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上传时间：2017-12-05
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肺活量
测量仪
设计
资料
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肺活量测量仪设计资料,肺活量,测量仪,设计,资料
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目 录引言11. 绪论21.1 本课题的 研究意义21.2 本课题的 发展现状21.2.1 电子类肺活量测量仪21.2.2 非电子类肺活量测量仪21.3 本课题的发展趋势21.4 智能肺活量测量仪研究目的及其可行性21.5 课题的主要研究工作和各章内容安排32. 相关技术和基础理论 介绍32.1 肺活量测量相关 概述32.1.1 肺活量32.1.2 气压传 感器32.2 通过气压传 感器测量肺 活量的原理42.3 数据采集42.3.1A/D转换器42.3.2A/D转换的基 本原理52.4 串口通信62.5 主要器件功能说明102.5.1 AT89S5单片机102.5.2 MAX232串 行通信 芯片122.5.3 AD620122.5.4 气体压 力传感器 ATP015G133. 系统设计 方案及 原理153.1 总体方案 153.2 系统原理 154. 硬件原 理与设计 164.1 输入 部分 电路 164.2 A/D 转 换部分 电路 174.3 液 晶显示电路 17 4.4 串口通信部分 电路184.5 电源 部分 电路184.6 电路布线，调试及故 障分析 194.6.1 PCB设计 一般步骤204.6.2 PCB布线工艺 要求214.6.3 电路的故障及 调试 分析225.软件设计235.1 下位机程 序流 程图235.2 A/D 转换程序及 TLC549 工 作时序 245.3 上位机显示界面256. 误差与干扰 分析 266.1 测量仪器的 影响266.2 测量的随 机性267. 实现功能与结论 268. 总结 28谢辞28参考 文献29附录30附录 1：系统 PCB 图 30附录 2：系统源程序 31- 3 -当 CS 为高时，数据输出 (DATA OUT)端处于高阻状态，此时 I/O CLOCK不起作用。将 CS 置低。内部电路在测得 CS 下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，然后确认这一变化，最后自动将前一次转换结果的最高位(D7)位输出到 DATA OUT 端上。前四个 I/O CLOCK 周期的下降沿依次移出第 2、3、4 和第 5 个位(D6、D5 、D4 、D3) ，片上采样保持电路在第 4 个 I/O CLOCK 下降沿开始采样模拟输入。接下来的 3 个 I/O CLOCK 周期的下降沿移出第 6、7、8(D2、D1、D0)个转换位，最后，片上采样保持电路在第 8 个 I/O CLOCK 周期的下降沿将移出第6、7、8(D2、 D1、D0)个转换位。保持功能将持续 4 个内部时钟周期，然后开始进行 32 个内部时钟周期的 A/D 转换。第 8 个 I/O CLOCK 后，CS 必须为高，或 I/O CLOCK 保持低电平，这种状态需要维持 36 个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。如果 CS 为低时 I/O CLOCK 上出现一个有效干扰脉冲，则微处理器/控制器将与器件的 I/O 时序失去同步；若 CS 为高时出现一次有效低电平，则将使引脚重新初始化，从而脱离原转换过程。5.3 上位机显示界面- 4 -保存数据的功能是将所得的数据存如 EXCEL 表格中，在窗口中将显示测量时个时刻的气体流速波形图。6 误差与干扰 分析6.1 测量仪器 的影响气压传感器的标定会有一定的误差，以及通过气压计算流量的误差都会对最终结果造成影响。6.2 测量的随 机性干扰信号多呈毛刺状，作用时间短且具有随机性。对于一次测量的结果，其受到干扰信号影响的几率比较大，可能造成测量结果具有较大的误差。对于这些干扰所造成的影响，采用多次测量的方法来减小影响。7.实现功能与结论系统所实现的功能如下：1、实现了数据采集以及 A/D 转换，并由单片机进行处理。2、实现了液晶即时显示所测量的数据。3、实现了下位机与上位机的通信，并将数据存入 EXCEL 表格中。系统存在的问题：由于未能找出程序中的问题所在，因而未能实现显示最终的气体流量，所显示的数据为各时刻的气体在管中的流速。- 5 -图 7.1图中波形反映了一段测量时间内，各时刻管中气体流速的变化。液晶所显示数据如下：- 6 -图 7.28 总结就目前来说，这个题目的完成有很多中方案，如使用 AWM700 系列气体流量传感器或者 MPX5000 系列传感器，这些都能检测气体流量，而气体压力传感器的话也有很多。本文中使用的气体压力传感器 ATP015G，这种芯片集成度高，精确度高，且减少了成本。总体而言，该系统通过气体压力传感器采集信号，传递给单片机进行处理，计算出测量时间内的
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