Разработка цифрового измерителя кровяного давления на микроконтроллере MC68HC908JL3 - Курсовая работа

С развитием микроэлектронной индустрии, а в частности с развитием микроконтроллеров, появилась возможность делать малогабаритные и сравнительно дешевые электронные изделия. Микроконтроллеры позволяют меньше использовать типовые элементы в разработках, т.к. практически все можно сделать программными средствами, тем самым электронные изделия сделанные на базе микроконтроллеров являются малогабаритными и стоят сравнительно не дорого. В настоящее время, большая часть медицинских приборов построенна на цифровой логике, главным элементом которой является микроконтроллер, и индикация происходит на цифровых индикаторах, большую часть из которых составляют ЖКИ.Устройство - цифровой измеритель кровяного давления. Основные технические характеристики прибора: Общий диапазон измерения: а. Информация о давлении и пульсе отображается на 16-ти разрядном, 2-х строчном ЖКИ-модуле.В данном устройстве, информация о систолическом, диастолическом давлении и пульсе должна выводиться одновременно. Датчик должен быть со стандартным выходным сигналом, то есть при минимальном значении давления должен иметь выходной сигнал не более 0,3V, а при максимальном давлении не более 4,8V, это обеспечивает непосредственное соединение датчика с микроконтроллером.11 линий необходимо для работы с индикатором, а две линии для работы с сигналами поступающими от датчика давления.Датчик предназначен для перевода давления в манжете, в электрический сигнал, т.е. напряжение. АФ высокой частоты предназначен для выделения и усиления сигнала, пульсирующего с частотой 1Гц, наложенного на медленно изменяющийся сигнал 0.04Гц. Выделение сигнала необходимо, потому что давление распознается по производной сигнала, пульсирующего с частотой 1Гц, а значение давления смотрится по медленно изменяющемуся сигналу (0,04Гц). При разработке данного устройства существовала сложность в том, что датчик при неинвазивных применениях(без проникновения во внутренние полости организма) не может быть расположен непосредственно внутри системы, в которой измеряется давление. Затем вентиль манжеты слегка приоткрывается, и давление в манжете постепенно падает, и, когда оно становится близким к артериальному давлению, амплитуда пульсации давления возрастает.Поэтому анализ ресурсов ввода-вывода, должен происходить в самом начале разработки, т.к. в противном случае может возникнуть ситуация нехватки линий ввода-вывода. На принципиальной схеме изображенной на рис.5.1. можно подсчитать, что у микроконтроллера должно быть не менее 13 линий ввода-вывода(11 линий для работы с ЖКИ-модулем и две линии для работы с датчиком давления).После этого микроконтроллер ждет накачки манжеты, осуществляя циклическую проверку окончания накачки. Когда сигнал датчика уменьшается в течении более чем 0,75 секунд, это свидетельствует, что пользователь больше не накачивает манжету, и микроконтроллер начинает анализировать сигнал колебания. Анализ сигнала колебания сводится к идентификации амплитуды пульса и осуществляется в блоках 3 и 4. Как только амплитуда пульса идентифицирована, микроконтроллер игнорирует сигнал в течении 450 MS, чтобы предотвратить ложную идентификацию изза наличия промежуточного максимума колебания. Из графика показанного на рис.4.1.1., можно увидеть, что основной принцип измерения основан на сравнении производной с 2-мя порогами, Порог1 и Порог2.Рабочая БСА придставленна на рис.4.2.1.2..В начале программы происходит инициализация, блок 1, в котором происходит инициализация портов ввода-вывода, АЦП и таймера. Если давление после задержки больше давления до задержки, то программа переходит к выполнению бл.12. и данная процедура повторяется. Если же давление после задержки меньше давления до задержки, то это означает, что пользователь прекратил накачку манжеты, и программа переходит на процедуру определения амплитуды. Если Upress1>Пор, то происходит сброс ячейки памяти OVSEC, и далее происходит определение значения амплитуды (бл. 40), и результат второго преобразования заносится в UDAV (этот результат показывает давление в манжете), после чего АЦП обратно переключается на вход РТВ1.БСА обработчика прерывания от таймера, представлена на рис.4.2.2.1. Для правильной работы обработчика, необходимо частоту тактирования таймера сделать равной 125КГЦ, т.е. В начале подпрограммы обработчика необходимо сбросить флаг TOF(бл.1), иначе в противном случае следующий запрос на прерывание “потеряется”.Бит ab (бл.1) определяет аналоговый вход АЦП, или РТВ0, или РТВ1. Рассмотрим случай когда аналоговым входом является линия РТВ0, т.е. ab=0. В блоке 2 определяется, был ли ранее у АЦП аналоговый вход РТВ0: Если не был (ab2=0), то происходит сброс бита ab1, который выполняет аналогичную функцию, только показывает, был ли ранее у АЦП, аналоговый вход РТВ1. После чего происходит установка бита ab2 в 1 (бл.4), и запуск АЦП с аналоговым входом РТВ0 (бл.7). Если был (ab2=1), то в блоке 5 устанавливается бит СОСО1, сигнализирующий о том, что преобразование завершено, после чего результат из регистра данных АЦП перен

Содержание

Введение

1. Техническое задание

2. Выбор и обоснование элементной базы

2.1 Выбор микроконтроллера

3. Структурная схема устройства

3.1 Состав и назначение отдельных элементов

3.2 Анализ ресурсов ввода-вывода

4. Структура алгоритма программы

4.1 Обобщенная БСА

4.2 Рабочая БСА

4.2.1 БСА основной программы.

4.2.2 БСА обработчика прерывания от таймера

4.2.3 БСА обработчика прерываний от АЦП

4.2.4 БСА подпрограммы табличной перекодировки напряжение в давление

4.2.5 БСА подпрограммы вывода числа на индикацию

4.2.6 БСА подпрограммы перевода числа в BCD формат

5. Принципиальная схема устройства

Заключение

Список литературы

Приложение

С развитием микроэлектронной индустрии, а в частности с развитием микроконтроллеров, появилась возможность делать малогабаритные и сравнительно дешевые электронные изделия.

На сегодняшний день, в каждой аптеке и специализированных магазинах, можно увидеть в продаже различные медицинские приборы. Например, цифровой термометр, цифровой измеритель давления крови и многое другое.

Появление таких приборов на прилавках магазинов, обусловлено прогрессивным развитием цифровой техники, в том числе и микроконтроллерных систем.

Микроконтроллеры позволяют меньше использовать типовые элементы в разработках, т.к. практически все можно сделать программными средствами, тем самым электронные изделия сделанные на базе микроконтроллеров являются малогабаритными и стоят сравнительно не дорого.

В настоящее время, большая часть медицинских приборов построенна на цифровой логике, главным элементом которой является микроконтроллер, и индикация происходит на цифровых индикаторах, большую часть из которых составляют ЖКИ.

Поэтому, тема для разработки была выбранна: “Цифровой измеритель кровяного давления”. Этот прибор является наиболее нужным в каждой семье. Ведь если ты чувствуеш себя не важно, то в любой момент можно померить давление и из полученных результатов сделать вывод, надо бежать в больницу или нет.