基于AT89S52单片机的温度控制系统(1)
基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计摘要:水温控制系统在工业、农业、生活等各个领域广泛应用。
随着技术的发展,单片机控制技术正在越来越多的应用到水温控制领域中。
本文通过对水温控制系统原理的分析,进行了设计和制作,并通过实验结果验证了本设计的可行性和稳定性。
关键词:单片机控制技术;水温控制系统;可行性;稳定性1. 引言水温控制系统在现代社会中应用广泛,水温控制技术的发展和进步为现代社会的科技进步做出了巨大的贡献。
单片机技术作为一种广泛应用的控制技术,可以实现多种不同的控制操作,因此被广泛应用到水温控制系统中。
本文将针对单片机水温控制系统进行分析设计,并进行实验验证。
2. 水温控制系统原理分析水温控制系统的基本结构由传感器、控制器以及执行机构等组成。
其中,传感器负责温度数据的采集,控制器负责处理和分析数据,并控制执行机构实现温度控制。
单片机水温控制系统的实现原理基于以下几个步骤:1)传感器采集温度数据并将数据转换为数字信号。
2)单片机控制器通过间接方式获取传感器采集的温度数字信号,并将其传输到外围设备中。
3)控制器将传输的信息根据其程序所设定的算法进行计算,得到温度数据,从而调整执行机构的作用。
4)执行机构实现接收计算出的数据并通过温度调节装置将温控装置的工作状态调节到所设定的工作状态,最终实现水温控制。
3. 单片机水温控制系统设计根据以上原理设计单片机水温控制系统,具体实现过程如下:1)传感器:选用DS18B20数字温度传感器,将其与单片机进行连接;2)控制器:选用AT89S52单片机,作为水温控制器,通过程序将传感器所采集到的数字信号转化为温度信息,并与设定温度进行比较和判断,控制继电器开关;3)执行机构:选用继电器作为执行机构,通过继电器的开关控制加热器的加热状态,调节水温。
4. 实验验证将设计好的单片机水温控制系统进行实验,实验过程中将设定温度为30℃,获得的实验结果显示在图1中。
图1 实验结果实验结果表明,本设计的单片机水温控制系统能够在设定温度为30℃时以及系统正常工作的情况下,实现对水温的有效控制。
基于AT89S52的智能家居控制系统

基于AT89S52的智能家居控制系统随着科技的飞速发展,智能家居控制系统正在逐渐走进人们的生活中。
AT89S52作为一个颇具人气的单片机,可以用来实现智能家居控制系统。
智能家居控制系统可以让我们在家中更加舒适、方便,同时也可以提高我们的居住环境安全性。
本文将详细介绍基于AT89S52的智能家居控制系统。
一、单片机介绍AT89S52是一种高性能、低功耗的8位CMOS微控制器,其具备了丰富的外设资源和强大的处理能力。
AT89S52具备8KB的Flash存储器、256字节的数据RAM存储器、四个8位IO端口等外设资源。
与此同时,该单片机还可以使用ISP (现场编程技术)实现在线编程,这可以大大方便用户的开发过程。
二、智能家居控制系统设计(一)硬件设计1、温度检测模块AT89S52单片机可以通过模拟转换器来实现温度检测模块,具体方法是使用热敏电阻将温度值转换为电压值。
然后通过单片机ADC模块将电压值转化为数字信号进行处理,从而实现温度检测。
2、湿度检测模块同样地,AT89S52单片机也可以通过模拟转换器实现湿度检测功能。
通过将湿度传感器输出的模拟电压信号接入单片机的ADC模块,就可以实现将模拟信号转化成数字信号来进行处理。
3、灯光控制模块用单片机控制灯光也是本智能家居控制系统的一个主要功能。
通过使用一个三极管作为开关控制电源线,来控制灯的开和关。
4、机械臂控制模块机械臂在工业、家居以及医疗行业等领域中都有着广泛的应用。
AT89S52单片机可以控制机械臂的活动,通过与步进电机的连接,来控制机械臂的位置和姿态。
(二)软件设计1、温度监控程序要实现温度检测模块的功能,需要设计一个监测程序。
该程序将不断更新读取到的模拟信号,并将其转换为数字信号并存储在单片机的RAM中。
当温度超过某一阈值时,单片机会通过灯光控制模块,来控制灯的亮度,从而达到警示效果。
2、湿度监控程序用来实现湿度检测功能的监控程序和温度监控程序类似。
基于单片机AT89S52的红外温度遥测系统设计

现温度数据的接收和显示 。主机与从机之 间的信息交换是 13 串 口一 红 外转 换芯 片 M X 10 . A 3 0 通过 串行通信来实现 。在 采用主从式 串行通信系 统中… ,
5 1系 列 单 片 机 自身 带 有
从机不主动发送命 令或数据 , 一切都 由主机控制 。由于发 具有串行通信接 口可 以很 方便
1 1 主 机模 块 .
外 数据传输功能 。
本 系统 设 计 希 望 利 用 红 外
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主机模块如 图 l 所示 中, 片机 A S 2 单  ̄9 5 作为控制器 , 通信 的方式来完成采集到 的温 开关 s用来控制是 否需 要传送温度参数 , 按下表示需要传 度数据 的传输 , 样就需 要采 这
[ 关键词】 单片机 ; 红外通信; A 3 0 ; M X 10 温度遥测 [ 中图分类号 ] M 6 [ T 74 文献标识码] [ A 文章编号] 63— 7 2 2 1 )4— 0 4— 3 17 0 1 (0 0 0 0 7 0 用单片机实现的检 测系统 中, 数据采集 装置往往 是安 发送红外的 L D发光二极管 , 于发 送要求从机传送温度 E 用 装在环境条件恶劣的现场和野外那些地方不适 合或不方便 参数的呼叫信号 , L D I E 2为接 收红 外的发 光二极管 , R 用于 架设电缆线的地方 。而采集到的数据需要通过传输到手持 接 收 从 机 传 送 来 的 温 度 参 数 , 阵 图 点
第 4期 21 0 0年 7月
湖 南 人 文科 技 学 院学 报
J u n lo n n I s tt fHu nt s c e c n e h oo y o r a fHu a n t u e o ma i e ,S in e a d T c n lg i i
基于DS18820和AT89S52的温度检测系统的设计

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11 S1 1 0 特点 . D 3 的 82
1 )适应 电压范 围较 宽 ,电压范 围 :30 一 .V,在寄生 电源方式 .V 55 下 ,可由数据线供 电;2 独特 的单线接口方式 , S 8 2 ̄ 与单片机连 ) D 1B 0' E 接时仅需要一条 口线即可实现两者间的双 向通信 ;3 测温范围为一 5 ) 5 摄 氏度一 15 氏度 ,固有测温分辨率为0 摄氏度 ;4 可编程的分辨率为 +2摄 . 5 ) 9 l位 ,对应 的可分辨温度分别 为0 、0 5 . 5 . 2摄 氏度 ,可 _2 . . 、0 2 、0 6 5 5 2 1 0 实现高精度测温 ;5 其引脚如图1 ) 所示 ,其中 :G D N :地 ;D :数字 Q 输入输 出;N :空引脚 ; D :可选的V D N :不连接。 C V D D ;D C
传统的单片机温度检测系统用热敏 电阻测量温度 ,须包含模拟测量 电路及AD / 转换电路 ,且占用单片机的引脚 多,有时还需要I 扩展接 口 / 0 芯片 ,器件多 ,电路复杂,降低 了系统 的可靠性。而采用 D L A 公司 A LS 生产的 “ 一线式 ”数字温度传感 器D 1B 0 I S 8 2  ̄ 克服了上述缺点 。使用该 J 传感器和A 8 S 2 T 9 5 单片机 , 使系统测量的精度 、可靠性有一定 的提高 , 外围结构也大为简化。 1概 述
图 2
2 对D 1B 0 ) S8 2 ,此处采用寄生电源方式,电路图如图3 所示。
基于单片机的智能温控系统设计

基于单片机的智能温控系统设计随着科学技术的发展,人们需要更加便捷高效的生活方式。
智能家居作为一种新兴的科技应用,吸引了越来越多的人的关注。
其中,智能温控系统是人们更为关心的一部分,因为温度直接关系到人们的身体健康。
通过单片机技术的应用,可以设计出一种高效智能的温控系统。
一、智能温控系统的设计方案1. 系统硬件设计:主机采用单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成,温度控制功能通过智能继电器,整个系统实现了硬件基础框架。
2. 系统软件设计:主要涉及到单片机程序的编写和控制,具体涉及到诸如温度检测、温度控制、屏幕显示等功能。
3. 系统人机交互设计:通过显示屏幕和按键控制实现人机交互操作。
4. 系统通信设计:通过WiFi模块实现远程通信功能。
二、温度传感器DS18B20的原理及应用DS18B20是一款基于数字信号输出的温度传感器,原理是利用温度对半导体器件的电阻或电压的变化,来达到测量温度的目的。
它具有精度高、响应速度快、口径小的特点,因此常被应用于智能家居领域中的温控系统。
三、智能继电器的原理及应用智能继电器是利用单片机技术,将微处理器县的高低电平输出与继电器的通断控制相结合,达到了计算机智能化的效果。
它的最大优点就是可以通过计算机远程控制,从而实现智能化管理。
在温控系统中,可以根据温度的不同值,实现启动或关闭继电器,调节温度的稳定值。
四、智能温控系统的应用前景智能温控系统作为智能家居领域中的一部分,已经逐渐开始运用到人们的现实生活中。
随着人们对于生活品质的不断提高,智能家居的应用市场不断扩大,而温控系统作为其一部分也将得到更加广泛的应用。
尤其在一些高结构化的场所中,例如办公楼、酒店等场所,都需要通过温度的调节来实现舒适性的提升。
因此,智能温控系统的发展前途广阔。
总之,通过单片机技术的应用,可以实现智能温控系统的设计,这样的设计不仅降低了使用成本,提高使用效率,还具有自动化、智能化、人性化的特点,深受人们欢迎。
基于AT89S52单片机的风扇智能控制系统设计

的系统 。该 系统动作准 确 。 精确 度高 , 能取得 良好 的节 能效 果 。
1系统硬 件 设计 11系统 整体结构框 图 .
本系统 由单片机 、 度传感 器 、 电器 、看 门狗” 温 继 “ 电路 、 鸣器 蜂 及 其他一些 外围器件组成 。 系统 结构框 图如 图 1 所示 。在 系统 中, 单 片机通过 检测温度 传感 器采 集来 的温 度 .作 出相 应的 处理 , 当 温度 高于设 定值 时, 单片机 的 P . 1O引脚输 出低 电平 , 电器线 圈 继 得 电 。 对 应 的常 开触 电闭 合 . 其 电风 扇 电路 导 通 , 电风 扇 开 始 转 动: 当温 度低于设定值 时 , 片机 的 P . 单 1 0引脚 输出高 电平 , 电器 继 线圈 失电 , 对应 的常开触 电打 开 , 其 电风扇 电路 断开 , 电风扇 停止 转动 同时在单 片机的 P _ 17引脚连一 个蜂 呜器 . 当温 度高于 3 或 5 低于 5 氏度时 , 鸣器报 警。在系统 运行过程 中 , 摄 蜂 因干扰 或其他
起程 序跑 飞 而脱 离用 户程 序 。 致 系统无 法正 常完成 任务 。 因此 导 设置 可靠 的 “ 门狗 ” 看 电路 是防止 单 片机 死机 、 高系统 可 靠性 的 提 种 重要手 段。 外 .看 门狗 另 “ 电路 还提供 了掉电保护 功能 。 这里 我们采 用 美 国 D L A A L S公 司的 “ 门狗 ” 看 集成 电路 D 13 , S 2 2 具有 性能可 靠 . 用 简单 。 格低 廉的 特点 , 使 价 应用 在单 片机产 品 中能够
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基于单片机控制的电冰箱温度控制器设计

基于单片机控制的电冰箱温度控制器设计一、设计思路随着人们生活水平的提高,家用电器越来越多,L电器电化智能化的要求也越来越高,本文主要研究在单片机的控制下将传统的机械温控器改成数字温控器,实现智能电子电冰箱的控制。
该电冰箱温度控制器的设计采用基于单片机控制的数字式温度控制方案。
具有温度设置和现场实时温度显示双重功能。
它的控制部分采用了AT89S52单片机,利用该单片机的高速计数器和多达8个比较器来实现精准的温度控制。
显示部分采用流行的LCD1602液晶显示模块,经过优化设计,它的显示效果更加清晰明了。
同时,为了实现温度显示的实时性,采用了DS18B20温度传感器,该温度传感器具有实时监测温度的快速响应能力,精度高,功耗小等特点。
本设计基于调制/解调器设计,实现了用户通过手机APP远程控制电冰箱的温度,方便快捷。
二、设计方案整个数字式控温系统分为数据采集、控制器和显示三个主要部分。
其中,数据采集部分包括温度传感器和电源电路两个主要部分,控制器部分包括单片机和控制电路两个部分,显示部分则使用了LCD液晶显示模块。
1、数据采集温度传感器是整个控温器的核心部件。
它的作用是实时监测冷藏室的温度,并将温度数据反馈给单片机。
本设计采用DS18B20数字式温度传感器,该传感器具有精度高、测量范围广、响应速度快、反应灵敏、稳定性好等优点,因此,在实现控温系统的过程中,采用DS18B20数字式温度传感器具有非常明显的优势。
2、控制器单片机控制系统是数字式控温器的核心部分。
本设计采用了AT89S52单片机,AT89S52是Atmel公司生产的51系列单片机中非常经典的产品,因其深受大多数用户的喜爱。
AT89S52单片机具有8位的数据总线和16位的地址总线,可执行各种运算,具有非常强的数据处理能力。
在本设计中,我们采用了AT89S52单片机的内部计数器和多个比较器来实现精准的温度控制。
3、显示整个数字式控温系统的显示部分采用了LCD1602液晶显示模块。
智能冰箱单片机

基于单片机的智能电冰箱控制系统的设计与实现毕业设计(论文)题目:基于单片机的智能电冰箱控制系统的设计与实现院系:信息工程系专业:电子信息工程班级学号:学生姓名:指导教师:成绩:2012 年 6 月15 日摘要电冰箱已经成为现代每个家庭必备的家用电器。
随着人们生活水平的提高,电冰箱的样式在多样化功能也在智能化。
给人们生活带来很多方便。
本文将详细阐述电冰箱的工作原理。
系统采用AT89S52单片机最为核心控制器,利用温度传感器AD590采集电冰箱冷藏和冷冻室温度,并可在显示器上实时显示温度数值,本系统还设计了按键电路,可以通过键盘设置温度的上下限,并设计了系统超限报警功能、自动启停压缩机制冷功能、开门延时报警功能、自动除霜功能等。
关键字:单片机;电冰箱;温度传感器;温度控制系统AbstractRefrigerator has become a modern each family essential household electrical appliances. As people living standard rise, The style of the refrigerator in various function also is in the intelligent. People's life bring many convenient.This paper describes the working principle of the refrigerator. AT89S52 SCM system adopts the most core controller, Use temperature sensor AD590 to acquisition refrigerators and freezer temperature refrigeration, And on the monitor real-time display temperature value, The system also designed the key circuits, Through the keyboard can be set temperature the upper and lower limits, And design the system function, the automatic alarm overrun refrigeration compressor function, stop and open the door delay alarm function, automatic defrosting.Keyword: SCM; Refrigerator; Temperature sensor; Temperature control system目录绪论 (1)1 智能电冰箱系统的总设计 (4)1.1 系统的硬件设计 (5)1.2 系统的软件设计 (5)1.2.1 单片机系统软件的功能定义 (5)1.2.2 单片机软件系统设计 (5)2 智能电冰箱系统的硬件模块 (6) 2.1 单片机选择介绍 (6)2.2 温度传感器的选择 (10)2.3 A/D转换器的选择 (12)3 智能电冰箱的硬件模块设计 (15)3.1 时钟电路 (15)3.2 复位电路 (16)3.3 功能键及显示电路 (17)3.4 温度检测电路 (19)3.5 冷冻室及冷藏室控制电路 (20)3.6 A/D转换电路 (20)3.7 除霜电路 (21)3.8 报警电路 (22)3.9 电源电压检测电路 (24)4 智能电冰箱系统软件设计 (25)4.1 系统软件概述 (25)4.2 软件编程的总体设计 (25)4.3 部分软件程序 (27)4.4 单片机的系统调试 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A 系统设计原理图 (36)附录B 系统设计原件清单 (37)附录C 系统设计源程序 (38)附录D 元器件实物图 (51)绪论智能电冰箱的发展历史1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。
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万方数据万方数据万方数据万方数据基于AT89S52单片机的温度控制系统作者:王旭阳, 王文哲, Wang Xuyang, Wang Wenzhe作者单位:山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,太原,030006刊名:国外电子测量技术英文刊名:FOREIGN ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY年,卷(期):2009,28(8)被引用次数:0次1.李凤琴.郑耀辉.张宽收全固态高功率连续单横模Nd:YVO4/LBO绿光激光器 2006(03)2.陈友桂.王文哲基于AT89S52的半导体激光器驱动电源设计 2008(05)3.陈光建.贾金玲基于单片机的I2C总线系统设计 2006(06)4.何立民单片机高级教程 20005.李斌.张壹.王文哲高精度数字式激光器恒温控制系统 2006(07)6.刘川来.李康康.刘成才一种组合式温度传感器的研究 2007(05)7.陈慧明.杨灿军.陈鹰一种简易的高精度测温系统研制 2004(04)8.孟凡文NTC热敏电阻的非线性误差及其补偿 2003(05)9.罗小红单片机系统抗干扰浅析 2008(06)1.期刊论文卞永明.谢超.葛凤龙.BIAN Yong-ming.XIE Chao.GE Feng-long基于T89C2051单片机的模数转换模块设计-机电工程技术2009,38(2)设计了一种新型模数转换电路,利用模拟电子元件与单片机配合,在程序控制下进行模数转换,替代传统A/D集成转换电路.本文论述了电路的工作原理,给出了模数转换软件流程.2.期刊论文赵文亮.张之泰.潘宏侠.ZHAO Wen-liang.ZHANG Zhi-tai.PAN Hong-xia基于51单片机的电镀废水处理控制系统设计-化工自动化及仪表2010,37(6)设计了电镀废水处理控制系统,本系统采用MCS-51系列单片机为控制核心,完成电镀废水处理控制系统的设计.详细介绍了利用A/D转换芯片TLC2543进行模数转换,三八译码器74HC138与89S51的接口电路设计,对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述.3.会议论文沈小东.刘倩.邓安仲.李胜波基于单片机片内比较器实现模数转换的原理与设计2006本文提出了基于单片机片内比较器的低成本模数转换的思路,阐述了设计原理和电路,进行了相关的分析和计算,给出了单片机工作的步骤和程序清单,并就构建高精度模数转换进行了分析,提出了注意事项。
4.期刊论文高海军.史军.于会敏.马骥.GAO Hai-jun.SHI Jun.YU Hui-min.MA Ji AT89C2051单片机完成模数转换的新方法-基础自动化2001,8(1)利用AT89C2051单片机内部精确模拟比较器的正向输入(AIN0)和反向输入(AIN1),加以少量 的外围元件实现模数转换。
5.学位论文袁启兵基于单片机的现场多道核能谱数据采集系统研究2003多道核能谱测量技术是用核方法进行物质成分分析和放射性检测的基础。
论文瞄准国内外多道核能谱测量技术的发展趋势,结合现场工作的特点,针对目前现场多道核能谱测量仪器中存在的诸如仪器功耗、重量、体积偏大,不便于现场操作等问题,在多道脉冲幅度分析器以及仪器的单片机机化等方面作了较为系统的研究。
论文对本人所研制的基于单片微机的现场多道核能谱数据采集系统作了较为详尽的论述。
该系统在硬件上以单片机AT89C55为控制核心,以高速低功耗的A/D芯片MAX191作为多道脉冲幅度分析器的模数转换器件,以320×240点阵图形液晶显示屏作为系统的显示器,根据初步的性能测试,系统已经达到预期的设计目标。
同时,为了实现人机交互,系统采用AT89C2051扩展了32键键盘。
在系统的供电方面系统可采用充电电池供电。
总体来说,系统采用按键输入,汉字人机对话,能自动显示和存储测量谱线,并完成数据处理工作,除此之外,系统可通过RS-232C与其它计算机联机使用。
软件系统采用了多种编程语言高级语言C语言和汇编混合编写,充分利用多种语言的混合编程技术以及不同语言的优点,在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。
6.期刊论文韦英华由单片机控制的模数转换系统-科技信息2009,""(31)模数转换系统要通过一定的时序来控制才能正确采样和读写,通过单片机软件编程的方法控制时序可以节约成本,缩小体积,同步性能好,可以进一步提高系统的可靠性.能为以后的光纤传输提供方便.实验证明由单片机软件编程控制的模数转换系统工作的可靠性高,整个系统体积小,并由整机实验证明,系统运行效果良好.7.学位论文孙王强多路微弱电流采集系统设计2007本文详细介绍了多路微弱光电流采集系统的设计方案.传统的电流采集由于反馈电阻参数的分散性及信号放大处理电路中各通道的不均匀性误差对测量结果的准确性有很大影响,基于上述原因,本文提出了电流直接切换方案.通过大量试验选择合适的模拟开关,选择某一路电流后利用精密I/V转换电路,得到相应电压,此方案可从原理上消除I/V转换电路带来的分散性误差.由于模拟开关各通道间寄生电容的存在,在I/V转换时转换电压并不能立即稳定,出现振荡现象,本文分析这一现象,提出电路模型并作出相应的解释.由于上述振荡现象的出现,使每一路信号的采集周期变长,为达到系统指标,利用并行处理思想,用4个I/V转换模块同时工作以降低整个电路的采集时间,使用模拟开关CD4052选择即将达到稳定的电压信号进入采样保持器,在前向通道中采用"流水线"式作业,通过编码电路与可编程控制放大器PGA203实现自动量程转换,不仅提高了模数转换的精度和速度,而且还提高了电路的动态范围和处理速度.比较了89C51与.MSP430单片机的优缺点,由于MSP430内部集成了模数转换、两通道支持异步或同步串行通信接口、支持16位运算并且超低功耗,因此选用以TI公司生产的MSP430F149单片机作为数据采集系统的核心器件,在单片机内部采用滑动平均滤波算法对采集数据作数字滤波处理,利用RS-232实现单片机和PC机的串行通讯.在整个PCB板设计中前向通道与MSP430的高电平电压并不兼容,在产品设计时要转换电平.最后简要说明制作PCB板时的注意事项.上位机使用功能强大的图形化编程工具Labview为数据处理平台,对采集数据作各种指标分析,包括:均值、偏差以及方差计算,线性度分析、均匀性分析、稳定性分析.测试结果表明,该方案能提高系统性能.8.期刊论文李京翠.刘立山.王光.姜旭升.LI Jing-cui.LIU Li-shan.WANG Guang.JIANG Xu-sheng一种低成本、高精度模数转换电路的设计-青岛农业大学学报(自然科学版)2007,24(2)设计了一种新型模数转换电路,利用模拟电子元件与单片机配合,在程序控制下进行模数转换,替代传统A/D集成转换电路.本文论述了电路的工作原理,给出了模数转换软件流程.9.期刊论文王相杰.杨全玖.Wang xiangjie.Yang Quanjiu一种高速模数转换电路在核电子学中的应用-国外电子测量技术2010,29(2)在核探测领域中,需要高速数据采集,而高速模数转换电路是关键.本文介绍了以AVR单片机为控制器,高速模数转换器AD9220为核心的高速模数转换电路的设计与实现,给出该电路在γ射线探测系统中的具体应用.目前其已应用到我校4兆伏静电加速器的核辐射监测系统中.10.学位论文陆松波基于MSP430数字处理心律计的研究2007本设计针对目前市场上所销售的或医疗机构所使用的心律计信号采集不精确且需多次采集、信号放大倍数不够且具有干扰影响、所得心电图形波形具有毛刺、功耗较高等缺点而提出来的。
文中设计了心电放大器的基本电路构成,以及采用TI公司的MSP430系列单片机对心电信号进行模数转换处理的方法,还着重探讨了采用带硬件乘法器的MSP430F449单片机对心电信号进行滤波处理的方法,并给出了相应的实验结果。
人体心肌产生的电信号传导到体表之后,由于在体表分布的不同而产生电位差,将这种电压只有mV级别的电位差放大并绘制成图,就得到了心电图(ECG)。
心电图在心血管疾病的临床诊断中有非常重要的作用。
通常采用的心电图按照导联数分有单导联,三导联,五导联以及十二导联等等;按照精度分常用的有8位和12位精度等等。
单导联,精度低的心电图常用于进行心电监控以及心率测量。
12位高精度的心电图由于可以反映出心电的细微变化,被更加广泛地应用于临床诊断、心电分析等地方。
要把人体心肌产生的电信号进行精确采集,就需要性能优越的传感器,在本次设计中采用0.85UM-0.9UM的红外LED和同样波长的接受器来进行信号采集。
由于心电幅度只有mV量级,需要放大上千倍才能被观察到,并且人体的内阻比较大,因此一个高阻抗、高增益的放大器是准确获取心电信号的关键。
而周围环境中充满了各种各样的电磁干扰,会严重影响微弱的心率信号,而其中最为严重的是市电电源的50Hz(部分国家为60Hz)的干扰(工频干扰)。
如何避免这些干扰也是心电放大器设计所必须考虑的问题。
在本次设计中所设计研究的放大器能很好的满足以上要求。
此外,进行高精度的AD转换也是关键的步骤,功耗也是需要考虑的因素。
TI公司生产的MSP430F43X、MSP430F44X系列微功耗混和信号单片机,由于具有速度快(8MIPS/16bit),集成度高(Flash,RAM,16bitTimer,8通道12bit ADC以及UART等)、极低功耗等特点,因此非常适合于ECG放大器一类的应用。
MSP430F44X系列单片机由于具有硬件乘法器,因此具备一定的DSP功能。
MSP430F44X系列单片机是目前业界功耗最低的,其超低功耗性能是其他产品无与伦比的。
本次设计阐述了该系统的总体结构和工作原理,并对其中的关键硬件芯片MSP430F449进行了介绍和设计,以及分析了系统各部分的设计,最后对该设计系统进行了调试,采集到了图像质量良好的心电图形,具有很好的实用价值。
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