Курсовая работа: Разработка цифрового измерителя кровяного давления на микроконтроллере MC68HC908JL3

Рис.3.1.1.

Диаграммы измерения кровяного давления

Рис.3.1.2.

3.2 Анализ ресурсов ввода-вывода

Микроконтроллеры семейства HC08 фирмы MOTOROLA имеют закрытую архитектуру, которая характеризуется отсутствием линий магистралей адреса и данных на выводах корпуса микроконтроллера. Микроконтроллер представляет собой законченную систему обработки данных, наращивание памяти или периферийных устройств с использованием параллельных магистралей адреса и данных не предполагается. 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 изображённой 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).

В данном случае был выбран микроконтроллер MC68HC908JL3, который имеет 22 линии ввода-вывода. То есть, по сути дела у нас остаётся свободными, 9-ть линий ввода-вывода, которые можно использовать для различных усовершенствований прибора. Например, можно дополнительно в приборе сделать часы, также можно сделать, чтобы прибор измерял давление в автоматическом режиме, для этого необходим компрессор, который будет нагнетать давление в манжету. Все эти доработки непосредственно повлекут за собой, задействование дополнительных линий ввода-вывода.

4. Структура алгоритма программы

4.1 Обобщённая БСА

Обобщённая БСА программы, управляющей системой, приведена на рис.4.1.2. После включения питания происходит инициализация всей системы. После этого микроконтроллер ждёт 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.

Пороговый уровень для измерения частоты импульсов установлен равным 1,75V, чтобы устранить шумы или всплески. Как только амплитуда пульса идентифицирована, микроконтроллер игнорирует сигнал в течении 450 мS, чтобы предотвратить ложную идентификацию из-за наличия промежуточного максимума колебания. После чего в блоке 5 происходит вычисление производной амплитуды пульса. Именно по производной амплитуды пульса определяется давление крови, блок 6.

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. Более подробно, это будет рассмотрено в пункте 4.2.

График производной амплитуды пульса.

   Порог2

   Порог1

Рис.4.1.1.

          После того как устройство определит давление и пульс, оно проверяет, есть ошибки в измерении или нет. Если ошибки есть, то микроконтроллер выводит сообщение об ошибки, после чего, если манжета спущена, т.е. давление внутри манжеты равно атмосферному давлению, то устройство начинает измерение по новому. Если ошибок нет, то информация о давлении и пульсе выводится на индикатор, после чего система опять смотрит, если манжета спущена, то измерение давления происходит по новому, если манжета не спущена, то программа зациклевается и ждёт спуска манжеты.

                                                    Y                            N

                                                            Y                                              N                                                                    

                                     Y                                     N            

                          N                                                           Y

                              Y                                                 

Рис.4.1.2. Обобщённая БСА.

4.2 Рабочая БСА

4.2.1 БСА основной программы

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. После чего в блоке 2 обнуляются все переменные, задействованные в данной программе. Как только, это всё выполнится, происходит запуск АЦП(блок 4), у которого аналоговым входом является линия РТВ0.

Первый результат преобразования аналогового сигнала, заносится в ячейку памяти CONST, и означает значение кода при нулевом давлении. После этого на индикатор выводятся символы как показано на рис.4.2.1.1., и в младшем разряде “сис:” зажигается 0. После чего, идёт процедура ожидания окончания накачки манжеты.

                                       сис х х 0

                          диа х х х            пул х х х

рис.4.2.1.1. Расположение символов на индикаторе.

Она заключается в следующем. В ячейку памяти del заносится число соответствующее задержке 0,75 секунды( бл.12). В блоках 16 и 15 организован цикл, после выполнения которого, происходит индикация текущего давления (бл. 17 – 21). После чего делается декремент ячейки памяти del. Если del0 то, программа переходит к выполнению бл.13. и все происходит заново. Если del=0, то в бл.25. происходит сравнение давления до задержки и после задержки. 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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12