引 言

肺活量可以反映肺的容積和肺的擴(kuò)張能力, 是評價(jià)人體生長發(fā)育水平和體質(zhì)狀況的一項(xiàng)常用機(jī)能指標(biāo), 是各級醫(yī)院呼吸內(nèi)科、胸外科、肺科、氣管炎?？婆R床醫(yī)師的必備儀器。目前仍在使用的傳統(tǒng)封閉容積式肺活量計(jì), 讀數(shù)不方便, 容易造成讀數(shù)時(shí)的視覺誤差, 為此, 利用ATMEL 公司的8 位單片機(jī)AT mega8 和MOT OROLA 公司的壓阻式壓力傳感器MPX2010DP 設(shè)計(jì)了電子式肺活量測試儀,為肺活量的測量提供了新方法。

ATmega8 和MPX2010DP 簡介A Tmega8 具有8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程FlashROM; 512 字節(jié)EEPROM, 1 K 字節(jié)SRAM; 23 個(gè)通用I/O 口線, 可以輸出和吸收大電流, 能夠直接驅(qū)動(dòng)LED; 32個(gè)通用工作寄存器; 3個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C) , 其使用和51 系列單片機(jī)基本相同, 只是T/C 時(shí)鐘源還可以利用預(yù)分頻器對于MCU 的時(shí)鐘進(jìn)行分頻; 片內(nèi)/ 外中斷, 可編程串行U SART; 10 位6 路( TQFP 與MLF 封裝為8 路)ADC, 可以節(jié)約單片機(jī)外的AD 芯片, 使電路更加緊湊, ADC 部分也有自己的預(yù)分頻器, 它將MCU 的時(shí)鐘進(jìn)行分頻后提供給芯片內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換所需的逐次逼近電路做輸入時(shí)鐘; 具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器, 一個(gè)SPI 串行端口。本芯片內(nèi)部Flash 程序存儲(chǔ)器允許通過ISP 或者通用編程器進(jìn)行編程。ATmega8 使用的C語言編譯器有多種, 常見的ICCAVR 可以在相關(guān)網(wǎng)站下載。MPX2010DP 是美國MOT OROLA 公司出品的具有溫度補(bǔ)償和標(biāo)定的壓力傳感器, 可以測定氣體壓力, 有正氣壓和負(fù)氣壓2個(gè)接口, 輸出電壓隨正氣壓和負(fù)氣壓之間的差值的增加而增加, 它們之間呈線性關(guān)系 。

此電子肺活量計(jì)是一種智能型肺活量測量儀器, 該產(chǎn)品與傳統(tǒng)封閉容積式肺活量計(jì)相比, 由于采用LED 顯示, 讀數(shù)更方便, 可以直接讀取數(shù)字值, 從而可以避免視覺誤差, 是傳統(tǒng)容積式肺活量計(jì)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。該電子肺活量計(jì)最大測量范圍9999ml, 工作溫度0~50度 , 儲(chǔ)存溫度-10~60度 , 用戶可以選擇用電池或者用交流電源供電。該設(shè)備采用帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)ATmega8,由ATmega8 直接完成A/ D 轉(zhuǎn)化功能并且對轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行處理送至LED 顯示, 節(jié)約了外部的AD 轉(zhuǎn)換器件和電壓基準(zhǔn)源器件, 簡化了電路, 使得儀器的小型化成為現(xiàn)實(shí) 。輸入信號采集部分通過采用先進(jìn)的壓力傳感器MPX2010DP, 使得測量的精度提高。該文還對儀器的標(biāo)定進(jìn)行了理論分析, 為產(chǎn)品化提供了依據(jù)。由于程序采用C 語言設(shè)計(jì), 可讀性和可移植性好, 有利于產(chǎn)品的升級換代, 使得儀器具有可擴(kuò)充性。