǎn)單、耗電少。
PP40繪圖儀，用于繪制循環(huán)的相對(duì)灌流量曲線，采用74LS373作為數(shù)據(jù)緩沖寄存器，解決打印與微機(jī)的不同步。
為了便于觀察信號(hào)變化，對(duì)信號(hào)采用不同時(shí)間常數(shù)的積分以及不同的增益。為了切換這些不同的積分增益，該系統(tǒng)中采用了雙四路模擬開(kāi)關(guān)4066，并外接74LS373鎖存輸入數(shù)據(jù)。不同的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，接通不同的電阻，形成不同的積分常數(shù)和增益倍數(shù)。
3 軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)功能和硬件實(shí)際情況，軟件要實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)采集及對(duì)采集量進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、鍵盤(pán)掃描和處理、控制模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行積分時(shí)間和增益的選擇、打印控制、音量控制和數(shù)據(jù)顯示控制等。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思路，從整體到局部，從上到下進(jìn)行設(shè)計(jì)。主程序流程圖如圖3．1所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
采用多普勒現(xiàn)象測(cè)定組織微區(qū)血流灌流量在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用中具有很高的實(shí)用價(jià)值。本文給出了采用單片機(jī)控制，利用多普勒現(xiàn)象測(cè)定組織微區(qū)血流灌流量的方法。該系統(tǒng)通過(guò)測(cè)定組織微區(qū)血流灌流量，衡量微循環(huán)狀態(tài)，判斷肌體生理功能變化，為外科手術(shù)提供了方便，對(duì)內(nèi)科、醫(yī)理學(xué)、麻醉學(xué)、骨科、兒科都有一定幫助。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/173018.htm
評(píng)論