专利名称：并行接口生物阻抗采集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诊断目的的探测装置，尤其涉及一种并行接口生物阻抗采集器。
背景技术：
大量的研究表明生物体表的阻抗与生物生命状况存在一定关联，因此搜集生物的阻抗信息成为这类研究的首要工作。不少涉及生物体表阻抗的采集仪器通过计算机接口将采集到的数据传送给计算机进行分析处理，如发明人李江的另一个专利ZL 03227978.7采用了串行接口传输数据，然而不少笔记本电脑上并没有串行接口。发明人李江的另一个申请ZL 03255352.8采用了通用串行接口传输数据，但是需要安装驱动程序，稍显繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种并行接口生物阻抗采集器，采用单片机测量生物体表在低压正弦波激励下的阻抗，并通过并行口与计算机交互数据。
本发明采用的技术方案如下一、本发明它包括电源电路、正弦波发生电路、测试电极、单片机系统电路、接口信号切换电路组成；电源电路分别与正弦波发生电路、单片机系统电路和接口信号切换电路相连，正弦波发生电路与测试电极相连，单片机系统电路分别与测试电极和接口信号切换电路相连，接口信号切换电路分别与打印机或扫描仪和经并行口与PC计算机相连。其中1)电源电路包括MAXIM公司的电源芯片MAX681和电容Ca，Cb，Ce；2)正弦波发生电路包括电阻R1，R2和电容C1的集成电路ICL8038，一个运算放大器LM358；3)测试电极一种形式为测试电极的信号端子SO与正弦波发生电路相连，测试电极的信号端子SI与放电电路相连；或另一种形式为测试电极的信号端子SO与正弦波发生电路相连，另一种形式的测试电极的信号端子SI与放电电路相连，另一种形式的测试电极的信号端子SELA、SELB、SELC与单片机系统电路相连；4)一种单片机系统电路包括W78E52单片机IC5，晶体振荡器Y1与电容C5，C6组成的振荡电路，电阻R8电容C7组成的上电复位电路，快速AD转换芯片MAX114 IC30；单片机系统电路的信号端子SI与测试电极或另一种形式的测试电极相连；单片机系统电路的信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极相连，单片机系统电路的信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路相连。
5)接口信号切换电路包括数据选择器芯片74F157 IC6，25针DB25端口JPC和JPRINTER；接口信号切换电路端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与单片机系统电路的相应端子相连。
二、本发明或者在单片机系统电路与测试电极间，单片机系统电路经放电电路、整流电路和测试电极相连。其中1)整流电路包括采样电阻R7，二极管D1与电容C2构成的一个半波整流电路；2)放电电路一种形式为包括放电电阻R6，DCIN端与整流电路相连，DCIN1端与单片机系统电路相连；或另一种形式为包括电阻R20和多路开关集成电路4053，放电电路的信号端子DCIN与整流电路相连，放电电路的信号端子DCIN1端和SEL端与单片机系统电路相连；3)另一种单片机系统电路，包括W78E52单片机IC5，晶体振荡器Y1与电容C5，C6组成的振荡电路，电阻R8和电容C7组成的上电复位电路，AD转换芯片ADC0809 IC3；单片机系统电路的信号端子DCIN1与一种放电电路相连，或单片机系统电路的信号端子DCIN1、SEL与另一种形式的放电电路相连；单片机系统电路的信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极相连，单片机系统电路的信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路相连。
本发明具有的有益的效果是它采用单片机测量生物体体表在低压正弦波激励下的皮肤阻抗，通过并行口将数据送到计算机进行分析并给出生物体的健康状况。由于采用幅值较小的正弦波信号，生物体没有不适反应，短期内可重复测量。测量装置设计为便携式，连接在计算机并行口上。其他并行口设备如打印机扫描仪等可以连接在本阻抗采集器提供的一个25针接口上，这样需要使用打印机、扫描仪时不需要从计算机并行口上拔下阻抗采集器。
图1为本发明的结构原理框图；
图2为本发明的另一种结构原理框图；图3为电源电路图；图4为正弦波发生电路图；图5为测试电极图；图6为另一种形式的测试电极图；图7为整流电路图；图8为放电电路图；图9为另一种形式的放电电路图；图10为单片机系统电路图；图11为另一种形式的单片机系统电路图；图12为接口信号切换电路图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明它包括电源电路1、正弦波发生电路2、测试电极3、单片机系统电路6、接口信号切换电路7组成；电源电路1分别与正弦波发生电路2、单片机系统电路6和接口信号切换电路7相连，正弦波发生电路2与测试电极3相连，单片机系统电路6分别与测试电极3和接口信号切换电路7相连，接口信号切换电路7分别与打印机或扫描仪和经并行口与PC计算机相连。
如图2所示，在单片机系统电路6或6’与测试电极3间，单片机系统6’电路经放电电路5、整流电路4和测试电极3相连。
如图3所示，电源电路1包括MAXIM公司的电源芯片MAX681 IC15和电容Ca、Cb、Ce；该电路将直流5V变换为直流±10V，即V+、V-与正弦波发生电路相连。
如图4所示，正弦波发生电路2，包括电阻R1、R2和电容C1的集成电路IC1 ICL8038，一个运算放大器；接入不同的电阻R1、R2和电容C1集成电路ICL8038可以产生一个从0.001HZ到300kHZ的正弦波信号，该信号经过一个运算放大器放大后输出到测试电极。
如图5所示，测试电极3，图中的信号端子SO与正弦波发生电路2相连，信号端子SI与放电电路4相连，信号端子SO与SI通过电极同时也与生物体相连。
如图6所示，测试电极3的另一种形式，图中的信号端子SO与正弦波发生电路2相连，信号端子SI与整流电路4相连，信号端子SELA、SELB、SELC与单片机系统电路相连，信号端子SO、SI0、SI1、SI2、SI3、SI4、SI5、SI6、SI7通过电极同时也与生物体相连；与图5所示的测试电极3相比，如图6所示增加了一个多路开关芯片4051 IC22，由此可以依次检测至多8个位置的生物体阻抗；增加多路开关以及与生物体连接电极的数目可以依次检测更多个位置的生物体阻抗。
如图7所示，整流电路4，包括测量时与生物体构成回路的采样电阻R7，二极管D1与电容C2构成的一个半波整流电路；本电路将交流信号转换成直流信号；图中的信号端子SI与测试电极3相连，信号端子DCIN与放电电路5相连。
如图8所示，放电电路5，包括一个放电电阻R6；图中的信号端子DCIN与整流电路4相连，信号端子DCIN1与单片机系统电路6相连。
如图9所示，放电电路5的另一种形式，包括电阻R20和多路开关集成电路4053 IC10。图中的信号端子DCIN与整流电路4相连，信号端子DCIN1、SEL与单片机系统电路6相连；本电路通过单片机系统电路6控制信号端子SEL来选择将信号端子DCIN来的信号送往单片机系统电路6进行采样或者经过电阻对地相连。
如图10所示，一种形式的单片机系统电路6，包括W78E52单片机IC5，晶体振荡器Y1与电容C5、C6组成的振荡电路，电阻R8和电容C7组成的上电复位电路，AD转换芯片ADC0809 IC3；图中信号端子DCIN1与放电电路5相连，信号端子SEL与另一种形式的放电电路5(如图9所示)相连，信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极3(如图6所示)相连，信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路相连；本电路实现模拟量的采集。单片机系统电路6，也可以利用单片机定时器的方式对模拟量进行采集而不需要使用AD转换芯片。
如图11所示，另一种形式的单片机系统电路6’，包括W78E52单片机IC5，晶体振荡器Y1与电容C5、C6组成的振荡电路，电阻R8和电容C7组成的上电复位电路，快速AD转换芯片MAX114 IC30；图中信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路7相连，信号端子SI与测试电极3或者另一种形式的测试电极3相连，信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极3相连；本电路实现模拟量的采集；由于本电路中采用了快速AD芯片，因此可以对低频率的正弦波信号直接采样。
如图12所示，接口信号切换电路7，包括数据选择器芯片74F157 IC6，DB25端口JPC和JPRINTER；DB25端口JPC与计算机并口相连，DB25端口JPRINTER与其他并口设备(如打印机、扫描仪)等相连，D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与单片机系统电路6相连；本电路识别PC-STROBE信号，如果计算机要求与打印机、扫描仪等并口设备通讯，则建立两者之间的连接，如果计算机要求与阻抗采集器通讯，则建立阻抗采集器与计算机的连接。
将并行接口生物阻抗采集器与计算机并行口连接，打印机或者扫描仪与生物阻抗采集器提供的另一个DB25接口连接。当需要采集生物阻抗数据时，运行计算机端的软件，并将测试电极的一端固定在生物体上，测试电极的另一端依次触碰需要检测的部位(如图5所示)，或者采用多个测量电极(如图6所示为8个)时，将测试电极的各端固定在生物体上各个需要检测的部位，即可将阻抗数据传送给计算机进一步处理。
权利要求
1.一种并行接口生物阻抗采集器，其特征在于它包括电源电路(1)、正弦波发生电路(2)、测试电极(3)、单片机系统电路、接口信号切换电路(7)组成；电源电路(1)分别与正弦波发生电路(2)、单片机系统电路(6)和接口信号切换电路(7)相连，正弦波发生电路(2)与测试电极(3)相连，单片机系统电路(6)分别与测试电极(3)和接口信号切换电路(7)相连，接口信号切换电路(7)分别与打印机或扫描仪和经并行口与PC计算机相连。
2.根据权利要求1所述的并行接口生物阻抗采集器，其特征在于在单片机系统电路与测试电极(3)间，单片机系统电路经放电电路(5)、整流电路(4)和测试电极(3)相连。
3.根据权利要求1所述的并行接口生物阻抗采集器，其特征在于1)电源电路(1)包括MAXIM公司的电源芯片MAX681和电容Ca，Cb，Ce；2)正弦波发生电路(2)包括电阻R1，R2和电容C1的集成电路ICL8038，一个运算放大器LM358；3)测试电极(3)一种形式为测试电极的信号端子SO与正弦波发生电路(2)相连，测试电极(3)的信号端子SI与放电电路(4)相连；或另一种形式为测试电极的信号端子SO与正弦波发生电路(2)相连，另一种形式的测试电极的信号端子SI与放电电路(4)相连，另一种形式的测试电极的信号端子SELA、SELB、SELC与单片机系统电路(6)相连；4)一种单片机系统电路(6)包括W78E52单片机(IC5)，晶体振荡器(Y1)与电容(C5，C6)组成的振荡电路，电阻(R8)电容(C7)组成的上电复位电路，快速AD转换芯片MAX114 IC30；单片机系统电路(6)的信号端子SI与测试电极(3)或另一种形式的测试电极(3)相连；单片机系统电路(6)的信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极(3)相连，单片机系统电路(6)的信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路(7)相连。5)接口信号切换电路(7)包括数据选择器芯片74F157 IC6，25针DB25端口JPC和JPRINTER；接口信号切换电路(7)端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与单片机系统电路(6)的相应端子相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的并行接口生物阻抗采集器，其特征在于1)整流电路(4)包括采样电阻R7，二极管D1与电容C2构成的一个半波整流电路；2)放电电路(5)一种形式为包括放电电阻R6，DCIN端与整流电路(4)相连，DCIN1端与单片机系统电路(6)相连；或另一种形式为包括电阻R20和多路开关集成电路4053，放电电路(5)的信号端子DCIN与整流电路(4)相连，放电电路(5)的信号端子DCIN1端和SEL端与单片机系统电路(6)相连；3)另一种单片机系统电路(6’)包括W78E52单片机IC5，晶体振荡器Y1与电容C5，C6组成的振荡电路，电阻R8和电容C7组成的上电复位电路，AD转换芯片ADC0809 IC3；单片机系统电路(6’)的信号端子DCIN1与一种放电电路(5)相连，或单片机系统电路(6’)的信号端子DCIN1、SEL与另一种形式的放电电路(5)相连；单片机系统电路(6’)的信号端子SELA、SELB、SELC与另一种形式的测试电极(3)相连，单片机系统电路(6’)的信号端子D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、P3.0、P3.1、P3.4与接口信号切换电路(7)相连。
全文摘要
本发明公开了一种并行接口生物阻抗采集器。它包括电源电路分别与正弦波发生电路、单片机系统电路和接口信号切换电路相连，正弦波发生电路与测试电极相连，单片机系统电路分别与测试电极和接口信号切换电路相连，接口信号切换电路分别与打印机或扫描仪和经并行口与PC计算机相连。本发明或者在单片机系统电路与测试电极间，单片机系统电路经放电电路、整流电路和测试电极相连。本发明采用单片机测量生物体体表在低压正弦波激励下的体表阻抗，单片机通过并行口将数据送到计算机进行进一步分析。单片机能够识别计算机需要与打印机、扫描仪等并口设备通讯还是与生物阻抗采集器通讯，因此可以与打印机、扫描仪等并口设备共用一个并口。
文档编号A61B5/053GK1623503SQ200410073450
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日
发明者李江 申请人:浙江大学