TRABAJO COLABORATIVO UNO INSTRUMENTACION MEDICA

TRABAJO COLABORATIVO UNO

Presentado por:

RAUL ANDRES ALZATE

Cod: 1.115.069.076

ANDERSON JAVIER OSORIO VALDERRAMA

Cod: 1.117.490.848

GONZALO ELIUTH GONZALEZ GOMEZ

Cod: 1.102.841.976

Tutor

SAULO ANDRES

Grupo: 299016_15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA

INSTRUMENTACION MÉDICA

2012

INTRODUCION

Este primer trabajo colaborativo es una oportunidad para acercarse a exigencias reales del área de bioingeniería, cuyo principal objetivo es la preservación de la salud del ser humano.

La termometría clínica hace parte del control básico de signos vitales y de la instrumentación de medida, encargada de registrar, medir cualquier variable de tipo de origen fisiológico proveniente del ser humano. Si tenemos en cuenta que alguna variación en la temperatura corporal es una anormalidad en la capacidad de auto termorregulación que posee el cuerpo humano, debido a alguna afección en el termostato natural de los humanos, conocido como hipotálamo. Las afecciones a la regulación de control del cuerpo humano se deben principalmente a infecciones o enfermedades bacterianas que atacan químicamente al hipotálamo, lecciones cerebrales severas o a las condiciones del medio ambiente que influyen la temperatura corporal. En este punto es necesario decir que la temperatura interna del cuerpo humano normal esta en el rango de 36.5-37.2 grados centígrados según la asociación americana de medicina. Temperaturas inferiores a 34 grados centígrados son consideradas como hipotermia, estado en el que se presenta rigidez muscular ,coloración azul de la piel, entumecimiento, perdida del conciencia y percepción del medio que los rodea y en los peores casos la muerte. El estado de hipertermia se da a temperaturas por encima de los 38 grados centígrados y los síntomas más comunes de este estado son la alta sudoración, pirexia, disnea, taquicardia, daños cerebrales y paro cardio respiratorio.

Este primer trabajo colaborativo para medir uno de los parámetros más importantes del cuerpo humano empieza con una descripción de los parámetros y características más importantes del microprocesador PIC16F87, elemento central del dispositivo de termometría clínica. A continuación se presenta el diagrama de bloques de un termómetro clínico y se especifican cuales las selecciones de elementos que componen el sistema, una descripción del desarrollo del software de programación y sus principales características, el software de programación en Pic Simulator IDE y la simulación del dispositivo de termometría en el programa proteus 7.7.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

• Descripción del microprocesador PIC16F87

Se denomina microcontrolador a un dispositivo programable capaz de realizar diferentes actividades que requieran del procesamiento de datos digitales y del control y comunicación digital de diferentes dispositivos. Los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena dos tipos de datos; las instrucciones, que corresponden al programa que se ejecuta, y los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros especiales para el control de las diferentes funciones del microcontrolador. Los microcontroladores se programan en lenguajes de programación Assembler y cada microcontrolador varía su conjunto de instrucciones de acuerdo a su fabricante y modelo. De acuerdo al número de instrucciones que el microcontrolador maneja se le denomina de arquitectura RISC (reducido) o CISC (complejo).

Los microcontroladores poseen principalmente una ALU (Unidad Lógico Aritmética), memoria del programa, memoria de registros, y pines I/O (entrada y/0 salida). La ALU es la encargada de procesar los datos dependiendo de las instrucciones que se ejecuten (ADD, OR, AND), mientras que los pines son los que se encargan de comunicar al microcontrolador con el medio externo; la función de los pines puede ser de transmisión de datos, alimentación de corriente para l funcionamiento de este o pines de control especifico.

Para este proyecto se utilizo el PIC 16F87. Este microcontrolador es fabricado por Microchip family a la cual se le denomina PIC. El modelo 16F87 posee varias características que hacen a este microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y práctico, optimo para esta aplicación de programación de un sistema de control de temperatura corporal clínica.

Principales características del Microcontrolador PIC16F87:

- Soporta modo de comunicación serial, posee dos pines para ello.

- Amplia memoria para datos y programa.

- Memoria reprogramable: La memoria en este PIC es la que se denomina FLASH; este tipo de memoria se puede borrar electrónicamente (esto corresponde a la “F” en el modelo).

- Set de instrucciones reducidas (tipo RISC), pero con las instrucciones necesarias para facilitar su manejo.

TABLA DE CARACTERISTICAS DEL MICROPROCESADOR PIC16F87

CARACTERÍSTICAS 16F877

Frecuencia máxima DX-20MHz

Memoria de programa flash palabra de 14 bits 8KB

Posiciones RAM de datos 368

Posiciones EEPROM de datos 256

Puertos E/S A,B,C,D,E

Número de pines 40

Interrupciones 14

Timers 3

Módulos CCP 2

Comunicaciones Serie MSSP, USART

Comunicaciones paralelo PSP

Líneas de entrada de CAD de 10 bits 8

Juego de instrucciones 35 Instrucciones

Longitud de la instrucción 14 bits

Arquitectura Harvard

CPU Risc

Canales Pwm 2

Pila Harware -

Ejecución En 1 Ciclo Máquina -

• Descripción de los puertos del microcontrolador:

Puerto A:

 Puerto de e/s de 6 pines

 RA0 è RA0 y AN0

 RA1 è RA1 y AN1

 RA2 è RA2, AN2 y Vref-

 RA3 è RA3, AN3 y Vref+

 RA4 è RA4 (Salida en colector abierto) y T0CKI(Entrada de reloj del modulo Timer0)

 RA5 è RA5, AN4 y SS (Selección esclavo para el puerto serie síncrono)

 Puerto B:

 Puerto e/s 8 pines

 Resistencias pull-up programables

 RB0 è Interrupción externa

 RB4-7 interrupción por cambio de flanco

 RB5-RB7 y RB3 y programación y debugger in circuit

 Puerto C:

 Puerto e/s de 8 pines

 RC0 è RC0, T1OSO (Timer1 salida oscilador) y T1CKI (Entrada de reloj del modulo Timer1).

 RC1-RC2 è PWM/COMP/CAPT

 RC1 è T1OSI (entrada osc timer1)

 RC3-4 è IIC

 RC3-5 è SPI

 RC6-7 è USART

 Puerto D:

 Puerto e/s de 8 pines

 Bus de datos en PPS (Puerto paralelo esclavo)

 Puerto E:

 Puerto de e/s de 3 pines

 RE0 è RE0 y AN5 y Read de PPS

 RE1 è RE1 y AN6 y Write de PPS

 RE2 è RE2 y AN7 y CS de PPS

• Dispositivos periféricos del dispositivo del PIC16F87:

 Timer0: Temporizador-contador de 8 bits con preescaler de 8 bits

 Timer1: Temporizador-contador de 16 bits con preescaler que puede incrementarse en modo sleep de forma externa por un cristal/clock.

 Timer2: temporizador de 8 bits con preescaler y postescaler.

 Dos módulos de Captura, Comparación, PWM (Modulación de Anchura de Impulsos).

 Conversor A/D de 1 0 bits.

 Puerto Serie Síncrono Master (MSSP) con SPI e I2C (Master/Slave).

 USART/SCI (Universal Syncheronus Asynchronous Receiver Transmitter) con 9 bit.

 Puerta Paralela Esclava (PSP) solo en encapsulados con 40 pines.

• Diagrama de bloques del microprocesador PIC16F87.

Descripción de los opines de un microprocesador PIC16F87.

Tablas de características del microcontrolador PIC16f87

NOMBRE DEL PIN

PIN

TIPO TIPO DE

BUFFER

DESCRIPCIÓN

OSC1/CLKIN 13 I ST/MOS Entrada del oscilador de cristal / Entrada de señal de reloj externa

OSC2/CLKOUT 14 O - Salida del oscilador de cristal

MCLR/Vpp/THV 1 I/P ST Entrada del Master clear (Reset) o entrada de voltaje de programación o modo de control high voltaje test

RA0/AN0

RA1/AN1

RA2/AN2/ Vref-

RA3/AN3/Vref+

RA4/T0CKI

RA5/SS/AN4

2

3

4

5

6

7

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

TTL

TTL

TTL

TTL

ST

TTL

PORTA es un puerto I/O bidireccional

RAO: puede ser salida analógica 0

RA1: puede ser salida analógica 1

RA2: puede ser salida analógica 2 o referencia negativa de voltaje

RA3: puede ser salida analógica 3 o referencia positiva de voltaje

RA4: puede ser entrada de reloj el timer0.

RA5: puede ser salida analógica 4 o el esclavo seleccionado por el puerto serial síncrono.

RBO/INT

RB1

RB2

RB3/PGM

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