1。3  本论文的主要工作 

根据调研和收集大量的资料来对睡眠呼吸监测仪的优缺点比较，来确定该系统的任务和目的。通过确定需要采集的呼吸状态信号，并设计出一种便携式，成本低，性价好的方案。本次论文根据适当的设计方案给出睡眠呼吸监测仪的主要思路与基本的原理。针对这一方案，从以下的功能着手设计睡眠呼吸监测仪。

第一步：选择合适的信号采集传感器。按照系统的采集要求，选择适当的传感器，并掌握传感器的使用方法。

第二步：通过开发板上的一个键盘输入设置人体的呼吸信号。了解键盘的输入功能。

第三步：对采集到的呼吸信号处理分析，判断呼吸有没有不正常。呼吸不正常时，则该监测仪还需要具有报警的功能。

第四步：需要单片机与上位机人机交互，并让上位机通过LabVIEW软件进行监测画面显示与记录数据。

第五步：该系统的成本应该控制在合理的价格内。

睡眠呼吸监测仪的设计功能是由每个模块组合在一起而成的，因此各个模块之间的调试是缺少不了的。根据上面监测仪的各种讨论，为了使得系统能够很好的运行，来调试各个模块。调试的主要内容包括：硬件调试与软件调试。在调试中总会出现各种的问题，但是只有不断地实验，才能得到自己需要的，这对以后的学习是很重要的。

2 硬件设计

2。1  监测仪系统设计硬件要求

该监测仪的设计主要是监测患者睡眠时的呼吸状态，通过单片机与上位机的人机交互，并且在上位机上通过LabVIEW软件进行画面监测与实时的数据记录。其中通过键盘输入来设置给定信号，来监测呼吸状态，如果呼吸发生异常的时候，该系统就需要有蜂鸣器报警并振动的功能，并在液晶屏上显示时间。综合考虑，系统的硬件要求有：控制单元，信号处理单元，电源单元，键盘输入单元，报警单元，LCD1602液晶显示单元，通信单元。如图2-1所示。论文网

图2-1 系统的结构图

2。2  各个模块的硬件设计

2。2。1  单片机的最小系统

本次设计用的单片机最小系统它的单片机芯片是89C51，因为学习的都是51单片机，故对51单片机比较熟悉，用起来可能会好一些。其中在89C51单片机中需要电源部分、复位电路部分、晶振电路部分。在单片机中，复位电路是非常有用的，在程序运行不正确的时候，这时就可以按复位键复位，这在各个模块调试和检测问题中起到很好的作用。而晶振电路可以消除系统上电时所产生的扰动问题，这样可以使得系统的性能更好，同时更容易使用，且成本低。在此次设计中把89C51单片机作为中心部分，通过键盘输入给定信号，判断呼吸是否异

常，当呼吸异常的时候，在液晶屏上显示呼吸异常的时间，蜂鸣器报警并振动。同时通过单片机与上位机进行PC通信，将收集的信号通过单片机传输给上位机，让上位机实时监控和记录。如图2-2所示。

图2-2  单片机的最小系统

2。2。2  电源单元

电源是系统供电的关键，同时也困扰着系统，所以电源电压的设计很是重要。在睡眠呼吸监测仪中各个模块所需要的电压都不相同，给单片机和LCD1602液晶等各部分的电路提供一个5V的电源，如下图所示。呼吸监测仪设计中将220V交流电经过变压器处理，然后像图中所示经过连接的四个二极管整流，然后得到系统要求的直流电压。在其中用到了7085构成的稳压电路部分，它可以提供很多种固有的输出电压，内部含有过流与过载还有过热的保护电路，应用的范围比较广。如图2-3所示。