基于SPCE061A的便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測儀方案設(shè)計(jì)

前言

　　本文利用凌陽單片機(jī)設(shè)計(jì)了便攜式多功能實(shí)時(shí)生理參數(shù)監(jiān)測儀，具有播放MP3的功能，可達(dá)到提高身體鍛煉質(zhì)量的效果。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，配置了各種集成傳感器，體積小巧。由于采用了微型封裝的芯片及元器件，使連線變短，減少了通信接口，從而提高了整機(jī)工作的可靠性。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　SPCE061A單片機(jī)

　　SPCE061A單片機(jī)內(nèi)部集成了ADC、 DAC、32KB的Flash和2KB的SRAM,以及液晶驅(qū)動(dòng)?？?。利用該單片機(jī)作為處理芯片，使得模、數(shù)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換以及液晶驅(qū)動(dòng)可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)，避免了外界信號(hào)的干擾，提高了系統(tǒng)的
穩(wěn)定性及抗干擾能力。

　　 圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　DS18B20溫度傳感器

　　DS18B20溫度傳感器采用12位存儲(chǔ)溫度值對應(yīng)的數(shù)字表示形式，理論精度可達(dá)到0.05℃ ，能實(shí)時(shí)、精確地檢測到人體溫度的變化，可通過單片機(jī)在液晶顯示器上顯示溫度。

　　DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)

　　可以采用外接電源與寄生電源(即從數(shù)據(jù)線上得到供電電源)兩種方式供電，如圖2所示。

　　使用DS18B20的注意事項(xiàng)

　　(1)DS18B20從測溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，這是必須保證的，不然會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，使溫度輸出總是顯示85℃。

　　(2)在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在5V左右，若電源電壓過低，會(huì)使所測得的溫度與實(shí)際溫度出現(xiàn)偏高現(xiàn)象，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一般在5V左右。

　　(3)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與單片機(jī)間采用串行方式傳送數(shù)據(jù)，因此，在對DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。

　　(4)在DS18B20測溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。

　　ZD-3微震動(dòng)傳感器

　　ZD-3微震動(dòng)傳感器是一種有源的高靈敏度微功耗檢測元件，以正弦波形式輸出，可利用74LS14施密特觸發(fā)器將其轉(zhuǎn)換成脈沖波，輸入單片機(jī)檢測高電平，能實(shí)時(shí)記錄跑步者或鍛煉者的步數(shù)，進(jìn)而得到鍛煉者的能量損耗，以利于更有效地進(jìn)行鍛煉。

　　HK-2000A脈搏檢測傳感器

　　HK-2000A傳感器是一種主要用在運(yùn)動(dòng)、健身器材上檢測脈搏的傳感器，以脈沖波的形式輸出。當(dāng)脈搏波動(dòng)一次時(shí)輸出一正脈沖，可將其輸出信號(hào)輸入單片機(jī)，檢測高電平，記錄脈搏。

　　OCM4X8C液晶顯示模塊

　　OCM4X8C液晶顯示模塊采用128×64點(diǎn)陣的漢字圖形液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置國標(biāo)GB2312碼簡體中文字庫(16×16點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(8×16點(diǎn)陣)及64×256點(diǎn)陣的GDRAM繪圖區(qū)域。可與CPU直接接口，提供8位并行及串行連接方式連接微處理器。該液晶顯示模塊具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。配合1×4鍵盤可實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、瀏覽和修改分析結(jié)果，以及進(jìn)行各種人機(jī)對話，能實(shí)時(shí)顯示
各種生理參數(shù)值。

; 圖 2 寄生電源供電 報(bào)警模塊