Структурная схема преобразователя

Микропроцессорный измерительный преобразователь биоэлектрических сигналов

Введение

микроконтроллер mathcad алгоритм преобразователь

Микропроцессор (МП) играет такую же роль в вычислительной технике, как и центральный процессор ЭВМ. Высокая серийность и надежность МП при малых габаритных размерах и низкой стоимости аппаратуры, разработанной на их основе, делает возможным их широкое распространение в медицинских приборах и системах.

На основе МП могут быть построены вычислительные и управляющие устройства, позволяющие автоматизировать практически все процессы в медицине: прием больного на учет в поликлинике и выделение места в больнице; ведение истории болезни; обработка данных осмотра и опроса больного; проведение функциональной диагностики и клинико-лабораторного анализа; контроль за состоянием больных и их лечением.

Среди многочисленных применений МП в медицинских приборах и системах можно выделить два основных направления, оказавшихся наиболее плодотворными.

Первое направление заключается в усовершенствовании медицинских диагностических приборов с целью уменьшения объема рутинных операций и упрощения взаимодействия с прибором неквалифицированного персонала. Для этого в приборах автоматизируется функции управления, улучшается формы представления выходных данных за счет применения отображения текста и графиков на дисплее прибора, осуществляется контроль корректности ввода данных и обеспечивается самоконтроль неисправностей. Это направление затронуло практически все виды медицинских диагностических приборов.

Второе направление связано с автоматизацией сбора, обработки, передачи и анализа биологических сигналов. Автоматический анализ биологических сигналов находит применение в клинической медицине для функциональной диагностики и автоматизированного наблюдения за больными, профилактической медицине при профосмотрах и массовых обследованиях населения, авиакосмической и спортивной медицине для контроля состояния человек, находящегося в экстремальных условиях, и т.п.

Большинство медицинских сигналов по своей природе являются непрерывными (аналоговыми). Широкое применение цифровых устройств и компьютеров для обработки медико-биологических сигналов невозможно без применения устройств преобразования аналоговых сигналов в цифровые, то есть без преобразователей биоэлектрических сигналов.

Применение МП позволило решить одновременно задачи обработки биосигналов и взаимодействия персонала с системой. В связи с важностью контроля состояния сердечной деятельности наиболее часто используется автоматический анализ биопотенциал сердца в реальном масштабе времени.

На основе микропроцессоров могут быть построены вычислительные и управляющие устройства, позволяющие автоматизировать практически все процессы в медицине: ведение истории болезни, обработка данных осмотра и опроса больного, проведение функциональной диагностики и клинико-лабораторного анализа, контроль за состоянием больных и их лечением.

Измерительный преобразователь биоэлектрических сигналов.

Измерительный преобразователь биоэлектрических сигналов используется для регистрации физиологических параметров пациента и передачи их в ПК для последующей реализации методик лечения по методу биологической обратной связи (БОС) в центрах реабилитации и профилактики, в учебных заведениях. Диапазоны измерения: ЧСС от 20 до 200 1/мин, погрешность 1 1/мин; ЧД от 10 до 120 1/мин, погрешность 1 1/мин; сопротивления кожного покрова от 10 до 500 кОм, погрешность 5%; температуры от 34 до 40⁰С, погрешность 0,1⁰С.

В данной курсовой работе в первом разделе описаны схемы преобразователя: структурная, функциональная и принципиальная; во втором разделе архитектура микроконтроллера ADuC816; в третьем - аналитическое описание задания; в четвёртом - модульный принцип программирования; в пятом - отладка системы в целом; в шестом и седьмом рассмотрены внутрисхемное программирование и подпрограмма конфигурирования контроллера.

Структурная схема преобразователя

В данной курсовой работе рассматривается усилитель биоэлектрических сигналов. Структурная схема представлена на рисунке 1.

Для преобразования измеряемой величины нам потребуется преобразователь, микроконтроллер и усилитель мощности. Первичный измерительный преобразователь необходим для того, чтобы преобразовать измеряемую величину (температуру) в напряжение. Затем сигнал поступает на микроконтроллер и проходит необходимую обработку. Обработанный сигнал поступает на усилитель мощности, который необходим для согласования сигнала с последующими устройствами, например, с устройством отображения.

где АЦП - аналогово-цифровой преобразователь

Порт ввода - по этому порту исходные данные передаются в вычислитель

Вычислитель - производит математическую обработку исходных данных

Порт вывода - по этому порту передаются выходные данные

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

x ( t ) - непрерывный входной сигнал

y ( t ) - непрерывный сигнал на выходе ЦАП

h - интервал (период) дискретизации