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单片机智能气体监测应用实现气体数据的监测随着科技的发展，单片机在各个领域得到了广泛的应用。
其中，单片机在气体监测方面的应用也日益受到关注。
本文将介绍单片机智能气体监测应用，并重点讨论如何实现气体数据的监测。
一、引言随着环境污染日益严重，气体的监测变得尤为重要。
传统的气体监测设备体积庞大、价格昂贵，不适用于大范围的应用。
因此，开发一种基于单片机的智能气体监测应用势在必行。
二、单片机在气体监测中的应用单片机通过传感器采集气体浓度数据，并将其转化为数字信号。
传感器可以选择挥发性有机物(VOC)传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器等，根据具体的需求选择不同的传感器类型。
单片机可以准确地测量气体的浓度，并将数据进行处理。
三、智能气体监测应用的实现1. 气体数据采集与处理单片机通过ADC(模数转换器)模块将模拟信号转化为数字信号，并利用串口等方式将数据传输到计算机或其他设备。
在单片机内部，可以通过程序对气体数据进行处理，如标定、滤波、校准等操作，以提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据存储与显示单片机可以通过存储器模块将采集到的气体数据保存下来，以备后续分析和参考。
同时，单片机也可以通过LCD液晶显示屏等模块将数据直观地显示出来，方便用户进行观察和分析。
3. 报警功能当气体浓度超过设定的安全阈值时，单片机可以通过声音、灯光或者手机短信等方式发出报警信号，提醒用户及时采取相应的措施，确保工作环境的安全。
四、应用前景1. 工业应用单片机智能气体监测应用可以广泛应用于化工厂、矿山、油田等工业环境中，及时掌握气体浓度信息，预防事故的发生。
2. 家庭安全单片机智能气体监测应用也适用于家庭环境中，如厨房、卫生间等，监测可燃气体和有害气体，保护家庭成员的生命财产安全。
3. 环境监测利用单片机智能气体监测应用，可以建立气体浓度监测网络，实时监测城市空气质量，为环境保护提供相关数据。
五、总结通过单片机智能气体监测应用，可以实现气体数据的准确监测与处理。
基于单片机的呼吸暂停监测仪摘要：介绍了呼吸暂停检测的基本原理、重要意义及国内外研究状况，本次设计使用传感器进行呼吸信号的提取，同时用模数转换器将模拟信号转化为数字信号，然后用AT89S51单片机对信号进行处理，实现报警。
本次设计的呼吸暂停检测仪，是一种低成本、低功耗的简易呼吸暂停检测仪。
关键字：呼吸暂停；热敏电阻；单片机；模数转换器引言随着科技的发展，人们对睡眠生理、病理的了解日益增多，一门新兴边缘学科——睡眠医学作为现代医学的一个重要组成部分正在建立和发展起来，并广泛的受到重视。
研究发现，“打鼾”这种现象很有可能潜伏着睡眠呼吸暂停综合症。
正常人有轻度鼾声不属于呼吸暂停，呼吸暂停的定义是指呼吸道停止气流达10秒以上。
如果每夜停止次数在30次以上，每次暂停在10秒以上，即可被诊断为“呼吸暂停综合症”[1]。
为此，我们研制了一种小型的呼吸暂停检测仪，它是一种操作简单、价廉的适合家庭使用的仪器，具有实用价值。
1.国内状况呼吸暂停检测仪设计流程主要分为呼吸信号提取、信号处理、显示三个部分。
本论文主要探究怎样利用单片机实现呼吸信号的处理，要顺利完成对呼吸信号的处理，我们有必要了解一下国内外是怎样对呼吸信号进行提取的。
在国内，此项检测技术的方法有三种：运动检测法、透胸阻抗法、热敏气流检测法。
1.1运动检测法此方法测量的是身体随呼吸的运动。
人在运动时胸腔会有扩大和缩小，腹肌的收缩和舒张会有腹部的起伏变化，这些运动变化经过一定形式的换能器转化为电信号便是呼吸的运动信号[2]。
运动检测法是一种较为简单、实用的方法。
但实际上，由于在整个睡眠过程中，呼吸深浅的变化是很大的，阀值固定不变，因此用以判断呼吸暂停以及区分呼吸暂停类型只能作为粗略判断，误判断很高。
1.2胸透阻抗法电阻抗法测量呼吸信号的基本原理是随着呼吸运动的变化，肺部组织的电阻率也有相应的变化。
吸气时肺容量增大，吸入的气体使得肺部组织的电阻率升高，阻抗变大，呼气时肺容量减小，组织电阻率降低，阻抗变小[8]。
基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计摘要为了防止事故发生，保障矿工的健康和安全，促进生产发展，提高煤炭企业的经济效益，应对井下的气象进行检测，对可能造成灾害事故的各种有的害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制，一旦发生灾变，必须及时救护遇难人员和处理事故。
所有这些都需要有相应的检测仪器和救护装备。
本文介绍了一种基于AT89S51单片机的便携式氧气浓度检测仪的设计与实现。
电化学反应式氧化锆传感器首先将氧气浓度信号转变成电流信号，经调理放大后传送至单片机AT89S51，再经A/D转换后，进行串口输出和现场LED显示。
采用嵌入式串/网口转换器将异步串行485通信信号转换成网络信号，通过局域网或互联网进行有线网络传输，以达到远程监测目的。
本系统主要用于检测空气中的氧气浓度，并将检测数据进行本地和远程两种显示，与此同时还可对测量最大限远程设定，超限现场声音报警。
通过管理软件实现历史数据的显示与检测。
仪器测量电路具有通用性，配合不同气敏元件适当调节参数就可实现对气体的测量。
关键词:氧化锆；AT89S51单片机；ADC0809；报警Oxygen Concentration Control System Design Based onSCMAbstractIn order to prevent accidents, protect the health and safety of miners, to promote the development of production, improve the economic benefits of coal enterprises to deal with underground weather detection, timely and accurate on a variety of disasters may cause some harmful gas and mineral dust testing and strict control, in the event of disaster, ambulance personnel in distress and handling accident must be timely. All of these need to have the appropriate testing equipment and ambulance equipment.This paper introduces the Design and Implementation of 89S51 microcontroller - based portable oxygen concentration detector. The electrochemical reaction of oxygen sensor first oxygen concentration signal into a current signal conditioning zoom send to the microcontroller 89S51 , after A / D converter , serial output and on-site LED display . Embedded string / network port convert asynchronous serial 485 signals into the network signal, the cable network transmission via LAN or the Internet in order to achieve the remote monitoring purposes. This system is mainly used to detect airborne oxygen concentration, and test data for both local and remote display, while also measuring the maximum distance set, transfinite live audio alarm. Management software achieves the displaying and testing of historical data. The instrument measuring circuit is versatile, suitably adjust parameters can be achieved on the measurement of gas with different gas sensors.Keywords:Zirconia;Single-chipAT89S51; ADC0809; Alarm目录摘要 (I)Abstract.............................................................. I I 第一章绪论. (1)1.1 氧气浓度检测的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3主要研究的内容 (3)第二章系统方案论证 (5)2.1 检测方案确定 (5)2.1.1方案介绍 (5)2.1.2方案比较 (6)2.1.3方案确定 (6)2.2 单片机的选择 (7)2.3 显示器的选择 (7)第3章硬件设计 (9)3.1总体设计方案 (9)3.1.1系统框图 (9)3.1.2系统原理与结构 (9)3.2 测氧原理 (10)3.2.1氧化锆测氧原理 (10)3.2.2系统结构及特点 (11)3.2.3氧值运算及输出 (11)3.2.4氧探头的选择及介绍 (11)3.3 A/D转换电路 (11)3.3.1.ADC0809的说明 (12)3.3.2．ADC0809应用说明 (13)3.4 单片机的选择 (14)3.4.1 AT89S51的介绍 (14)3.4.2 AT89S51主要特性 (14)3.4.3 AT89S51管脚说明 (16)3.4.4晶振电路 (19)3.4.5复位电路 (19)3.5报警电路的选择 (20)3.5.1 蜂鸣器介绍 (20)3.5.2报警电路 (21)3.6 静态显示电路 (22)3.6.1 74LS138译码器 (22)3.6.2 74HC4511译码器 (23)3.6.3 数码显示 (26)3.6.4 上拉电阻的选择 (25)3.7按键选择与简介 (26)3.8时钟芯片选择与设计 (26)3.9电源的选择 (28)3.9.1主电源 (28)3.9.2 备用电源 (29)3.10控制单元 (31)3.11网络传输单元 (32)第四章软件设计 (33)4.1软件设计结构 (33)4.2主程序模块的设计 (33)4.3模数转换的设计 (34)4.4按键模块的设计 (35)4.5时钟模块的设计 (36)4.6显示模块的设计 (37)第五章结论 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 氧气浓度检测的背景和意义在我国，煤炭绝大多数是井下开采，国家重点煤矿也基本属于瓦斯矿井。
呼吸监测仪的设计文/劉恆釗摘要呼吸是反映人体机能的重要参数,准确地测得人的呼吸信号,及时反映呼吸随时间的变化,对于临床医学有着重要的意义。
我们根据目前的技术及应用的发展方向,提出了一种以呼吸力学监测系统为基础,以PIC16F877单片机为核心,的设计方案,它可实时、连续、长时间的监测人的呼吸信号。
我们的工作研究了呼吸信号提取的整个流程,利用传感器将呼吸信号转换为电信号,经放大、滤波处理后,由单片机控制,送入计算机进行实时显示,并存储呼吸数据。
关键词:呼吸信号;PIC16F877;串行通信;异步传输;MSComm控件The breath is an important parameter that reflects the human body function,which has very important reference value in the life ward of the human body. we measure accurately the person's respiratory signal and reflect the respiratory signal with the variety of time,which have the important meaning for the clinical medical science.According to current technique and development direction,we designed and researched the project of respiratory monitoring apparatus base on MCU PIC16F877.It cans actually the person's breath of monitor of hour,consecution,and long time.Our work studied the whole process that the respiratory signal withdraws,and we make use of sensorto convert the respiratory signal into electric signal.After amplifying and filtering,the respiratory signal is sent into computer to the real time show from MCU control.KeyWords :Respirator signal; PIC16F877; Serial communication; Asynchronous transmission; MSComm control前言 (11.设计意义及设计方案 (21.1设计方案 (21.2方案选择 (32.系统设计原理及规格要求 (42.1系统工作原理概述 (42.3系统参数规格 (52.4流量传感器规格要求及选型 (63.信号采集与处理电路 (83.1生物信号测量前置级要求 (83.3呼吸信号采集 (83.4压差的测量及其前置级放大滤波电路 (103.5中间级处理电路 (134.单片机信号处理及通信接口电路 (174.1 PIC16F877单片机的特点及模块介绍 (17 4.2单片机串行通信电路 (204.3数字信号处理核心部分电路 (234.4 PIC16F877单片机程序设计 (244.5单片机主程序设计流程图及程序清单 (285.WINDOWS操作控制平台的实现 (315.1串口通信控件 (315.2串行通信控件的使用 (355.3计算机接收数据子程序 (366.设计总结 (39致谢 (40参考文献 (41人体与外界环境进行气体交换的总过程,称为呼吸。
基于AT90S8535单片机的新型呼吸频率检测计的设计蔡敬海;安志勇;段洁
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2008(015)005
【摘要】随着各种高传染性疾病的出现,在对感染人群进行呼吸频率检测时,应尽量避免医务人员与受感染群体接触的次数.因此,根据温度传感器的原理,提出了一种基于AT90S8535单片机的无线传输的呼吸频率检测计的设计方案.利用热敏电阻设计了一种硬件接口电路,通过电桥检测每次呼出气体的热量.并且采用无线传输方式将温度信息传送给接收装置,通过单片机处理,检测出呼吸频率.并用LCD显示.无线传输采用了二次发射方式,周以提高传输距离.实现了对病人呼吸频率的远程实时监测,具有较大的应用价值.
【总页数】3页(P53-55)
【作者】蔡敬海;安志勇;段洁
【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春130022;长春理工大学光电工程学院,长春130022;长春理工大学光电工程学院,长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】R318.6
【相关文献】
1.基于AT90S8535单片机的无刷直流电动机控制系统设计 [J], 张震宇
2.基于AT90S8535单片机的数据采集系统的设计 [J], 高敏;黄皎;于滨
3.基于AT90S8535单片机的电子万年历挂钟系统设计 [J], 肖春花
4.基于霍尔传感器微阵列的呼吸频率检测系统设计 [J], 高小强;刘洪英;朱兰;宫兆涛;皮喜田;吴雪莉
5.制冷技术教学中的单片机教学实践——基于51单片机温度计设计实践 [J], 陈建明
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基于单片机系统的创新设计“模拟呼吸系统”教具发布时间：2022-03-24T06:36:55.579Z 来源：《教学与研究》2021年第9月25期作者：袁小玲[导读] 文中基于单片机开发的创新设计“呼吸系统”教具，能够更好地帮助学生观察我们人体吸气和呼气的过程。
袁小玲广东省中山市港口镇中心小学 528447摘要：文中基于单片机开发的创新设计“呼吸系统”教具，能够更好地帮助学生观察我们人体吸气和呼气的过程。
该教具具有演示生动，现象直观、形象等特点，让学生能直观地观察和感受人体吸气和呼气时肺部的扩张与收缩。
运用单片机编程的形式控制和展示这一呼吸过程，激发学生的好奇心，培养学生对科学技术以及物联网的兴趣和爱好，启发学生的创新思维。
关键词：呼吸系统；创新教具；单片机一、教材存在的不足“吸气和呼气”的活动是粤教版《科学》三年级下册“我们离不开呼吸”一课中内容。
教材的要求是：通过观察，让学生了解人体如何通过呼吸系统与外界的空气进行交换的。
本环节的目的让学生观察人体呼吸系统示意图，了解人在呼吸时，空气经过了哪些器官。
但在教学实践中发现，教材上的观察活动，存在几个问题：只提供人体呼吸系统示意图，学生从图中只能看出空气从鼻进入，经过咽喉、气管、支气管，最后进入到肺；另外学生在做吸气和呼气的动作时，感受有差异：有些同学说吸气时胸廓会变大，呼气时胸廓会变小，但有些同学却说吸气时胸廓会变小，呼气时胸廓会变大，单凭一幅图，无法证明哪种说法是正确的。
为此，我制作了新型创新教具——模拟呼吸系统装置，并用此创新制作的教具进行了演示，取得了不错的教学效果。
二、创新教具的设计思路人体吸气：空气由体外→咽→喉→气管→肺，这一过程在kt板上可以用流水灯动态显示出来，控制单片机在相应io口输出不同的逻辑电压，实现LED灯的亮和灭。
在图上有关位置放置好发光二极管，通过灯的依次亮灭，模拟空气进入肺的这一过程。
当空气进入肺部，胸腔将会膨胀，在肺部的位置围绕上灯带和塑料薄膜，控制单片机输出不同电压控制灯带的明暗程度以及控制电机旋转使薄膜膨胀，利用呼吸灯的明暗和薄膜的扩张程度，模拟胸腔的扩张现象。
引言随着社會经济的繁荣，周休二日的实施，人們的生活方式有了重大的改变。
加上人口日趋高龄化，随之而起的健康养生意识逐渐受到大家重视。
运动成為生活的一部份，因此『终身运动』成為全民所关心的重大议题。
终身运动的提出必然带动体质测量仪的发展。
肺活量测量仪是体质测量仪中的一部分，当然也不例外。
肺活量在一定意义上反映了呼吸机能的潜在能力。
测量肺活量，可判断健康人呼吸机能的强弱、某些呼吸机能减低的性质和程度以及疾病恢复后的劳动能力。
肺活量测量仪中普遍使用气体压力传感器来进行测量。
无论从精度还是从可靠性方面，气体压力传感器做得都比较好。
利用气体压力传感器检测即迅速，方便，计算简单，又易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到相应的要求。
用气体压力传感器测量肺活量具有下述突出的优点:气压传感器体积小，精度高，受外界干扰影响较小；价格较低，降低了整机的成本。
目前国内一般使用气体压力传感器来设计肺活量测量仪,同时也有通过气体流量传感器来实现肺活量测量仪的设计。
但是气体流量传感器成本较高。
本文中所讨论的肺活量测量仪由于使用了价格较低的ATP015G气体压力传感器及单片机,并且可通过RS232与上位机进行通信，将所测得的数据直接传送至上位机。
实现液晶显示、语音播报、并由上位机进行处理等功能。
具有价格低、直观、使用方便的特点。
因此具有广泛的发展前景。
1 绪论本课题的研究意义肺活量测量仪在医疗部门以及学校等地方应用广泛，实现智能化、高精度、便携化是肺活量测量仪现在的发展方向。
随着单片机、微电子、传感器、总线接口等高新技术的迅速发展，肺活量测量仪的研制有了长足的进步，以适应越来越高的应用要求。
目前，市场上的肺活量测量仪功能各有所长，价格差异也较大。
从价格和功能上比较，国内和国外产品存在较大的差异:国外的肺活量测量仪，功能较全，精度较高，但价格比较昂贵；而国内产品其功能和精度相对较低，但价格自然相对便宜。
本课题的发展现状根据肺活量测量仪的结构分为：电子肺活量测量仪和非电子简易肺活量测量仪两大类。
毕业论文（设计）题目名称：基于单片机的室内空气检测总计：毕业论文 54 页表格 2 表插图 19 幅毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着我国的经济发展，人民的生活水平提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，室内空气质量问题同时也受到人们的高度关注。
1 引言呼吸是维持机体新陈代谢和功能活动所必需的基本生理过程之一,一旦呼吸停止,生命也将终止。
同时也是麻醉管理、术后监测的重要生理依据，呼吸功能的监测已广泛应用于临床各科并发挥了重要的作用，成为不可缺少的手段，麻醉期间病人的呼吸功能常受到不同原因和不同程度的干扰。
呼吸功能的改变可波及循环功能，严重的呼吸系统意外和并发症可以危及病人的生命。
因此维持正常的呼吸功能，预防和正确的处理呼吸系统的意外和并发症是保证麻醉平稳、病人安全的关键，因此，无良好的呼吸监测仪监测呼吸功能，则无法提供正常的通气功能和换气功能，预防和治疗低养和预防二氧化碳积蓄。
本设计课题就是开发一种呼吸检测系统来提高麻醉质量，保障呼吸通道通畅，及时发现呼吸道异常情况，降低呼吸道并发症的发生，降低临床医生和护士的工作强度，并可提高医疗水平和病人安全，减少医疗事故的发生。
在以往应用的监测系统中一种是利用传感器与计算机相连，使的设备过于笨重且成本较高，应用不方便。
一种是温感式，通过检测人呼吸气流引起鼻腔内周边温度变化,能快速、方便、不失真的记录下受检者当时(20s～25s)呼吸波,然后通过合理的截取、采样、A/D转换,送入微电脑进行处理,并实时显示出呼吸波形、流速-容量曲线、呼吸气流速率、频率、峰值以及潮气量等多项肺功能参数。
在设计原理上利用了人的呼吸特点, 呼吸实质上是人体内外环境之间气体的交换,正常人的呼吸是由呼吸中枢支配呼吸肌有节奏地张弛、造成肺内压和大气压之间的压力差,此压力差在克服了肺通气阻力之后,方能实现气体交换。
根据医学生理学原理,在肺通气阻力一定时,推动气体流动的压力(大气压与肺内压力差)越大,单位时间内气体流量就越大,当气道管径一定时,气体流速也就越大,反之亦然。
而此气体通过鼻腔,与外界气体进行交换时,必然会引起鼻腔内温度的变化。
实验证明:在气道管径不变的条件下,温度的变化量(△T)与气体流速的变化量(△V)线性相关,因此只采用灵敏度高、温度线性好、时间常数较小的热敏传感器,就能把微弱的呼吸信息检测出来,再经过放大、滤波、A/D转换、微电脑分析处理,就能自动地、实时地显示呼吸波形、流速-容量曲线、呼吸气流速率、频率、峰值以及潮气量等多项肺功能参数。
另一种是阻抗式呼吸监测系统。
人体胸部相当于一段导体，其阻抗包括电阻感抗和容抗。
但感抗作用很小，一般忽略不计，而容抗在50kHs—l00kHz的高频电流作用下，对实际测量结果的影响也很小，所以胸阻抗基本是电阻的变化。
吸气时，肪内气体增多。
阻抗值变大；呼气时，肪内气体减少，阻抗值也随之变小。
当给胸部通以恒定高频电流时，就可以通过检测电阻的变化来监测呼吸运动。
此方法手人体运动的干扰较大，同时也受到个体差异的影响，所以在设计和测量上还有一些问题。
本设计是利用检测病人呼吸气流的方法来来达到对病人呼吸的监测。
传感器把呼吸气流转变为电信号，通过条理电路来对信号进行整形处理，通过单片机来对信号处理来达到对呼吸量、频率的检测和显示，并且通过能够达到对呼吸量呼吸频率的判断是否超出了正常范围，如果数值异常通过发光二极管和蜂鸣器来发出报警信号来提醒护士对紧急情况进行处理。
此设备具有现存呼吸机监测仪不可比拟的优点，它体积小、成本低，显示是直观，不受个体的差异的影响。
本机在实际测试中能够达到所需设计的要求。
2整机设计方案概述本设计需要对呼吸量和呼吸频率进行测定，有两个方案可以选择。
一种是由硬件来实现呼吸量和呼吸次数两个信号，然后分别输入到单片机进行处理。
另一方案是把由硬件产生呼吸量信号，输入单片机后再由软件来实现呼吸次数的判断和计数。
由于第一种方案由硬件来实现会使得整机设计成本高，受电路影响带来信号的不稳定以及制作工艺繁复等许多缺点，所以本机选择了第二种方案。
此方案设计由信号采集、信号整形、信号处理、显示、报警五部分组成。
信号的采集是由传感器来实现的，在该设计中利用光电对管来实现对信号的采集。
在气流通过一个叶轮时会带动叶轮转动，通过叶轮对光线的遮挡使光接收管部分产生一串脉冲作为采集的信号。
此装置要保证叶轮能够流畅的转动，并且发光二极管的位置要确定好，保证在叶轮的转动过程中使光线能够交替的被遮挡和透过。
信号整形部分是把传感器采集来的不规则信号来处理为能够被单片机检测的标准脉冲信号，从而使单片机能够对信号准确稳定的处理，此环节是非常重要的一环，关系到单片机对信号处理的准确性。
信号处理部分由AT89C51单片机来实现，它负责把整形规则的信号进行智能处理判断。
信号通过INT0引脚输入单片机，在程序中能够对引脚输入的脉冲进行中断处理，对输入的脉冲个数来进行计数。
在呼吸量大时叶轮的所转的周期多产生的脉冲个数也会随之增多，从而脉冲的个数能够定性的反映出呼吸量的大小。
在对呼吸次数的判断上有同样采用单片机软件来实现，在呼气时脉冲是连续的，根据判断脉冲宽度来判断是否一次呼吸已经完成。
本机还需要对呼吸频率来进行显示，所以在每半分钟的时候会对呼吸次数进行一次取值并且显示出来。
单片机还要实现对呼吸量和呼吸频率的显示功能。
在对呼吸量和呼吸频率的采集过程中要对其数值进行判断，如果在所设定范围内则正常显示并且等待下次信号的采集，如果超出了范围就会发出报警信号，在设计过程中还设定了一个手动复位键，在报警时能够人为的撤消。
显示部分有六个共阴极的数码管组成，能够对单片机发送的信号通过驱动电路进行显示。
报警部分由LED和蜂鸣器组成，信号由单片机P3口输出，三个LED分别显示呼吸量太小报警、呼吸频率过高报警、呼吸频率太低报警，使护士对病人的情况一目了然。
蜂鸣器在以上三种情况都发出报警声音以便护士不在现场时也能够及时知道紧急情况。
3开发系统3．1 AT89C51单片机ATMEL公司的AT89C51 Flash单片机，它是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，片内带有4KB的Flash可编程可擦除只读存储器，它采用CMOS工艺和高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且引脚和指令系统都与MCS-51兼容。
片内的Flash存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。
AT89C51是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机，可方便地应用在各个领域。
AT89C51工作的电压范围在2.7V-6V之间。
AT89C51具有如下的主要特点：（1） 4KB可编程序的Flash存储器（可擦写1000次）。
（2）全静态工作频率：0Hz-24MHz。
（3）三级程序存储器保密。
（4）128字节内部RAM。
（5） 2条可编程I/O线。
（6）2个16为定时器/计数器。
（7）6个中断源。
（8）编程全双工串行通道。
（9）片内时钟振荡器。
AT89C51这款功能强大的单片机能够作为本设计的一个处理器，来实现信号的处理功能。
3．2 TOP851通用编程器TOP851型编程器具有体积小，功耗低，可靠性高的特点，是专为开发51系列单片机和烧写各类存储器而设计的普及机型。
它采用串口与PC几连接通信，抗干扰性能好，可靠性极高，特别适合烧写各种一次和电擦除器件。
他能够把编译好的文件装载入缓存中并通过指令写到单片机中。
具有自动检测元件是否插好，过电流保护，自动探测机器速度等功能。
3．3 电路设计软件PROTEL99SEProtel99SE是一款基于WINDOWS操作系统的电子线路CAD软件，具有自动布线、自动布局逻辑检测和逻辑模拟等功能。
它主要由两大部分组成。
原理图设计系统和印制电路板设计系统。
原理图编辑器提供高了速智能的原理图编辑手段，产生高质量的原理图输出结果。
他的元件库提供了超过6万中元件，最大限度的覆盖了众多电子元件生产厂家的繁复庞杂的元件类型。
元件的连线使用自动化的画线工具，然后通过功能强大的电气法检测，对所绘制的原理图进行快速检查。
印制电路板编辑器为用户提供了一条快捷的设计印制电路板的途径。
PCB编辑器通过它的交互性编辑环境达到了手动设计与自动化设计的融合。
PCB的底层数据结构最大限度地考虑了用户对速度的要求，通过对功能强大的设计法则的设置，用户可以有效的控制印制电路板的设计过程。
Protel软件具有综合设计数据库、原理图元件库、PCB封装库，简便的同步设计，其强大的功能大大提高了电子线路的设计效率。
4硬件设计4．1 信号采集信号的采集是由传感器来实现得，它的准确与否直接关系到以后电路的信号处理的准确性。
在呼吸监测仪中我们应该考虑到实际中的应用问题，一般危重病人都采取如图1所示的装置来给予氧气,在此装置上我们做了一些改进，在进气管和出气管中我们都加入了一个阀门，他们的作用是在病人吸气时进气阀门打开而出气阀门关闭，在呼气时进气阀门关闭而出气阀门打开，这样就保证了两个管道中都只能有一个方向的气流。
在出气管道中安装了一个叶轮和发光二极管与光电管的组合作为采集呼吸信号用，装置如图2，在病人的呼吸气流通过叶轮时会带动叶轮转动，在叶轮的两侧适当的位置安装上发光二极管与光电管，在叶轮转动过程中会使发光二极管所发出的光时而被遮挡时而透过，这样就会在光电二极管一侧得到一串光脉冲，经过光电管的转换在其输出端便会产生一串电脉冲信号。
由图1可以知道气流是单向流动的，在出气时出气管道的阀门打开，这样便会使气流带动叶轮转动，而气流的强度和通气的时间正比于叶轮的转速，而叶轮的转速的变化又使光电二极管产生的脉冲个数随之变化，这样就可以通过记录脉冲的个数来定性的反映出一次呼吸量的大小。
当吸气时，气流会通过进气管道进入人的鼻腔，而出气管道中不会再有气流通过，此时叶轮会停止转动，光电二极管也不会再有脉冲产生，此时一次呼吸完成。
4．2 信号的整形电路经过传感器产生的信号并不能作为单片机的输入信号，由于传感器产生的信号不是规则的方波，且最低电平未在零附近。
如图3所示：这样的脉冲电压不能够使单片机正常的工作,在计数的过程中会使计数不准确甚至不能使单片机计数。
所以要对该脉冲波进行整形。
电路如图4所示：1V所以不能使74LS14正常工作，在此应用了电容和电阻R13的组合电路，通过电容把信号偶合到电阻R13和74LS14的1脚上，这样可以使信号的最低电平小于0.8V，最高电平在2V以上，能够达到施密特触发器正常工作的条件，在整形后的信号波形如图5：波形是方波信号，低电平和高电平都能满足单片机的工作要求。
4.3显示电路设计单片机对LED的显示分为静态显示和动态显示两种，静态显示的特点是个LED管能稳定的同时显示各自字行；动态显示是LED轮流的周期的显示各自字符，由于人视觉上的惰性看上去就象LED在同时显示。
采用何种方法来实现显示功能主要和具体设计有关。
静态显示需要加入硬件芯片，他能够提供显示的驱动电流和静态锁存功能，这样可以不必再加入驱动电路，而且显示稳定，没有闪烁感觉。
