人体成分测量装置的设计

　　系统工作时，首先对单片机编程，经过光电耦合器件控制正弦信号发生器发出多个频率(10kHz、50kHz、200kHz)的正弦电压信号，再由恒流源电路(电压控制电流源)将信号发生器的正弦波电压信号转换为电流信号，经过电流电极输入到人体;电压电极采集电压信号，由于电压信号幅值很小，经差分放大后送入模数转换器(A/D)，再输入单片机完成相应的处理。

　　系统硬件设计

　　在设计中，单片机的作用是：控制电极通道的选择，产生控制信号送正弦信号发生器，对采集的电压信号与输入的电流源信号完成相应运算求出生物电阻抗，再根据生物电阻抗与人体成分含量的关系计算出人体成分含量的各个参数。

　　本装置为在体测量装置，考虑到受试者的安全，与受试者相连的电路部分和电网电压之间用光电耦合管进行电气隔离。另外，激励电极施加于人体上的激励电流的幅值也控制在100mA，远低于人体对电流的最小感觉阕值，从而保证了受试者的安全。

　　电极选择开关电路用来选通8个电极中的4个电极，从而测量人体各个环段阻抗。本装置设计了一种多路选择开关来控制相应的电极，如图5所示。图中电极的标号与图3电极标记对应，1、3、5、7电极为电流电极，2、4、6、8电极为电压电极， K1、K2、K3、K4均为选择开关，由单片机控制其选择的通道。

　　根据人体的5环段模型，测量每个环段的电阻抗，通道开关的选通表如表1所示。生物电阻抗一般都很小，在微弱的电流的激励下产生的压降也很小，因此在模数转换前需对信号进行放大。为满足信号采集的要求，采用12位、逐次比较型模数转换器件AD1674，其转换速度最大为35ms，转换精度≤0.05%。

　　系统要求显示出单片机处理后得到的人体成分含量，所以要用到显示设备。在设计中，选用分辨率为320×240的SYM320240B点阵式液晶显示器。液晶显示器通过液晶显示控制器SED1335与单片机直接相连，接受单片机的指令，完成显示功能。