基于单片机的肺活量测量仪设计

简介: 基于单片机的肺活量测量仪设计

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


20200924202238993.png


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。

**

20200924202307637.png



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:

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