低功耗高精度便携多功能体检计设计分享

文章摘要：针对测量结果的输出显示，有两部分设计功能，一是将测量值送往LCD显示，二是利用语音模块告知用户测量结果正常与否。硬件设计为达到充分利用MXT8051片上资源的目的，本文综合权衡了各种方案，并合理地选择外围器件，力图用最简单的外围电路来保证功能设计。整个系统的硬件框图如图2所示，后续将分别详细介绍各个模块的设计。图2 基于MXT8051的便携式多功能体检计硬件框图血压测量模块设计对于血压信号的感知，可采用Metrodyne Microsystem公司的MPS-2108传感器。它在血压计、数字压力计及医疗设备领域的广泛应用已表明其可以胜任本文所要设计的功能。MPS-2108传感器和MXT8051的

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　　针对测量结果的输出显示，有两部分设计功能，一是将测量值送往LCD显示，二是利用语音模块告知用户测量结果正常与否。

硬件设计

　　为达到充分利用MXT8051片上资源的目的，本文综合权衡了各种方案，并合理地选择外围器件，力图用最简单的外围电路来保证功能设计。整个系统的硬件框图如图2所示，后续将分别详细介绍各个模块的设计。

图2 基于MXT8051的便携式多功能体检计硬件框图

血压测量模块设计

　　对于血压信号的感知，可采用Metrodyne Microsystem公司的MPS-2108传感器。它在血压计、数字压力计及医疗设备领域的广泛应用已表明其可以胜任本文所要设计的功能。MPS-2108传感器和MXT8051的接口原理图如图3所示。

图3  MPS-2108和MXT8051接口原理图

体温测量模块设计

　　对于体温信号的感知，采用的是Dallas Semiconductor公司的DS18B20传感器。它拥有独特的单总线接口，只需一个接口引脚即可通信;且它能直接将数字信号传给单片机，从而省去了很多模拟前端的外围电路设计;同时可通过配置内部的寄存器使其分辨率达到0.0625℃。这些特性说明，在硬件上DS18B20已经可以承担体温信号的采集任务。DS18B20传感器与MXT8051的接口原理图如图4所示。

图4  DS18B20和MXT8051接口原理图

呼吸频率测量模块设计

　　对于呼吸频率信号的感知，可选取灵敏度高的热电阻Pt1000传感器。它精度高，稳定性好，应用温度范围广，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。PT1000传感器与MXT8051的接口原理图如图5所示。

图5  PT1000和MXT8051接口原理图

脉搏测量模块设计

　　对于脉搏信号的感知，选取普通的拾音头MIC即可感知脉搏音信号，将采集到的模拟信号通过片上运算放大器交由MXT8051处理。拾音头与MXT8051的接口原理图如图6所示。

图6  拾音头与MXT8051接口原理图

输出显示模块设计

　　输出模块中，语音芯片可选取Winbond公司的ISD1730单片优质语音录放电路。可录放音十万次，可处理多达255段信息，多种采样频率对应多种录放时间。这也为系统功能扩展提供了一定的可能。LCD采用北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的产品。

系统控制模块设计

　　系统控制模块中，所包含的电源供给电路、时钟电路、复位电路、键盘控制电路等需要的器件都可参考由北京时代民芯科技有限公司提供的MXT8051开发板上的成熟产品，借鉴其接口方式并稍作修改，可满足预期要求。其中稍作修改的电源供给原理图及时钟电路原理图如图7、图8所示。

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