血压计论文
电子血压计论文(51单片机版)

一、选题内容 (3)1.1 课题名称 (3)1.2 设计任务 (3)1.3 设计要求 (3)二、总体方案 (3)2.1 血压测量原理 (3)2.2 总体方案概述 (3)2.2.1 系统组成部分 (3)2.2.2 总体框图 (4)三、硬件设计 (4)3.1 压力传感器BP01 (4)3.2 信号预处理电路设计 (5)3.2.1 三运放前置放大器 (5)3.2.2 袖带压力信号处理 (6)3.2.3 脉搏波信号的处理 (6)3.2.4 预处理总电路图 (7)3.3 数模转换电路设计 (7)3.3.1 数模转换芯片ADC0808 (7)3.3.2 ADC0808与单片机的连接 (8)3.4 数据显示部分 (8)四、系统软件设计 (9)五、系统调试与仿真 (10)六、PCB布线结果 (12)七、心得体会 (14)八、参考文献 (14)九、附录 (14)一、选题内容1.1 课题名称血压信号采集系统设计1.2 设计任务设计一种测量人体动脉血压的信号采集系统,该系统能够用于动脉信号的采集和血压的显示等功能。
1.3 设计要求1)利用压力传感器、单片机或ARM获得血压信号,并对信号进行滤波;2)具有计算血压信号的收缩压、舒张压、脉压的功能;3)具备显示波形和收缩压、舒张压、脉压的功能;4)给出系统整机电路图(利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件)。
二、总体方案2.1 血压测量原理本设计采用示波法来测量血压,其实质就是用电子设备来测量脉博,分析脉博,从而得出临床所需要的各种科学准确的数据。
示波法是根据在袖带内压力下脉搏波幅度变化的特征,来识别动脉收缩压、平均压及舒张压。
采用示波法测量血压不能从某一脉搏波信息中获得血压数值,而必须根据放气过程中脉搏波随袖带压变化的趋势图来判断血压值。
2.2 总体方案概述2.2.1 系统组成部分电子血压计由压力传感器、初级运算放大电路、滤波电路、次级放大电路、数模转换电路、显示电路、按键和单片机组成。
论文基于STC89C52的电子血压计设计

基于STC89C52的电子血压计设计摘要本文论述了主要由STC89C52单片机,MPS40-GSF传感器及LCD1602显示电路等构成的基于STC89C52的电子血压计的设计。
本设计采用5V电源供电,按下开始测量开关后,单片机控制鼓风电机充气袋进行,电磁阀门进行放气,并在从充气到放气过程之中,由可充气式绑带中的压力传感器作为测量血压的工具,完成高压和低压以及脉搏周期跳动的测量。
随后按照程序进行计算,并由MPS40-GSF血压传感器测得血液压力和动脉的搏动信号,并进行一系列处理与计算,将经过处理的信号输入STC89C52中进行控制,并最终在1602液晶显示器上加以显示。
关键词:单片机;传感器;液晶显示器;血压计目录第1章绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2国内外发展现状分析 (1)1.3本文的研究内容与文章结构 (2)第2章电子血压计的测量原理及设计方案的确定 (3)2.1电子血压计的测量原理 (3)2.1.1血压的形成及血压测量的工作原理 (3)2.1.2电子血压计的工作原理 (3)2.2控制方式的选择 (4)2.2.1控制芯片的选择 (4)2.2.2传感器的选择 (4)2.2.3显示器的选择 (5)第3章硬件电路的设计 (6)3.1系统的功能分析及其体系的结构设计 (6)3.1.1系统的功能分析 (6)3.1.2系统总结构 (6)3.2模块电路的设计 (7)3.2.1MPS40-GSF传感器 (7)3.2.2STC89C52单片机的简介及电路设计 (8)3.2.3液晶显示电路的设计 (10)3.2.4电源电路 (12)3.2.5泄气电磁阀门的控制电路 (12)3.2.6充气泵控制电路 (13)3.2.7按键电路 (13)3.2.8峰鸣器报警电路 (14)3.2.9LED信号指示灯电路 (14)第4章系统软件设计 (16)4.1编程语言的选择 (16)4.2系统工作主流程图 (16)4.3血压检测流程图 (17)第5章系统的焊接与调试 (19)5.1硬件电路焊接 (19)5.2系统调试 (19)5.2.1系统程序调试 (19)5.2.2硬件测试 (20)总结 (21)参考文献 (22)第1章绪论1.1选题意义当前世界的发展不断加快,经济的增长率更是逐年提升,人们日常生活的平均水平有明显的提升,导致生活的方式和习惯也发生了改变,由此引发了一系列问题,给人们健康带来了重大威胁。
血压计论文

医学电子仪器原理与设计课程设计报告设计名称:便携式电子血压计设计姓名:邓桂强、刘承承、龙世辉、李荣华专业年级:08生物医学工程学院医学信息2011-6-1第一部分功能设计1.1 电子血压计的设计目的当今社会人们迫切希望一套成形的人体生理参数测量系统。
血压是人体的重要生理参数,是人们了解人体生理状况的重要指标。
测量血压的仪器称为血压计,血压计分为水银血压计、弹簧表式血压计、电子血压计三种。
其中电子血压计是一种医用范围十分广泛的医疗设备,它外观轻巧、携带方便、操作简单、显示清晰,对提高人们的生活质量发挥了重要的作用。
我们想通过此设计来达到以下目的:1.通过设计加深对单片机的认识、了解及掌握,掌握模数转换部分、中断部分以及数码显示部分的应用,能够达到软硬件相结合的程度。
2.加深对硬件电路的了解以及掌握,学会根据系统要求设计电路,学会动手焊接电路。
3.复习相关知识,加深对以往学过的知识点的理解程度(特别是软件编程的能力)。
4.锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养团队意识,锻炼分工合作以及协调能力。
1.2电子血压计的主要功能我们的血压计基于示波法原理,根据课程实验所发传感器US9116-006N实现较准确的压力传感,使用8位单片机ATmege16对信号进行处理,将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。
第二部分系统设计2.1设计摘要血压是人体重要的生理参数,准确的测量血压对人体的健康起着十分重要的作用。
我们的血压计基于示波法原理,选用传感器US9116-006N实现压力传感,使用8位单片机ATmege16对信号进行处理,将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。
整套仪器具有易于携带、测量方便的特点。
2.2血压测量原理临床上血压测量技术一般分为直接法和间接法。
前者的优点是测量值准确,并能连续监测,但它必须将导管置入血管内,是一种有创的测量方法;后者是利用脉管内压力与血液阻断开通时刻所表现的血流变化间的关系,从体表测出相应的压力值。
电子血压计的检定问题研究

电子血压计的检定问题研究【摘要】本研究旨在探讨电子血压计的检定问题,为确保其准确性和可靠性提供依据。
文章首先介绍了电子血压计的工作原理和常见问题,然后详细分析了检定方法和标准,最后对检定结果进行了深入分析。
研究发现,电子血压计在实际使用中存在一些精度和准确性方面的问题,需要及时进行检定和校准。
本研究的意义在于提高人们对电子血压计检定的重视,确保医疗设备的正常运行和准确测量。
未来的研究方向可以进一步完善检定方法,提高其准确性,并加强对电子血压计的监管和管理。
电子血压计的检定问题研究对于保障患者健康和医疗质量具有重要意义,需要不断加强研究与监管。
【关键词】电子血压计、检定问题、研究、工作原理、常见问题、检定方法、检定标准、检定结果分析、意义、未来研究方向、结论总结1. 引言1.1 研究背景电子血压计是目前常用的一种测量血压值的设备,通过传感器和电子元件来实时监测血压值。
随着电子血压计在临床和家庭中的广泛应用,其准确性和稳定性越发受到关注。
由于电子血压计的工作原理复杂,常常会出现误差和不准确的情况,给血压值的准确测量带来了一定的挑战。
在当前的医疗保健体系中,准确的血压值对于确诊和治疗心血管疾病至关重要。
对电子血压计的准确性和稳定性进行检定是非常必要的。
通过检定能够及时发现电子血压计的问题,保证其测量结果的准确性,为临床诊断和治疗提供可靠的数据支持。
目前关于电子血压计的检定问题研究还比较缺乏系统性和深入性的探讨。
本研究旨在深入研究电子血压计的检定问题,探讨其工作原理、常见问题、检定方法、检定标准以及检定结果分析,为电子血压计的质量控制提供理论支持和技术指导。
希望通过本研究能够为未来的检定问题研究提供参考,推动电子血压计的精准测量和应用。
1.2 研究目的本研究的主要目的是对电子血压计的检定问题进行深入研究,探讨其在实际应用中存在的问题和解决方法。
通过对电子血压计的工作原理、常见问题、检定方法、检定标准和检定结果进行分析,旨在全面了解电子血压计的准确性和可靠性,并提出相应的改进建议。
无创性电子血压计在临床实践中的应用

无创性电子血压计在临床实践中的应用随着医疗技术的不断进步,无创性电子血压计在临床实践中的应用越来越广泛。
作为一种非侵入式的测量血压的工具,无创性电子血压计为临床工作者提供了精准、方便的血压监测方式,有助于及时诊断、早期干预和治疗高血压等心血管疾病。
本文将探讨无创性电子血压计在临床实践中的应用,并呈现其在不同临床场景下的重要性和价值。
无创性电子血压计是一种通过测量动脉压力变化来估计体内血压的设备。
这种设备通过使用气袋等设备通过测量压力波形来计算出血压值。
与传统的手动测量方式相比,无创性电子血压计具有下列优点:首先,它可以避免因手动测量技术的不准确性而造成的误差;其次,无创性电子血压计操作简单,不需要专业人员的操作,减少了人为因素对结果的影响;最后,它可以提供连续监测血压的能力,实时反映患者的生理变化。
在临床实践中,无创性电子血压计的应用非常广泛。
首先,它在手术监测过程中发挥了重要作用。
手术期间患者的血压监测是非常关键的,它可以帮助医生识别低血压或高血压等潜在风险因素,并及时采取相应的治疗措施。
无创性电子血压计能够提供准确、实时的血压数值,帮助医生精准监测患者的血压变化,保障手术的安全性和成功率。
其次,在急诊救治中,无创性电子血压计也发挥着重要作用。
急诊环境下,患者往往处于危急状态,需要快速准确地监测血压。
传统的手动测量方式往往不够准确,而且需要时间和经验。
无创性电子血压计的使用可以快速、准确地测量血压,为医生提供重要的参考依据,帮助他们进行快速决策和治疗。
另外一个重要的应用场景是高血压患者的日常监测。
对于高血压患者来说,长期、稳定的血压监测对于治疗和控制病情非常重要。
传统的手动测量方式不仅繁琐,而且容易受到环境因素的影响,导致测量结果不准确。
而无创性电子血压计则可以提供准确、方便的血压监测,患者可以在家里或办公室临时测量血压,帮助医生及时调整治疗方案或药物剂量,以达到最佳的血压控制效果。
此外,无创性电子血压计在科研领域也有着重要的应用价值。
电子血压计毕业设计论文

学号苏州市职业大学毕业设计题目血压计控制器设计学生姓名:专业班级:学院(部):电子信息工程学院校内指导教师:校外指导教师:完成日期:2014年5月摘要:现代社会的快速发展,人们的生活节奏变快,带来了不健康的饮食与生活规律,导致了越来越多的心血管疾病的出现。
其中,高血压被称为第一无形杀手,可见它的可怕程度。
如何便捷有效地测量与监控高血压,从而有效预防与治疗高血压,成为人们对抗高血压病的首要问题。
于是,设计一种便捷的测量血压的控制器,显得尤为重要。
便携式家用血压计,普通人员即可方便操作。
随着家庭医疗保健的普及,这种血压计的市场得以开发。
只要拥有这种血压计,在家里即可随时监测血压,做到早发现早治疗,降低了脑出血、心功能衰竭等猝发疾病的危害。
本电子血压计控制器以MPS-3117压力传感器测得血压值,再将血压数据通过HT45F3W型单片机的数模转换器转换成数字信号,经主程序处理数据之后,在段式液晶面板上把数据显示出来。
关键词:电子血压计 MPS3117压力传感器 HT45F3W单片机数模转换段式液晶AbstractThe rapid development of modern society, people's pace of life becomes faster, bringing unhealthy diet and patterns of life, leading to the emergence of a growing number of cardiovascular diseases. Among them, high blood pressure is known as the first invisible killer, showing its terrible extent. How convenient and effective measurement and monitoring of blood pressure, so as to effectively prevent and treat hypertension, to become the most important issue that people fight hypertension. Thus, the design of a convenient measurement of blood pressure control, it is particularly important.Portable home blood pressure monitors, ordinary people can be easy to operate. With the popularity of home health care, this sphygmomanometer market to develop. Just have this blood pressure monitor, blood pressure monitor at home, at any time, so early detection and early treatment, reducing cerebral hemorrhage, heart failure and other hazards burst diseases.The electronic sphygmomanometer controller MPS-3117 pressure sensors measured blood pressure values, then the blood pressure data via HT45F3W type microcontroller DAC converts the digital signal, after the main processing data through on the data segment liquid crystal panel displayed.Keywrds Blood Pressure Meter MPS3117 pressure sensor HT45F3W MCUD/A conversin Segment LCD目录1 绪论 (1)1.1 电子血压计简介 (2)1.1.1 电子血压计的介绍 (2)1.1.2 电子血压计的功能介绍 (3)1.1.3 电子血压计使用注意事项 (3)1.2 血压计控制器设计方案 (3)1.2.1 设计总体要求 (3)1.2.2 具体设计方案 (3)1.3 电子血压计工作原理 (6)1.3.1 血压测量的工作原理 (6)1.3.2 电子血压计的工作原理 (8)2 电子血压计控制器硬件设计 (9)2.1 单片机电路设计 (9)2.1.1 HT45F3W单片机简介 (9)2.1.2 HT45F3W的复位电路 (12)2.1.3 HT45F3W的时钟电路 (13)2.2 传感器简介以及电路设计 (14)2.2.1 传感器简介 (14)2.2.2 传感器电路设计 (15)2.4 液晶显示部分简介及电路设计 (18)2.5 其他电路设计 (19)2.5.1 电源电路 (19)2.5.2 电磁阀和充气PUMP控制电路 (19)2.5.3 按键电路 (20)2.5 PCB板的设计 (21)3 软件系统流程以及程序的设计 (23)3.1 软件开发环境简介 (23)3.2 系统软件初始化设置 (23)3.2.1 系统时钟初始化 (24)3.2.2 电源管理部分 (24)3.2.3 静态电流发生器及驱动传感器电路 (25)3.2.4 ADC初始化 (25)3.2.5 LCD驱动器设置 (26)3.3 程序设计 (27)3.3.1 按键处理模块 (28)3.3.2 测量模块 (29)3.3.3 信号处理模块 (30)3.3.4 显示模块 (31)3.3.5 其他处理模块 (32)4 血压计控制器调试及测试 (33)4.1 系统组装调试 (33)4.2 操作及测试 (34)结论 (37)致谢 (38)参考文献: (39)附录A 部分程序 (40)附录B 原理图 (48)附录C PCB平面图 (49)附录D 血压计控制器实物图 (50)1 绪论现如今人们的生活水平提高了,越来越观注自己的身体健康,血压是身体康的一项重要指标。
电子血压计的检定问题研究

电子血压计的检定问题研究【摘要】本文主要研究了电子血压计的检定问题,通过对电子血压计的原理及分类、检定方法、检定标准、检定结果分析和检定技术改进等方面进行探讨。
研究发现,电子血压计的准确性和稳定性对于临床诊断和治疗至关重要。
文章强调了电子血压计的检定问题的重要性,并提出了对未来研究方向的启示。
通过对电子血压计的检定问题进行深入研究,可以不断提升其准确度和可靠性,进一步推动临床血压监测水平的提升,为患者提供更好的医疗服务。
【关键词】电子血压计、检定、原理、分类、方法、标准、结果分析、技术改进、重要性、启示、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景电子血压计是一种常见的医疗设备,用于测量人体的血压值。
随着电子技术的不断发展,电子血压计在临床应用中起着越来越重要的作用。
随着电子血压计的广泛应用,其准确性和稳定性成为了人们关注的焦点。
而电子血压计的准确性和稳定性又与其检定有着密切的关系。
对电子血压计的检定问题展开研究,对于提高电子血压计的准确性和稳定性具有重要意义。
目前,国内外对于电子血压计的检定问题已经展开了一定的研究工作,但仍然存在一些问题有待深入探讨。
特别是在电子血压计的检定方法、检定标准以及检定技术方面,仍然有待进一步完善和提升。
本研究将对电子血压计的检定问题展开深入研究,以期为提高电子血压计的准确性和稳定性提供科学依据和参考。
部分给出以上述内容为主要内容,旨在引出对电子血压计的检定问题进行深入研究的必要性和重要性。
1.2 研究目的电子血压计的检定问题研究的目的在于深入探讨电子血压计在医疗领域中的重要性,并总结存在的检定问题及其影响。
通过研究现有的电子血压计的原理和分类,可以更好地了解其工作原理和特点,为后续的检定工作提供基础。
对电子血压计的检定方法和标准进行分析,可以评估其准确性和可靠性,进而指导医疗机构和用户在选择和使用电子血压计时提高检定质量和安全性。
检定结果分析和技术改进将有助于优化电子血压计的性能并提高其检定水平,从而保障患者的健康和安全。
血压计设计与应用思路

血压计设计与应用思路介绍本文档将探讨血压计的设计与应用思路。
血压计是一种用来测量人体血压的仪器,对于监控和管理心血管健康非常重要。
设计思路血压计的设计需要考虑以下几个方面:1. 准确性:血压测量结果的准确性对于诊断和治疗十分关键。
因此,血压计设计时需要采用高精度的传感器,确保测量结果的准确性。
准确性:血压测量结果的准确性对于诊断和治疗十分关键。
因此,血压计设计时需要采用高精度的传感器,确保测量结果的准确性。
准确性:血压测量结果的准确性对于诊断和治疗十分关键。
因此,血压计设计时需要采用高精度的传感器,确保测量结果的准确性。
2. 便携性:现代生活节奏快,人们经常需要在不同场合使用血压计监测血压。
因此,设计一款轻便便携的血压计非常重要,方便用户携带和使用。
便携性:现代生活节奏快,人们经常需要在不同场合使用血压计监测血压。
因此,设计一款轻便便携的血压计非常重要,方便用户携带和使用。
便携性:现代生活节奏快,人们经常需要在不同场合使用血压计监测血压。
因此,设计一款轻便便携的血压计非常重要,方便用户携带和使用。
3. 简洁易用:血压计应该设计得简单易用,让用户能够轻松理解和操作。
直观的界面和清晰的操作指南有助于提高用户体验。
简洁易用:血压计应该设计得简单易用,让用户能够轻松理解和操作。
直观的界面和清晰的操作指南有助于提高用户体验。
简洁易用:血压计应该设计得简单易用,让用户能够轻松理解和操作。
直观的界面和清晰的操作指南有助于提高用户体验。
4. 持久耐用:血压计是一种长期使用的仪器,因此设计时需要考虑其耐用性和可靠性,确保长时间的使用不会出现故障。
持久耐用:血压计是一种长期使用的仪器,因此设计时需要考虑其耐用性和可靠性,确保长时间的使用不会出现故障。
持久耐用:血压计是一种长期使用的仪器,因此设计时需要考虑其耐用性和可靠性,确保长时间的使用不会出现故障。
应用思路血压计的应用主要包括以下几个方面:1. 个人监测:血压计可供个人使用,通过定期测量血压来监测自身的健康状况。
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医学电子仪器原理与设计课程设计报告设计名称:便携式电子血压计设计姓名:邓桂强、刘承承、龙世辉、李荣华专业年级:08生物医学工程学院医学信息2011-6-1第一部分功能设计1.1 电子血压计的设计目的当今社会人们迫切希望一套成形的人体生理参数测量系统。
血压是人体的重要生理参数,是人们了解人体生理状况的重要指标。
测量血压的仪器称为血压计,血压计分为水银血压计、弹簧表式血压计、电子血压计三种。
其中电子血压计是一种医用范围十分广泛的医疗设备,它外观轻巧、携带方便、操作简单、显示清晰,对提高人们的生活质量发挥了重要的作用。
我们想通过此设计来达到以下目的:1.通过设计加深对单片机的认识、了解及掌握,掌握模数转换部分、中断部分以及数码显示部分的应用,能够达到软硬件相结合的程度。
2.加深对硬件电路的了解以及掌握,学会根据系统要求设计电路,学会动手焊接电路。
3.复习相关知识,加深对以往学过的知识点的理解程度(特别是软件编程的能力)。
4.锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养团队意识,锻炼分工合作以及协调能力。
1.2电子血压计的主要功能我们的血压计基于示波法原理,根据课程实验所发传感器US9116-006N实现较准确的压力传感,使用8位单片机ATmege16对信号进行处理,将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。
第二部分系统设计2.1设计摘要血压是人体重要的生理参数,准确的测量血压对人体的健康起着十分重要的作用。
我们的血压计基于示波法原理,选用传感器US9116-006N实现压力传感,使用8位单片机ATmege16对信号进行处理,将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。
整套仪器具有易于携带、测量方便的特点。
2.2血压测量原理临床上血压测量技术一般分为直接法和间接法。
前者的优点是测量值准确,并能连续监测,但它必须将导管置入血管内,是一种有创的测量方法;后者是利用脉管内压力与血液阻断开通时刻所表现的血流变化间的关系,从体表测出相应的压力值。
间接测量又分为听诊法和示波法。
我们采用的是示波法。
示波法的测量原理,与柯氏法类似,采用充气袖套来阻断上臂动脉血流。
由于心搏的血液动力学作用,在气袖压力上将重叠与心搏同步的压力波动,即脉搏波。
当袖套压力远高于收缩压时,脉搏波消失。
随着袖套压力下降,脉搏开始出现。
当袖套压力从高于收缩压降到缩压时,脉搏波会突然增大。
到平均压时振幅达到最大值。
然后又随袖套压力下降而衰减,当小于舒张压后,动脉管壁的舒张期已充分扩张,管壁刚性增强,而波幅维持比较小的水平。
示波法血压测量就是根脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。
与脉搏波最大值对应的是平均压,收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定。
提取的脉搏波信号如下图,图1 图22.3系统原理框图我们设计的电子血压计主要由压力传感器US9116-006N ,四运放LM324,滤波器,袖带,单片机ATmega16和LED 显示器构成的。
这个设计的核心部分是专用压力传感器US9116-006N ,信号处理芯片ATmega16.前者将袖带内的压力信号转换成电压信号,后者控制整个电路的工作,利用单片机最小系统中的AD 转换器对采样信号进行处理,把最终的结果通过LED 显示出来。
系统设计框图如下:图3 整体设计2.4方案论证压力传感器袖带放大部分隔直ATmega16固定放气阀LED 显示低通滤波电路放大电路2.4.1单片机选择采用AVRmage16作为控制中心,mage16具有丰富的资源:RAM,ROM空间大、指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、可编程音频处理,易于编写和调试等优点。
2.4.2集成运放芯片的选择LM358 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
引脚图如图4:图4图5但是,我们所设计的放大电路要用到三个运放。
考虑到芯片数量越多,出现的问题越多,我们没有选用此芯片。
LM324 LM324是一个含有4个运算放大器的集成芯片,每一个放大器都是差动输入。
工作时,最低电压是3V,最高可达32V,因为它的电压范围比较宽,可以较好的与其他外接电路的电压进行匹配。
引脚图如图5。
我们最后根据我们的需要,选择了此芯片。
2.4.3传感器的选择压力传感器US 9116-006N 它是细微加工硅材料而成的传感器,是六脚双列直插式封装的传感器。
它是一种比较理想的元件,不需要补偿,而且具有低滞后性、高可靠性和稳定性。
把感应到的压力信号转换为相应的电压信号,并且是线性对应的。
US 9116-006N的主要参数指标为:300mmHg的压力感受范围;零漂是+20mv;输出电压范围是100+30mv;供电电压为5VDC;环境温度范围为-20℃~+100℃它的外观及引脚图如下:图6传感器外观图7传感器电路原理(由于网上找不到所用的传感器类型,故用BP300代替)2.4.4提供传感器偏置的恒流源如下图,运放LM324同相端为可设定的直流偏置电压,其反相端和输出端提供压力传感器恒流偏置的回路。
回路电流大小可以用R1、R2和R3来调节。
图8 恒流源供电2.4.5一级放大电路设计方案一:我们需要提取的信号非常微弱,而传感器和电路中的器件又常会产生噪声,为了提高模拟输入信号的信噪比,增大所需要的信号,可以用放大滤波电路放大输入信号并衰减噪声,提取出某些特定频段的信号。
首先,我们自己根据模电书上的知识,设计了一个放大滤波电路:图9电路的有关参数如下:A u =1+R2/R1.R 2≈100R1;R 4=30R3;C=0.5uf经过实际实验,我们发现此电路对我们的信号几乎没有作用,我们放弃了此电路。
方案二:在我们的测量系统中,被测物理量通过传感器转换为电信号,传感器所获得的信号常为差模小信号,并含有较大共模部分,其数值远远大于差模信号。
因此要求放大电路具有较强的抑制共模信号的能力。
我们采用了仪表放大器中的放大电路,即一个三运放放大电路,电路图如下:差分放大单端输出图10 三运放放大电路差分放大后其输出电压为:Vout=-R6/R5 (V+ - V-)这种电路的优点在于:a,高共模抑制比;b,三运放结构;c,双端差分输入,单端输出;经过实验的调试,得到了我们预想的放大倍数。
2.4.6滤波电路的设计从传感器输出地信号实际是袖内压力信号与脉搏波信号的叠加。
实际上,我们需要对这两种信号进行分离。
而且,还要除去信号中的杂波。
因此,需要滤波。
因为脉搏的的频率较低,大约在0.1—30Hz左右,因此了我们制定了四种方案并分别进行了测试,最终选择了方案D。
方案A:采用无源一阶低通滤波器。
电路图如下:图10 一阶低通滤波电路参数设置:f=1\2πRC电路特点在于电路设计简单,易于实现,但是阻带衰减太慢选择性差.方案B:采用压控电压源二阶带通滤波器。
电路图如下:电路的参数如下:A uf =1+R f\R e C1=C2 R1=R2=R R f\R=1我们首次应用该方案,基于其可以将低于0.1Hz和高于30Hz频率波滤掉,进而得到我们想要的波频范围,但是得出的结果并不理想,由于下限频率很低,设置为0.4Hz,上限频率经计算可得到为1Hz,通频带太窄,波形幅度很小几乎等同于直线,经过多次试验而不能得到理想的实验结果,我们只能放弃方案B。
方案C:有低通滤波器和高通滤波器级联组成的带通滤波器,电路图如下:无限增益低通滤波器无限增益高通滤波器电路特点:将低通滤波器和高通滤波器级联而成的带通滤波器通频带较压控电压源二阶带通滤波电路要为理想,但是焊接较为复杂,且需要两个运放。
方案D:无限增益多路反馈二阶低通滤波,电路如图11图11 无限增益多路反馈二阶低通滤波电路电路参数设置:A up=-R f\R1 R1=R2=R R f=R3C1=0.47uf,C2=0.15uf在此二阶电路前,我们串联了一个容值为2uf电容使静压信号得以滤掉,保输入为脉搏波信号。
计算得电路频率范围在10Hz以下,经过试验发现电路证ui允许通过的频率与计算值相符,并且在示波器上显示的波形非常理想,符合所需要的幅值,故而选择本方案作为我们的滤波电路.2.4.7二级放大电路的设计由于脉搏信号很弱,经过一次放大后,还达不到我们的要求,因此,经过隔直和滤波后,我们还需要对脉搏信号再次放大。
由于脉搏信号只是一个低频率的交流信号,我们采用了下面一个放大倍数可调的放大电路,电路如下:其增益为:A=-R1/Rn图12 二级放大电路2.4.8 显示模块方案一:LCD显示 LCD是做显示器很好的选择,尤其是要显示字母等。
但价格比较贵。
方案二:LED显示 LED在整个学习与设计过程中是最常见的。
因为我们要显示的内容只是数字,所以选择价格比较便宜的LED。
其引脚连接如下图:2.4.9复位电路设计本设计使用外部复位,在键RESET的外部设置一个按键电路,目的是当按下复位按键后,低电平的持续时间(1.5uS)时,使得CPU复位。
具体过程是:按键没按下时,RESET为高电平,不产生复位效果;按键按下时,电容通过一个闭合回路迅速放电,使得RESET为低电平,由于按键按下和弹起的时间远大于1.5uS,因此可以达到外部复位的目的。
2.4.10单片机部分引脚电路设计PA0:3V稳压管的作用是将外界干扰信号中高于3V的信号稳压在3V,避免损坏引脚或内部电路;0.01uF电容的作用是滤掉高频干扰。
本设计采用的是内部参考电压(2.56V),故AREF脚接上一个0.1uF的电容,这样可以提高电源稳定性。
AVCC通过一个低通滤波器和电源VCC连接,AGND与电压信号地连接。
2.4.11晶振触发电路2.5完整电路原理图本仪器中 AVR 单片机(ATMega16)的作用主要是AD 转换,并将采样结果进行处理,最后输出显示数据。
其中电机驱动我们直接手动操作袖套充气,完整图如下图:AVR单片机外围电路2.6软件设计软件方面,主要利用AVR单片机ATmega16的AD转换功能,实现边采集数据边储存有用数据,最后利用算法实现信号处理。
PA0和PA1口作为模拟信号的输入端,负责接收静压信号和脉搏信号。
在外界袖带气压逐渐下降的过程中,间歇循环对PA0(静压信号转换通道)和PA1(脉搏波信号通道)进行AD转换,把模拟信号转换为数字信号。
在AD转换完成中断中,对脉搏波AD转换的结果进行判断,若此时所采集的值为脉搏信号的极大值,则存到所定义的结果体数组变量中;同时把所对应的静压信号转换结果存储到结构体数组中。
由于Mega16不能同时对两路信号进行AD转换,两路信号不可能完全对应,这里是出现误差的主要原因。