生物医学传感器实验指导书..doc

YJ-02型医学电子教学仪器综合实验箱 实 验 指 导 书 中国科学院 安徽中科智能高技术有限责任公司 目录 第一部分 综合实验箱简介 2 第二部分 实验项目 4 实验一 温度测试 4 实验二 心血管参数测试 9 实验三 肺功能参数测试 21 实 验 四 握力测试 30 实验五 血压测试 34 实验六 心电测试 39 第三部分 附录 48 一、心血管参数测试 48 二、肺功能参数测试 50 三、血压测量 52 四、接口器件--PDIUSBD12USB 55 五、软件及USB驱动安装 65 YJ-02型医学电子教学仪器 第一部分 综合实验箱简介 YJ-02型医学电子教学仪器综合实验箱以高性能的W78E516单片机作为核心控制器件，配以外存储器、接口器件、模/数转换等电路实现模拟信号的采集、转换和处理，以及各种状态的检测和控制。 实验箱由温度测试、心血管功能测试、肺功能测试、握力测试、血压测试、心电测试、脉搏波波速测试、血氧饱和度测试等实验组成，实验箱采用模块设计。主板电路布局见图1.1。主板包含血压测试、心电测试两个实验模块。所有实验均由单片机配合程序分别控制完成，实验数据通过USB口上传到PC机。实验箱右侧上方有一个通讯指示灯(LED)，当实验箱与PC机联机通讯成功时通讯指示灯点亮，表示实验箱与PC机处于联机通讯测试状态。实验箱应用软件应用于32位win9X或Win2000或WinXP平台，显示器屏幕推荐分辨率为1024*768，实验数据、曲线和参数均可在PC机上显示和保存。 图1.1 电路布局图 本实验箱供电电源为直流+10V～+18V/1A，由外部提供。在实验前，用导线将电源引入实验箱左上侧的两个标有+15V和GND字样的接线柱，正端接红色接线柱，负端接黑色接线柱。 打开PCB板上的电源开关，电源指示(绿色)灯亮，表明电源接通，可以正常操作。当出现异常时，应首先关闭电源，再检查相关电路，正常后再重新开启电源。实验前用USB连接线将实验箱的USB口与PC机USB口相连。在PC机退出联机通讯操作之前，不要关闭实验箱电源。 【实验时，严禁带电装卸集成电路或更换元器件。严禁在联机通讯状态带电拔USB通讯线。拔传感器时，不要用手直接拉传感器线，应握住传感器根部插头拔除。禁止将插线或其它导体放置于实验箱PCB板上，以免造成短路，损坏器件。】 第二部分 实验项目 实验一 温度测试 一、实验目的 了解PT1000温度传感器的特性及使用方法。 掌握温度测试电路的原理及设计方法。 二、实验内容 利用铂电阻温度传感器PT1000构成的测温电路，将测得的温度信号送入单片机处理，所测得的温度值在PC机上实时显示，温度值范围为0℃～100℃。 三、实验原理 图2.1 温度测试电路原理图 1、温度测试电路原理图如图2.1。 2、温度传感器由铂电阻PT1000构成，铂电阻一般以0.03～0.07mm的纯铂丝绕在平板型支架上，用银导线作引出线。铂电阻属无源器件，性能比较稳定。PT1000是铂电阻温度传感器，它适用于测量-60℃到+400℃之间的温度。 PT1000在0℃时，阻值为1000Ω，随着温度的变化电阻值成线性变化，温度每变化1℃，电阻值相应变化3.90Ω。 3、测温电路为恒流电路，即流经Rt的电流是恒定的。当温度变化时，PT1000温度传感器的电阻值相应变化，由于流经温度传感器的电流不变，其上电压随着阻值的变化而变化,TEPvb点的电压值亦随着变化，它反映的就是温度变化状况，后边由R85,R86,RW8和运放组成的电路将TEPvb点的电压放大到0-5V范围内供A/D转换电路进行转换。 在图2.1中，假定U29的反相输入(2脚)电压为e1, 流经Rt的电流是i1，则有以下公式成立： i1=(Vin-e1)/R84 --------式 2.1 式中： Vin为2.5V TEPvb=e1-(Vin-e1)/R84*Rt --------式 2.2 4、表征温度的电压量送入模/数转换电路，MCS-51内的温度测试功能模块将其转换成数字量，经过处理换算，在PC机上显示其温度值。 四、实验步骤 温度测试电路布局如图2.2。 图2.2 温度测试电路布局图 1、用连接线将主板和模板相连，连接方法是：将扁平连接线两头的插头分别对应的插到主板和模板上的插座上，如图2.3所示，主板插座与其相同： 图2.3 模板插座示意图 RW8是调整放大倍数的电位器，用电阻表测量RW8的阻值是否为5K左右，若偏离则调整RW8为