基于單片機的人體阻抗測量系統

引 言

　　醫學阻抗測量是利用生物組織與器官的電特性及其變化，提取與生物體生理、病理狀況相關的生物醫學信息的一種檢測技術。它通常借助于驅動電極向檢測對象送入一微小的交變電流(或電壓)信號，同時測量兩極的電壓(或電流)信號，從而計算出相應阻抗，然后應用于不同目的。

　　本設計利用MSP430F149自帶的串口通過RS485進行遠距離實時傳輸，上位機可將實時數據進行曲線繪制、數據保存等處理。

　　1 系統結構

　　系統采用TI公司的MSP430F149單片機。該單片機有60 KB Flash、2 KB RAM，具有強大的數據處理能力。單片機通過向AD9852發送頻率字、幅度字從而控制正弦波的頻率、幅度。正弦波經過電流轉電壓、功率放大等電路作用后，經過線圈T1隔離作用于人體，同時由線圈TFl和T2感應出的電流、電壓相對量，經過程控放大器和真有效值轉換后，進入單片機，進行A/D轉換。單片機根據電流、電壓值計算出電阻，再通過串口傳輸給PC機。其系統結構框圖如圖1所示。

　　2 硬件電路

　　2.1 單片機控制AD9852電路

　　如圖2所示，單片機P1.O～P1.7，通過復用與AD9852數據、地址引腳相連，P2.3～P2.7與AD9852五個較重要的控制引腳相連接。單片機主要是通過向DDS輸出幅度字、頻率字來控制AD9852產生的正弦波的頻率和幅度。

　　2.2 電流、電壓測量電路

　　圖3所示為電流測量電路原理。為了在不同幅度下都能準確測量電流，在峰一峰值轉有效值電路前加了一片程控放大器，單片機通過輸出增益控制使得即使前端電壓很小時也能將其提高到一定程度，達到準確測量的目的。同樣，在電流測量電路中，也使用了同樣的原理圖。