Máy Đo Nhip Tim Sử Dùng Vi điều khiển msp430G2553 Đồ Án VI Xử Lý Đại Học Bách Khoa Khoa Điện tử Viễn thông Báo Cáo đồ án Vi Xử lý và máy tính. Nội dung đề tài: Tìm hiểu, thiết kế, tính toán và thi công mạch đo nhịp tim Đề tài gồm có 6 chương: + Chương 1: Tìm hiểu về nhịp tim và các phương pháp đo nhịp tim + Chương 2: Sơ đồ khối, chọn linh kiện + Chương 3: Thiết kế và tính toán sơ đồ mạch + Chương 4: Lưu đồ thuật toán + Chương 5: Thi công mạch +Chương 6:Kiểm tra đánh giá mạch Phương pháp nghiên cứu, thực hiện đề tài: tính toán thiết kế mạch, xây dựng các lưu đồ thuật toán và thi công lắp ráp để kiểm chứng tính đúng đắn của phần thiết kế và các lưu đồ thuật toán đã xây dựng. Kết quả đạt được của đồ án: Thiết kế thi công thành công mạch điện đo nhịp tim và hiển thị lên LED
TÓM TẮT ĐỀ TÀI - Nội dung đề tài: Tìm hiểu, thiết kế, tính toán và thi công mạch đo nhịp tim - Đề tài gồm có 6 chương: + Chương 1: Tìm hiểu về nhịp tim và các phương pháp đo nhịp tim + Chương 2: Sơ đồ khối, chọn linh kiện + Chương 3: Thiết kế và tính toán sơ đồ mạch + Chương 4: Lưu đồ thuật toán + Chương 5: Thi công mạch +Chương 6:Kiểm tra đánh giá mạch - Phương pháp nghiên cứu, thực hiện đề tài: tính toán thiết kế mạch, xây dựng các lưu đồ thuật toán và thi công lắp ráp để kiểm chứng tính đúng đắn của phần thiết kế và các lưu đồ thuật toán đã xây dựng. - Kết quả đạt được của đồ án: Thiết kế thi công thành công mạch điện đo nhịp tim và hiển thị lên LED ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………………...2 TÓM TẮT ĐỀ TÀI …………………………..………………………………………….3 MỤC LỤC……………………………..…………………………………………………4 BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC…………………………………………………….6 Chương 1: Tìm hiểu nhịp tim và phương pháp đo nhịp tim bằng hấp thụ quang học 1.1 Giới thiệu chương …………………………………………………………………….7 1.2 Tìm hiểu về nhịp tim………………………………………………………………….7 1.3 Phương pháp đo nhịp tim bằng hấp thụ quang học…………………………………..8 1.4 Kết luận chương…………………………………………………………………….10 Chương 2: Sơ đồ khối, chọn linh kiện 2.1 Giới thiệu chương……………………………………………………………………11 2.2 Sơ đồ khối và chức năng các khối……………………………………………...……11 2.3 Chọn linh kiện sử dụng cho các khối……………………………………………..….12 2.4 Kết luận chương…………………………………………………………………...…16 Chương 3: Thiết kế và tính toán sơ đồ mạch 3.1 Giới thiệu chương……………………………………………………………………17 3.2 Thiết kế, tính toán khối nguồn………………………………………………………17 3.3 Thiết kế, tính toán khối cảm biến……………………………………………………18 3.4 Thiết kế, tính toán khối lọc và khuếch đại…………………………………..………19 Nhóm 39 Page 2 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH 3.5 Thiết kế, tính toán khối xử lý trung tâm và khổi hiển thị……………………………21 3.6 Kết luận chương…………………………………………………………………...…22 Chương 4: Lưu đồ thuật toán 4.1 Giới thiệu chương……………………………………………………………………23 4.2 Lưu đồ thuật toán chương trình chính………………………………………………..23 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình đếm nhịp tim...........………………………………..24 4.4 Lưu đồ thuật toán hiển thị …...………………………………………………………25 4.5 Kết luận chương……………………………………………………………….……26 Chương 5: Thi công mạch 5.1 Giới thiệu chương……………………………………………………………………27 5.2 Lắp ráp và kiểm tra mạch……………………………………………………….........27 5.3Mô Hình………………………………………………………………………...……28 5.4 Kết luận chương…………………………………………………………………..….28 Chương 6: Kiểm tra và đánh giá 6.1 Kiểm tra……………………………………………………………………………..29 6.2 Đánh giá…………………………………………………………………………......30 6.3 Kết luận và hướng phát triển đề tài………………………………………………….30 PHẦN PHỤ LỤC………………………………………………………………………31 BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC & KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Nhóm 39 Page 3 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Tên đề tài Tên thành viên Lê Văn Trình Máy Đo Nhịp Tim Nguyễn Tùng Dươn Nguyễn Quốc Huy Thời gian Công việc 3/3/2015 4/6/2015 Vẽ layout và thi công phần mạch trung tâm, mạch lọc và khuếch đại. Đo đạc kiểm tra khối mạch lọc và khuếch đại. Viết chương trình phần chương trình chính và chương trình con ngắt và TIMER Vẽ layout và thi công mạch hiển thị. Viết chương trình con hiển thị.Đóng khung mô hình, trang trí. Vẽ layout và thi công phần khối cảm biến và khối nguồn. Đo đạc kiểm tra khối hiển thị. Đóng khung mô hình, trang trí Người thực hiện Mức độ hoàn thành Lê Văn Trình 90% Nguyễn Tùng Dương 90% Nguyễn Quốc Huy 90% Chương 1: TÌM HIỂU VỀ NHỊP TIM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO NHỊP TIM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ QUANG HỌC Nhóm 39 Page 4 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH 1.1 Giới thiệu chương: Chương này sẽ tìm hiểu về nhịp tim và đo nhịp bằng phương pháp hấp thụ quang học. 1.2 Tìm hiểu về nhịp tim: - Khái niệm: Nhịp tim là số nhịp đập của tim trên một đơn vị thời gian, thường được tính và nhịp/phút. Nhịp tim có thể thay đổi theo nhu cầu hấp thụ Oxi và bài tiết CO2 của cơ thể, ví dụ như lúc tập thể dục và lúc ngủ. -Nhịp tim bình thường Đối với người độ tuổi từ 18 trở lên, nhịp tim bình thường khi nghỉ ngơi từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút. Thông thường người càng khỏe mạnh, nhịp tim càng thấp. Một vận động viên chuyên nghiệp khi ở chế độ xả hơi nhịp tim của họ chỉ khoảng 40 nhịp một phút. Ví như nhà vô địch đua xe đạp Lance Armstrong, nhịp tim bình thường của anh là 32 nhịp mỗi phút. Theo cơ quan y tế quốc gia vương quốc Anh, dưới đây là tiêu chuẩn nhịp tim lý tưởng của từng lứa tuổi: Bé sơ sinh: 120-160 nhịp một phút; Bé tuổi từ 1 tháng -12 tháng: 80140; Trẻ từ 1 đến 2 năm: 80-130; Trẻ từ 2 đến 6 tuổi: 75-120; Trẻ từ 7 đến 12 tuổi: 75110; Người lớn từ 18 tuổi trở lên: 60-100; Vận động viên: 40-60. Nhịp tim của chúng ta có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như: Mức độ hoạt động thể chất vào thời điểm đó; Tình trạng sức khỏe; Nhiệt độ môi trường xung quanh; Tư thế (đứng, ngồi, nằm); Trạng thái tinh thần hoặc cảm xúc (ví như sự phấn khích, giận dữ, sợ hãi, lo lắng, và các yếu tố khác đều có thể làm tăng nhịp tim); ảnh hưởng của một số loại thuốc… 1.3 Đo nhịp tim bằng phương pháp hấp thụ quang học: 1.3.1 Cơ sở lý thuyết: Nhóm 39 Page 5 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Khi tim đập, máu sẽ được dồn đi khắp cơ thể qua động mạch, tạo ra sự thay đổi về áp suất trên thành động mạch và lượng máu chảy qua động mạch. Vì vậy, ta có thể đo nhịp tim bằng cách đo những sự thay đổi đó. Hình 1.1: Dạng tín hiệu nhịp tim - Khi lượng máu trong thành động mạch thay đổi sẽ làm thay đổi mức độ hấp thụ ánh sáng của động mạch, do đó khi một tia sáng được truyền qua động mạch thì cường độ ánh sáng sau khi truyền qua sẽ biến thiên đồng bộ với nhịp tim. - Khi tim giãn ra, lượng máu qua động mạch nhỏ nên hấp thụ ít ánh sáng, ánh sáng sau khi truyền qua động mạch có cường độ lớn, ngược lại khi tim co vào, lượng máu qua động mạch lớn hơn, ánh sáng sau khi truyền qua động mạch sẽ có cường độ nhỏ hơn. Nhóm 39 Page 6 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Hình 1.2: Sự hấp thụ ánh sáng của động mạch khi truyền qua ngón tay. - Ánh sáng sau khi truyền qua ngón tay gồm 2 thành phần AC và DC: + Thành phần DC đặc trưng cho cường độ ánh sáng cố định truyền qua mô, xương và tĩnh mạch. + Thành phần AC đặc trưng cho cường độ ánh sáng thay đổi khi lượng máu thay đổi truyền qua động mạch, tần số của tín hiệu này đồng bộ với tần số nhịp tim. => Nếu ta lọc bỏ thành phần DC sẽ thu được tín hiệu AC đồng bộ với tín hiệu nhịp tim. 1.3.2 Vị trí đặt cảm biến: * Yêu cầu: - Phải đặt nguồn phát và nguồn thu để thu được kết quả tốt nhất. - Vị trí dễ dàng đặt cảm biến, khoảng cách thu phát không quá gần cũng không quá xa. => Chọn ngón tay là nơi đặt cảm biến. Hình 1.3: Vị trí đặt cảm biến 1.4 Kết luận chương: Nhóm 39 Page 7 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Từ việc tìm hiểu về nhịp tim và phương pháp đo nhịp tim bằng hấp thụ quang học, ta có thể thiết kế cảm biến ánh sáng để phục vụ cho việc đo nhịp tim. CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ KHỐI, CHỌN LINH KIỆN 2.1 Giới thiệu chương Ở chương trước chúng ta đã được tìm hiểu về nhịp tim con người và phương pháp đo nhịp tim bằng phương pháp quang học. Chương này chúng ta sẽ đi xây dựng sơ đồ khối và chức năng tổng quan của từng khối. 2.2 Sơ đồ khối và chức năng các khối 2.2.1 Sơ đồ khối tổng quan: KHỐI CẢM BIẾN NHỊP TIM Nhóm 39 KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM Page 8 KHỐI NGUỒN CUNG CẤP KHỐI HIỂN THỊ KHỐI LỌC VÀ KHUYẾCH ĐẠI ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Hình 2.1: Sơ đồ khối 2.2.2 Chức năng các khối: - Khối cảm biến nhịp tim: cảm biến nhịp đập của tim. - Khối lọc và khuếch đại: Lọc tín hiệu DC và khuếch đại tín hiệu để đưa vào vi điều khiển xử lý - Khối xử lý trung tâm: dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt động của hệ thống và chuyển đôi ADC. - Khối hiển thị: hiển thị kết quả. - Khối nguồn : cung cấp nguồn cho các khối khác. 2.3 Chọn linh kiện sử dụng cho các khối: 2.3.1 Chọn vi điều khiển cho khối xử lý trung tâm: *Chọn vi xử lý MSP430G2553: - Là loại vi xử lý khá phổ biến dễ tìm mua ở thị trường Đà Nẵng - Đã được học về lý thuyết và thực hành ở trường Nhóm 39 Page 9 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Giá thành phù hợp. Hình 2.2:Sơ đồ chân MSP430G2553 *Giới thiệu tổng quan về vi xử lý MSP430G2553: Các dòng vi điều khiển msp430 này do hãng TI ( Texas Instruments) sản xuất. Vi điều khiển( Micro controller unit – MCU ) là đơn vị xử lý nhỏ, nó được tích hợp toàn bộ các bộ nhớ như ROM , RAM , các port truy xuất , giao tiếp ngoại vi trực tiếp trên 1 con chip hết sức nhỏ gọn. Được thiết kế dựa trên cấu trúc VON-NEUMAN , đặc điểm của cấu trúc này là chỉ có duy nhất 1 bus giữa CPU và bộ nhớ (data và chương trình) , do đó mà chúng phải có độ rộng bit tương tự nhau. MSP430 có một số phiênbản như: MSP430x1xx, MSP430x2xx, MSP430x3xx, MSP430x4xx, MSP430x5xx. Dưới đây là những đặc điểm tổng quát của họ vi điều khiển MSP430: + Cấu trúc sử dụng nguồn thấp giúp kéo dài tuổi thọ của Pin -Duy trì 0.1µA dòng nuôi RAM. -Chỉ 0.8µA real-time clock. -250 µA/ MIPS. Nhóm 39 Page 10 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH + Bộ tương tự hiệu suất cao cho các phép đo chính xác -12 bit hoặc 10 bit ADC-200 kskp, cảm biến nhiệt độ, Vref , -12 bit DAC. -Bộ giám sát điện áp nguồn. + 16 bit RISC CPU cho phép được nhiều ứng dụng, thể hiện một phần ở kích thước Code lập trình. -Thanh ghi lớn nên loại trừ được trường hợp tắt nghẽn tập tin khi đang làm việc. -Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện và giảm giá thành. -Tối ưu hóa cho những chương trình ngôn ngữ bậc cao như C, C++ -Có 7 chế độ định địa chỉ. -Khả năng ngắt theo véc tơ lớn. + Trong lập trình cho bộ nhớ Flash cho phép thay đổi Code một cách linh hoạt, phạm vi rộng, bộ nhớ Flash còn có thể lưu lại như nhật ký của dữ liệu. Nhóm 39 Page 11 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Sau đây là bảng chức năng của mỗi chân: Nhóm 39 Page 12 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Hình 2.3.a:Bảng chức năng mỗi chân của MSP430G2553 Hình 2.3.b:Bảng chức năng mỗi chân của MSP430G2553 Nhóm 39 Page 13 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH 2.3.2 Chọn LED 7đoạn hiển thị kết quả: Ta chọn 3 Led 7 đoạn để hiển thị số nhịp tim trên 1 phút 2.3.3 Chọn linh kiện khối cảm biến nhịp tim: - Led phát: chọn led phát hồng ngoại 5mm. - Led thu: photo diode 5mm. 2.3.4 Chọn linh kiện khối lọc và khuếch đại: - Với yêu cầu số Opamp sử dụng là 3, ta chọn IC LM358. 2.3.4 Khối nguồn: Ta sử dụng nguồn pin 9V , dùng LM7805 ổn áp ở mức 5V để cung cấp cho mạch, dùng 3diode để giảm áp xuống còn 3.3V cấp riêng cho vi điều khiển 2.4 Kết luận chương: Quá trình xây dựng sơ đồ khối là việc làm đầu tiên và có lẽ là quan trọng nhất của bất kì đồ án nào. Nó cho ta thấy rõ được tính khả thi cũng như cái nhìn trực quan nhất về những việc mình cần làm tiếp theo. Nhóm 39 Page 14 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Chương 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 3.1 Giới thiệu chương: - Quá trình xây dựng bước đầu và nền tảng lý thuyết đã cho ta thấy được tính khả thi của đồ án. - Việc thiết kế và tính toán mạch tốt sẽ tạo thuận lợi cho việc thi công mạch sau này. 3.2 Thiết kế, tính toán khối nguồn: 3.2.1 Sơ đồ mạch: Hình 3.1: Khối nguồn 5V 3.2.2 Tính toán linh kiện: Như đã nói ở trên, để thuận tiện, trong đồ án này ta sử dụng nguồn Pin DC 9V và ổn áp L7805 để cấp nguồn cho toàn mạch. Dùng Tụ C7 để lọc tín hiệu ngõ vào, chọn giá trị là 0.1uF Dùng tụ C8=0.1uF và tụ C9=1000uF để lọc tín hiệu ngõ ra Nhóm 39 Page 15 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH 3.3 Thiết kế, tính toán khối cảm biến: - Khối cảm biến ở đây ta dùng là 2 con led thu phát hồng ngoại. - Đặc điểm của thu phát hồng ngoại là ít bị nhiễu, tín hiệu thu phát tốt hơn so với dùng led siêu sáng. Giá thành rẻ, dễ mua, dễ sử dụng. 3.3.1 Sơ đồ mạch: Hình 3.2: Sơ đồ mạch khối cảm biến. 3.3.2 Tính toán linh kiện: - Chọn Vcc=5v - Để đảm bảo led hồng ngoại phát đủ sáng, chọn dòng phân cực cho led = 20mv - Điện áp rơi trên D1 là 2V - Điện áp trên R1 : VR1 = Vcc-VD1 Nhóm 39 Page 16 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH = 5- 2 = 3 v R1=VR1/R1 = 3/ (20 * 10^-3) = 150Ω Chọn R1= 150 Ω - Tín hiệu thu được để đưa vào tầng lọc và khuếch đại phụ thuộc vào giá trị của R2. Chọn R2 khoảng vài chục kΩ . => Chọn R2 = 33k Ω 3.4. Thiết kế, tính toán tầng lọc và khuếch đại: 3.4.1 Sơ đồ mạch: Hình 3.3: Sơ đồ mạch khối lọc và khuếch đại. 3.4.2 Tính chọn linh kiện: - Để khuếch đại lên nhiều lần ta sử dụng các bộ khuếch đại.ta mắc các opamp nối tiếp nhau. - Sử dụng 2 bộ lọc RC để khuếch đại và lọc tín hiệu và 1 bộ đệm để ỏn định tín hiệu và nâng dòng. Nhóm 39 Page 17 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH + Nhịp tim con người ở trạng thái bình thường từ 60 – 160 nhịp .tuy nhiên với các vận động viên thì nhịp tim từ 40- 60 nhịp, đối với những người có bệnh về tim mạch thì nhịp tim dao động từ 40- 160 nhịp. Do vậy ta thiết kế bộ lọc có thể đo được tần số 40/60 < f tim< 160/60 0,67 < ftim< 2,67 hz + (R3, C1) tạo thành bộ lọc thông cao với tần số cắt f1=0,67 hz F1 = = 0,67 R3*C1 =0,23 Chọn C1= 4,7 uF suy ra R3 = 48 K Chọn R3= 47K + (R5, C2) tạo thành bộ lọc thông thấp với tần số cắt f2= 2,67 hz F2= = 2,67 hz R5*C2 = = 0,059 Chọn C2= 100nF suy ra R5= 680K + chọn hệ số khuếch đại của tầng khuếch đại opamp là 101 lần K1 = +1 = 101 lần Suy ra R5= 100 R4 Chọn R4 = 6,8 k suy ra R5= 680k - Sử dụng tầng khuếch đại OPAMP2 tương tự. Vậy hệ số khuếch đại của 2 tàng khuêch đại sẽ là tích của mỗi tầng. K=K1 * K2 = 101 * 101 = 10100 lần. Nhóm 39 Page 18 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Tín hiệu vào sẽ khoảng vài mV được khuếch đại lên cỡ vài volt để đưa vào vi điều khiển để xử lý. - Chọn R9= 220 Ω để phân cực cho Led D3 3.5 Thiết kế, tính toán khối xử lý trung tâm và khổi hiển thị 3.5.1 Sơ đồ mạch: Hình 3.4: Sơ đồ mạch khối xử lý trung tâm và hiển thị 3.5.2 Tính toán: - Các Diode D4,D5,D6 dùng để hạ điện áp từ 5V xuống 3,3V cung cấp cho MSP430 -Chọn loại Diode 1N4007 để được sụt áp trên 1 diode khoảng 0.6V -Các BJT Q1 Q2 Q3 để điều khiển ON/OFF cho các led 7 đoạn, sử dụng transitor loại PNP, transitor này nhận dòng điều khiển từ một ngõ ra của Vi điều khiển, led 7 đoạn sẽ được ON khi tín hiệu từ vi điều khiển đến transitor ở mức 0. Ở đây ta chọn BJT A1015 Nhóm 39 Page 19 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Các điện trở R8, R9, R10 có giá trị 4.7K và điện trở treo R11, R12, R13 có giá trị 4.7K đảm bảo transitor luôn hoạt động ở chế độ ngắt/dẫn(đảm bảo khi led 7 đoạn đang ở trạng thái OFF sẽ bị tắt hoàn toàn, không bị sáng mờ mờ). 3.6 Kết luận chương Ở chương này chúng ta đã xây dựng được mạch nguyên lý cho đồ án.Tính toán được chi tiết các linh kiện cần sử dụng. Chương 4: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 4.1 Giới thiệu chương: Nhóm 39 Page 20 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Chương này sẽ xây dựng lưu đồ thuật toán đo tần số nhịp tim sử dụng vi điều khiển từ đó lập trình cho vi điều khiển bằng ngôn ngữ lập trình C. 4.2 Lưu đồ thuật toán chương trình chính: Begin Khởi tạo các biến Lấy dữ liệu từ chương trình con xử lý ngắt Tính toán tần số nhịp tim Hiển thị lên led 7 đoạn Hình 4.1: Lưu đồ thuật toán chương trình chính 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình ngắt đếm nhịp tim: Nhóm 39 Page 21 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Bắt đầu S P2.0=0? Bắt đầu Đ Tách số hàng trăm, chục , đơn vị Tăng biến đếm Đ i=0 Xóa cờ ngắt IFG i[...]... từ đó lập trình cho vi điều khiển bằng ngôn ngữ lập trình C 4.2 Lưu đồ thuật toán chương trình chính: Begin Khởi tạo các biến Lấy dữ liệu từ chương trình con xử lý ngắt Tính toán tần số nhịp tim Hiển thị lên led 7 đo n Hình 4.1: Lưu đồ thuật toán chương trình chính 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình ngắt đếm nhịp tim: Nhóm 39 Page 21 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Bắt đầu S P2.0=0?... led 7 đo n đang ở trạng thái OFF sẽ bị tắt hoàn toàn, không bị sáng mờ mờ) 3.6 Kết luận chương Ở chương này chúng ta đã xây dựng được mạch nguyên lý cho đồ án. Tính toán được chi tiết các linh kiện cần sử dụng Chương 4: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 4.1 Giới thiệu chương: Nhóm 39 Page 20 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Chương này sẽ xây dựng lưu đồ thuật toán đo tần số nhịp tim sử dụng vi điều... hoạt, phạm vi rộng, bộ nhớ Flash còn có thể lưu lại như nhật ký của dữ liệu Nhóm 39 Page 11 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Sau đây là bảng chức năng của mỗi chân: Nhóm 39 Page 12 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Hình 2.3.a:Bảng chức năng mỗi chân của MSP430G2553 Hình 2.3.b:Bảng chức năng mỗi chân của MSP430G2553 Nhóm 39 Page 13 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH –... 39 Page 25 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Điện áp sau khi khuếch đại tầng thứ 2 và đưa vào vi điều khiển khoảng 2,2 – 3,3 V 5.3 Mô Hình: Hình 5.4: Mô hình Máy Đo Nhịp Tim 5.4 Kết luận chương: Sau khi thi công lắp ráp và kiểm tra mạch, thấy mạch hoạt động khá giống với lý thuyết tính toán Chương 6: KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ 6.1 Kiểm tra: Nhóm 39 Page 26 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH –... sau khi chạy bộ 100m Giới Tính 6.2 Đánh giá: Nhóm 39 Page 27 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Nhịp tim người sức khỏe bình thường từ 60-100 lần/ 1 phút Máy đo nhịp tim - đã hiển thị đúng số nhịp tim trong 1 phút Nhịp tim người buổi trưa đập nhanh hơn buổi sang và buổi tối do nhiệt độ buổi trưa lớn hơn nên tiêu hao năng lượng nhiều hơn nên tim đập mạnh hơn để bơm - oxy Tương tự,... 101 = 10100 lần Nhóm 39 Page 18 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Tín hiệu vào sẽ khoảng vài mV được khuếch đại lên cỡ vài volt để đưa vào vi điều khiển để xử lý - Chọn R9= 220 Ω để phân cực cho Led D3 3.5 Thiết kế, tính toán khối xử lý trung tâm và khổi hiển thị 3.5.1 Sơ đồ mạch: Hình 3.4: Sơ đồ mạch khối xử lý trung tâm và hiển thị 3.5.2 Tính toán: - Các Diode D4,D5,D6 dùng để... Lưu đồ thuật chương trình ngắt Tắt hiển thị hàng trăm Hiển thị hàng chục Delay Tắt hiển thị hàng chục Delay Hiển thị hàng đơn vị 4.4 Lưu đồ thuật toán chương trình hiển thị (quét led): Delay Tắt hiển thị hàng đơn vị Nhóm 39 Kết thúc Page 22 i++ ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH S Đ Hình 4.3: Lưu đồ thuật toán chương trình hiển thị 4.5 Kết luận chương: Nhóm 39 Page 23 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ... MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Sau khi xây dựng sơ đồ thuật toán, ta có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình C để vi t chương trình cho vi điều khiển Có thể sử dụng một số phần mềm biên dịch phổ biến khi lập trình cho MSP430 như ASM, C++… Chương 5: THI CÔNG MẠCH 5.1 Giới thiệu chương: Nhóm 39 Page 24 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Sau khi thực hiện vi c tính toán thiết kế và vi t... áp xuống còn 3.3V cấp riêng cho vi điều khiển 2.4 Kết luận chương: Quá trình xây dựng sơ đồ khối là vi c làm đầu tiên và có lẽ là quan trọng nhất của bất kì đồ án nào Nó cho ta thấy rõ được tính khả thi cũng như cái nhìn trực quan nhất về những vi c mình cần làm tiếp theo Nhóm 39 Page 14 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Chương 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 3.1 Giới thiệu chương: - Quá... //50ms } void tattimer() { 41 42 // CCR0 interrupt enabled TA0CTL = 0X00; } 43 #pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR 44 interrupt void Timer_A (void) 45 { 46 if(k ... Page ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - Từ vi c tìm hiểu nhịp tim phương pháp đo nhịp tim hấp thụ quang học, ta thiết kế cảm biến ánh sáng để phục vụ cho vi c đo nhịp tim. .. 17 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH + Nhịp tim người trạng thái bình thường từ 60 – 160 nhịp nhiên với vận động vi n nhịp tim từ 40- 60 nhịp, người có bệnh tim mạch nhịp tim. .. VỀ NHỊP TIM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO NHỊP TIM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ QUANG HỌC Nhóm 39 Page ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH – BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH 1.1 Giới thiệu chương: Chương tìm hiểu nhịp tim đo nhịp