引 言

肺活量可以反映肺的容积和肺的扩张能力, 是评价人体生长发育水平和体质状况的一项常用机能指标, 是各级医院呼吸内科、胸外科、肺科、气管炎专科临床医师的必备仪器。目前仍在使用的传统封闭容积式肺活量计, 读数不方便, 容易造成读数时的视觉误差, 为此, 利用ATMEL 公司的8 位单片机AT mega8 和MOT OROLA 公司的压阻式压力传感器MPX2010DP 设计了电子式肺活量测试仪,为肺活量的测量提供了新方法。

ATmega8 和MPX2010DP 简介A Tmega8 具有8K 字节的系统内可编程FlashROM; 512 字节EEPROM, 1 K 字节SRAM; 23 个通用I/O 口线, 可以输出和吸收大电流, 能够直接驱动LED; 32个通用工作寄存器; 3个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C) , 其使用和51 系列单片机基本相同, 只是T/C 时钟源还可以利用预分频器对于MCU 的时钟进行分频; 片内/ 外中断, 可编程串行U SART; 10 位6 路( TQFP 与MLF 封装为8 路)ADC, 可以节约单片机外的AD 芯片, 使电路更加紧凑, ADC 部分也有自己的预分频器, 它将MCU 的时钟进行分频后提供给芯片内部A/D转换所需的逐次逼近电路做输入时钟; 具有片内振荡器的可编程看门狗定时器, 一个SPI 串行端口。本芯片内部Flash 程序存储器允许通过ISP 或者通用编程器进行编程。ATmega8 使用的C语言编译器有多种, 常见的ICCAVR 可以在相关网站下载。MPX2010DP 是美国MOT OROLA 公司出品的具有温度补偿和标定的压力传感器, 可以测定气体压力, 有正气压和负气压2个接口, 输出电压随正气压和负气压之间的差值的增加而增加, 它们之间呈线性关系 。

此电子肺活量计是一种智能型肺活量测量仪器, 该产品与传统封闭容积式肺活量计相比, 由于采用LED 显示, 读数更方便, 可以直接读取数字值, 从而可以避免视觉误差, 是传统容积式肺活量计的更新换代产品。该电子肺活量计最大测量范围9999ml, 工作温度0~50度 , 储存温度-10~60度 , 用户可以选择用电池或者用交流电源供电。该设备采用带有模数转换功能的单片机ATmega8,由ATmega8 直接完成A/ D 转化功能并且对转换结果进行处理送至LED 显示, 节约了外部的AD 转换器件和电压基准源器件, 简化了电路, 使得仪器的小型化成为现实 。输入信号采集部分通过采用先进的压力传感器MPX2010DP, 使得测量的精度提高。该文还对仪器的标定进行了理论分析, 为产品化提供了依据。由于程序采用C 语言设计, 可读性和可移植性好, 有利于产品的升级换代, 使得仪器具有可扩充性。