便携式电子血压计设计_包旭鹤
电子血压计设计方案
电子血压计设计方案
电子血压计是一种利用电子技术检测血压的仪器。
其设计方案应该考虑到功能、准确性、便捷性以及人体工程学等方面。
首先，电子血压计的功能应该包括实时监测血压、记录测量结果、显示血压数值等功能。
根据使用者的需求，还可以增加一些附加功能，如心率监测、异常报警等。
其次，电子血压计的准确性至关重要。
设计时需要考虑到各种因素对测量结果的影响，如手臂的位置、袖带的贴合度等。
通过研究和测试，确保测量结果与传统的袖带式血压计测量结果相符合，并控制误差在可接受范围内。
同时，电子血压计的便捷性也非常重要。
其应该采用便于佩戴和操作的设计，使用户可以随时随地进行血压测量。
可以考虑采用腕式或指尖式设计，便于携带和使用。
此外，电子血压计的设计还需要考虑人体工程学。
对于腕式电子血压计，应该考虑到人的手腕尺寸和手感，采用柔软的材料，确保佩戴舒适；对于指尖式电子血压计，应该考虑到手指的曲线形状，设计合适的外形。
最后，为了保证电子血压计的可靠性和安全性，可以考虑增加一些安全机制，如过载保护、电流限制等，防止使用过程中出现意外。
综上所述，电子血压计的设计方案应该注重功能、准确性、便
捷性和人体工程学。
只有综合考虑到这些因素，才能设计出一款效果优良、易于使用的电子血压计，方便人们进行血压监测和健康管理。
毕业设计便携式电子血压计设计说明
便携式电子血压计设计摘要现代社会快速的发展，不仅带来了客观的经济效益，还导致我们的生活环境日益恶化。
随着人们生活水平的提高，人们也更加注重自己的健康问题，而现代人们由于各种不良的生活习惯以与快速的生活节奏，导致人们的健康问题岌岌可危。
其中“高血压”就是比较典型的当代都市病，“高血压”的发病率与年龄成正比，而且跟地理分布、个人的饮食习惯、生活环境更甚于和个人的体重有直接的关系。
所以人们对“高血压”的防治，可以从培养健康的饮食习惯、加强体育运动、养成不抽烟，不喝酒的良好习惯等方面下手。
即便人们已经意识到“高血压”的危害，可是“高血压”的患者还是逐年上升，有效、便捷的测量血压，对人们与时了解人体状况，更甚于可以进行与早的防治与治疗。
传统的水银血压计需要配合听诊器测量，由专业的医护人员判断出收缩压、舒压。
整个测量过程比较复杂，且受人为因素影响误差难以保证。
便携式血压计的出现，实现了非专业的医护人员也可测量血压的情况，便携式电子血压计操作简单，不需要他人帮助捆绑袖带和使用听诊器测量数据。
随着便携式电子血压计的更新与换代，出现了臂式、腕式等多种类的电子血压计，而且更多功能以与人性化的服务走进千家万户。
人们现在不用去医院进行血压的检测，在家就可以进行每日的血压测量与监测。
很好的起到了对“高血压”的预防作用，也能使“高血压”进行与时的治疗。
本设计主要以AT89C51单片机为核心，用压阻式压力传感器测得血压值，经过数模转换器转换成数字信号，经过单片机处理后，显示在液晶屏上。
本设计的电子血压计具有体型小、低功耗、误差小、便于用户操作等优点，克服了水银血压计需专业知识、不易携带等缺点。
也克服了一般电子血压计误差大，没有记忆功能，不能进行数据对比等缺点，使用起来更加人性化，更加简单，适合各类人群使用。
关键词：血压；电子血压计；单片机ABSTRACTRapid development of modern society, not only has brought the objective economic benefits, also led to the deterioration of our living environment. As people living standard rise, people also pay more attention to their health problems, and modern people because all sorts of bad living habits as well as the fast pace of life, lead to people's health is at stake. Among them "hypertension" is typical of contemporary urban disease, the incidence of "hypertension" is proportional to the age, and with distribution, personal eating habits, living environment more than have a direct relationship and individual weight. So people on the prevention and control of high blood pressure, can develop healthy eating habits, strengthen sports, not smoking, not drinking habits, etc. Even if people have been aware of the dangers of "hypertension", "high blood pressure patients is rising year by year, however, effective and convenient measure blood pressure, for people to understand the status of the human body in time, even more than for early prevention and treatment.Traditional mercury sphygmomanometer need coordination with the stethoscope measurement, by a professional medical personnel determine that the systolic pressure, diastolic blood pressure. The whole measuring process is more complex, and error affected by human factors is difficult to guarantee. The emergence of portable blood pressure monitor for non-professional staff also can measure blood pressure, a portable electronic device, simple operation, don't need others to help bind cuff and the use of stethoscope measurement data. As the updating and upgrading of portable electronic blood pressure monitor, the arm, wrist, etc all kinds of electronic sphygmomanometer, and into more functions and humanized service. People don't have to go to hospital for blood pressure testing, now at home can be a daily blood pressure measurement and monitoring. Very good have played an important role for prevention of high blood pressure, also can make timely treatment "hypertension".This design mainly USES AT89C51 microcontroller as the core, with piezoresistive pressure sensor measured the blood pressure value, through d/a converter is converted into digital signals, after dealing with the single chip microcomputer, display on the LCD screen.The design of the electronic blood pressure monitor with a small size, lowpower consumption, small error, the advantages of easy operation, overcome the mercury sphygmomanometer need professional knowledge, shortcomings and so on is not easy to carry. And overcome a great error in the general electronic blood pressure monitor, no memory, not data comparison and so on shortcomings, use rise more human, more simple, suitable for all kinds of people.Keywords: blood pressure;blood pressure monitor; single chip microcomputer目录第一章绪论- 1 -1.1 课题背景- 1 -1.2 血压介绍- 1 -1.3血压的测量方法- 3 -1.4 血压计发展概况- 4 -第二章总体设计方案- 7 -2.1 设计总体要求- 7 -2.2 设计方案提出- 7 -2.3设计方案论证- 9 -2.4 系统总体结构设计- 11 -第三章硬件设计- 13 -3.1传感器电路设计- 13 -3.2单片机电路设计- 15 -3.3 液晶显示电路设计- 25 -3.4 电源电路设计- 26 -第四章软件设计- 31 -4.1 程序主流程图- 31 -4.2 单片机子程序模块- 33 -4.3 液晶显示子程序模块- 34 -4.4 数据处理子程序- 34 -第五章总结- 37 -5.1 设计总结- 37 -5.2 设计心得- 37 -参考文献- 39 -致- 39 -附录A- 39 -附录B- 39 -第一章绪论1.1 课题背景当今社会发展速度快，人们的生活水平也不断提高，可是随着社会的快速发展人们的生活节奏也越来越快，人们的生存压力也不断加大。
电子血压计的便携性设计研究
电子血压计的便携性设计研究引言近年来，随着人们对健康生活的日益重视，血压监测成为人们关注的焦点之一。
电子血压计作为一种常用的血压监测设备，通过测量血压值来帮助人们了解自己的健康状况。
然而，传统的电子血压计通常体积较大，不便携，限制了人们在日常生活中进行血压监测的便利性。
因此，对电子血压计的便携性进行研究和设计变得尤为重要。
便携性设计的意义为什么要研究和设计便携型的电子血压计呢？首先，便携性设计可以提高血压监测的便利性，使用户能够随时随地进行血压监测，无论是在家中、办公室还是外出旅行。
其次，便携型的电子血压计可以鼓励人们更加关注自己的健康状况，从而提高健康管理水平。
最后，便携型的电子血压计还可以为医生提供更多的数据，从而更准确地评估和诊断患者的血压状况。
设计要素要设计一款便携型的电子血压计，需要考虑以下几个要素：尺寸和重量便携型的电子血压计应该具有较小的尺寸和轻便的重量，方便用户携带和使用。
通过采用轻量化材料和紧凑的设计，可以实现电子血压计的便携性。
电源和电池寿命便携型的电子血压计应该具备独立的电源系统，并且电池寿命较长，以确保用户可以长时间使用而不用频繁更换电池。
同时，充电设计也是一个考虑因素，可以通过使用可充电电池或者通过USB充电来提供便利性。
操作和显示界面便携型的电子血压计应该具备简单易用的操作界面，方便用户进行操作和测量。
另外，显示界面的设计也需要考虑清晰度和易读性，以便用户准确读取血压数值。
连接和数据传输功能为了提高电子血压计的功能性，可以考虑添加无线连接和数据传输功能，例如蓝牙或Wi-Fi。
这样，用户可以将测量的血压数据传输到手机或电脑上，方便存储和分析。
便携型电子血压计的操作流程下面是一种便携型电子血压计的典型操作流程：1.用户打开电子血压计，并确保电池电量充足。
2.用户将电子血压计的袖带固定在自己的手臂上，并调整合适的位置。
3.用户按下启动按钮，电子血压计开始充气测量。
4.电子血压计完成测量后，用户可以在显示屏上看到血压数值，并记录。
电子血压计设计方案
电子血压计设计方案1. 引言血压计是用来测量人体血压的仪器。
在现代医疗中，电子血压计已经取代了传统的水银血压计，成为主流的测量工具。
本文档将介绍电子血压计的设计方案。
2. 设计目标电子血压计的设计目标如下：1.准确度：能够提供准确的血压测量结果。
2.可靠性：要求设计稳定可靠，减少测量误差。
3.方便使用：设计简单易用，便于使用者操作。
4.节约成本：控制设计成本，使产品价格合理。
3. 硬件设计3.1 传感器电子血压计使用压力传感器来测量血液的压力。
传感器通常采用薄膜式或者压阻式压力传感器。
设计中需要选择合适的传感器，并通过模拟信号转换电路将传感器输出的压力信号转换为电压信号。
3.2 控制电路控制电路负责控制血压测量过程。
它通过控制气压泵、电磁阀等执行器实现测量步骤的自动化。
控制电路还需要接收传感器的电压信号，并进行放大和滤波处理，以保证测量结果的准确性。
3.3 显示和存储电子血压计需要具有显示测量结果的功能。
可以使用液晶显示屏来显示血压值和心率等信息。
另外，为了方便用户使用，血压计还可以设计带有存储功能，将测量结果保存到内部存储器中，以供用户查看和分析。
4. 软件设计4.1 测量算法电子血压计的软件部分需要实现测量算法。
测量算法可以根据用户输入的个人信息和测量值，计算出血压值和心率等指标。
常用的测量算法包括R波检测算法、脉搏压计算算法等。
4.2 用户界面电子血压计需要设计用户界面，使用户可以方便地输入个人信息和查看测量结果。
用户界面可以使用触摸屏和按钮等输入方式，并提供友好的交互界面，以增加用户的使用体验。
4.3 数据处理为了提高测量结果的准确性和稳定性，电子血压计的软件部分还需要进行数据处理。
数据处理可以包括滤波处理、数据校验等，以消除噪音和异常值，提高测量结果的可靠性。
5. 总结本文介绍了电子血压计的设计方案。
通过选择合适的传感器和控制电路，设计简单易用的用户界面，并实现准确的测量算法和数据处理，可以开发出高精度、可靠性强的电子血压计产品。
便携式电子血压计设计
便携式电子血压计设计
包旭鹤
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2007(30)8
【摘要】电子血压计克服了水银血压计操作专业化强,不易携带等缺点,呈现出家用化的趋势.首先从分析血压测量方法入手定出了系统工作原理.然后用基于PIC
16F877为控制核心辅以气压传感器和外围的模拟电路以及LCD驱动芯片组成的硬件结构实现了电子血压计的设计.同时介绍了PIC 16F877内的软件流程.经过电子血压计实物样机测试,其功能完全达到实际使用的要求.该电子血压计设计具有低成本、小型化、低功耗、自动化程度高的优点,有较高的实用价值.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】包旭鹤
【作者单位】复旦大学,上海,200433
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于MPXV5050GP的便携式电子血压计设计 [J], 周玉栋;孙怀远;葛斌
2.便携式电子血压计连续动态监测的设计 [J], 张旭;欧阳斌林;李景辉;崔保东;韩金海
3.基于单片机的便携式电子血压计设计 [J], 朱永涛;李中伟
4.基于模数混合FPGA的便携式电子血压计设计 [J], 何春芬;张玲;何伟
5.基于单片机的便携式电子血压计设计 [J], 徐春旭
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
便携式血压计的设计
便携式血压计的设计随着人们对健康的关注日益增加，便携式血压计成为一种越来越受欢迎的健康监测设备。
它的设计应该满足用户的需求，方便携带和使用，并且能够准确地测量血压，提供清晰的数据显示。
首先，便携式血压计的设计应该符合人体工程学原理，使得用户能够轻松地操作和使用。
设备的大小应该适中，便于放入口袋或手提包中。
同时，设备的重量应该轻，不会给用户带来额外的负担。
设备的外壳材料应该具有良好的抗冲击性能，能够有效保护内部的零部件免受外界冲击的影响。
其次，便携式血压计应具备准确测量血压的能力。
设备应采用高精度的传感器和先进的测量技术，能够准确地测量收缩压和舒张压。
同时，设备还应该具备自动充气和放气的功能，确保血压袖带的充气和放气过程恰当，并且能够根据用户的血压情况进行相应的调整。
此外，设备还应该具备智能报警功能，当用户的血压超过安全范围时能够及时发出警示，提醒用户注意健康。
便携式血压计的设计还应具备数据显示和存储功能。
设备应该能够清晰地显示测量结果，并且能够将数据存储在内部存储器或外部存储设备中。
此外，设备还应该具备数据传输的功能，允许用户将测量结果通过蓝牙或USB接口传输到智能手机或电脑上进行分析和管理。
另外，便携式血压计的设计还应考虑用户的舒适感和便利性。
设备应该采用柔软的血压袖带材料，确保用户在测量过程中不会感到不适。
同时，设备还应该配备易于操作的按钮和显示屏，便于用户查看和操作设备。
最后，便携式血压计的设计应该注重可靠性和耐用性。
设备的电池寿命应该较长，能够满足用户长时间使用的需求。
同时，设备的零部件和结构应该经过严格的耐用性测试，确保设备能够在各种环境下正常工作，并且能够经受住日常使用中可能遇到的冲击和摔落。
综上所述，便携式血压计的设计应该满足用户的需求，方便携带和使用，并且能够准确地测量血压，提供清晰的数据显示。
设备的设计应符合人体工程学原理，具备准确测量血压的能力，具有数据显示和存储功能，考虑用户的舒适感和便利性，以及注重可靠性和耐用性。
基于嵌入式技术的便携式电子血压计的开发
基于嵌入式技术的便携式电子血压计的开发引言随着现代生活节奏的加快和生活压力的增大，心脑血管疾病等健康问题也日益严重。
血压作为评估心血管健康状况的重要指标之一，监测血压变化对于健康的评估和预防疾病的发生具有重要意义。
传统的血压监测仪器体积庞大，不便携，使得用户难以实时监测和记录血压数据。
因此，开发一款基于嵌入式技术的便携式电子血压计具有重要的现实意义。
目标本文旨在开发一种基于嵌入式技术的便携式电子血压计，能够实时监测并记录个人血压数据，具有小巧轻便、易于携带、操作简单等特点，方便用户随时随地进行血压监测。
设计与实现硬件设计基于嵌入式技术的便携式电子血压计的硬件设计主要包括以下几个方面：1.传感器和信号处理模块：采用压阻式传感器测量血压值，并通过信号处理模块进行数据的滤波和放大处理，以提高数据的精确性和稳定性。
2.显示模块：采用液晶显示屏，用于展示实时的血压数据和操作界面。
3.按键和控制模块：通过按键来启停血压测量，调整设置参数等。
4.存储模块：使用SD卡或Flash存储器，用于存储用户的历史测量数据。
5.电源模块：采用可充电式电池或者使用USB接口供电，保证血压计的长时间使用。
软件设计基于嵌入式技术的便携式电子血压计的软件设计主要包括以下几个方面：1.系统架构设计：采用嵌入式操作系统作为底层支撑，结合实时任务调度，抽象出血压计的主要功能模块，并实现模块间的通信和协调。
2.数据采集和处理：通过压阻式传感器采集到的血压信号进行数值的处理和滤波，以得到准确的血压数值，并实时显示在液晶屏上。
3.操作界面设计：设计用户友好的界面，包括菜单、设置项、测量开始/停止等，以满足用户的各种操作需求。
4.数据存储和管理：将测量到的血压数据保存在存储模块中，并支持数据的导出和导入，以便用户进行历史数据的查看和分析。
5.报警和提醒功能：设置合理的血压上下限阈值，并在用户血压超过或低于设定值时，及时进行提醒和报警，以保障用户的健康安全。
基于人体工程学的便携式电子血压计设计与研究
基于人体工程学的便携式电子血压计设计与研究摘要血压计是一种常用的医疗设备，用于测量人体的血压值。
随着科技的不断发展，便携式电子血压计逐渐成为人们选择的主流产品。
本文旨在通过基于人体工程学的设计原则，研究并设计一款优秀的便携式电子血压计，以提升用户体验和测量准确度。
1. 引言随着生活水平的提高，人们对健康的重视也愈发增加。
定期测量血压值对于预防心血管疾病至关重要。
传统的血压计存在使用不便、误差大等问题，因此便携式电子血压计成为市场上的热门产品之一。
为了更好地满足用户需求，本文将以人体工程学为基础，设计一款符合人体使用特性的便携式电子血压计。
2. 人体工程学与设计原则人体工程学是研究人与机器之间的交互关系的学科，旨在设计出更符合人体结构与功能的产品。
在设计便携式电子血压计时，需要遵循以下人体工程学设计原则：- 符合人体尺寸：血压计的大小、重量应符合人手的握持习惯，方便携带和使用。
- 易操作性：按键设计、显示屏布局等应考虑人体各部分的活动范围和操作习惯，简单易懂。
- 舒适性：血压计的外形设计应考虑人体的触感感受，避免尖锐的边角刺激肌肤。
3. 便携式电子血压计的技术构成便携式电子血压计通常由以下几个部分构成： - 充气系统：用于给袖带加压，测量血压值。
- 传感器：用于捕捉袖带内的压力信号。
- 处理器：负责数据处理、显示和存储。
- 显示屏：显示血压值等信息。
4. 设计与研究方案在基于人体工程学原则的指导下，我们将采取如下设计与研究方案： 1. 人体测量数据采集：收集不同人群的手型尺寸数据，确定血压计的尺寸。
2. 人体操作习惯调查：调查用户对血压计操作的习惯，优化按键设计。
3. 原型制作：制作血压计的初始原型，进行用户测试和反馈收集。
4. 改进优化：根据用户反馈意见，不断优化血压计的设计，提升用户体验。
5. 结论基于人体工程学的便携式电子血压计设计与研究是一项重要并有意义的工作。
通过遵循人体工程学设计原则，可以设计出更加符合人体使用特性的血压计产品，提升用户体验和测量准确度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
便携式电子血压计设计包旭鹤(复旦大学 上海 200433)摘 要:电子血压计克服了水银血压计操作专业化强,不易携带等缺点,呈现出家用化的趋势。
首先从分析血压测量方法入手定出了系统工作原理。
然后用基于P IC 16F 877为控制核心辅以气压传感器和外围的模拟电路以及L CD 驱动芯片组成的硬件结构实现了电子血压计的设计。
同时介绍了P IC 16F877内的软件流程。
经过电子血压计实物样机测试,其功能完全达到实际使用的要求。
该电子血压计设计具有低成本、小型化、低功耗、自动化程度高的优点,有较高的实用价值。
关键词:血压计;PIC 16F877;便携式;巴特沃思滤波器中图分类号:T P368.1 文献标识码:B 文章编号:1004373X(2007)0800704Design of Portable Electronic Blood Pressure MonitorBA O X uhe(Fudan University,Shang hai,200433,China)Abstract :T he disadvantag es o f mercury blo od pr essure monito r such as demand o f pro fessional operating and no t po rtable can be over come by electr onic bloo d pr essure mo nitor ,which causes t he trend tow ards family expenses.At F irst,principle of the sy st em is schemed after analyzing the metho d o f measur ing bloo d pr essure.T hen the hardwar e structure based o n kernel co nt ro ller PIC16F877,air press sensor ,analo gy circuit and L CD module is implemented.T he fir mwar e flo w is also pr esented.Accor ding to v erif y result o f t he electr onic bloo d pressure monito r prot oty pe,all request is meet.T here ar e sever al advantages such as low cost,small sized,lo w pow er consumptio n and hig h automation in this design of electr onic blood pressur e mo nitor ,which has much pr actical v alue.Keywords :bloo d pressure monito r;PIC 16F877;por table;butterw or th filt er收稿日期:20060829随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高,医疗检测设备的家庭化逐渐成为了趋势。
其中家用电子血压计就是典型的家庭医疗检测设备之一。
血压计大致上可分为两种:一是水银式血压计,其优点为数值稳定,其缺点为:无法一人自行操作,且必须专业医护人员操作,肉眼观察误差极大主观性强,体积较大不易携带。
二是电子式血压计其优点为:使用简易,可一人独自操作,测量值便于记录,体积轻巧便于携带。
电子式血压计具备了诸多优点,越来越受到普通家庭的欢迎。
本文介绍了以PIC 16F 877为控制核心,辅以气压传感器FGN -605PGSR 和用作传感器与M CU 之间模拟信号处理的LM 324/331模拟电路以及LCD 驱动芯片HD44780A,实现了家用电子血压计的设计。
该设计尽量将系统使用的芯片和被动组件数量降低,故具有低成本小型化低功耗的特点。
1 PIC 16F877单片机PIC16F877单片机[1,2]美国微芯(M icro Chip)公司推出的8位CM OS FL ASH 28/40引脚的单片机。
单片机采用RISC CPU ,有35条单字节的指令,即保证了必要的指令效率也兼具了控制芯片成本和简化编程复杂度。
其主要特点如下:宽工作电压为2.0~5.5V ;时钟周期为0~20M H z 指令周期为0~5M Hz;片内FLA SH ROM 为8k Words,RAM 为368B,E 2PROM 为256B;低功耗工作电流<0.6mA@3V 时钟周期为4M Hz;2个8位和1个16位定时器;2个16位捕捉/比较模块或2个10位PWM 模块;10位多信道ADC;串行通信口SPI,I2C,U SART 及8位并行通信口。
2 外围组件介绍FGN -605PGSR 是日本专业传感器供货商fujikura 公司推出的专门用于血压计的气压传感器[3],其尺寸为10.3mm 7mm 9.5mm,可测压力范围-34.47~+34.47kPa 符合所要量测的压力范围。
FGN -605PGSR 原理是在恒流源供电的文氏电桥上的电阻随气压变化而输出双端差分电压信号。
LM 324是常用的4运放14脚双列直插集成电路,LM 311是常用的4比较器14脚双列直插集成电路,其具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,低价等优点。
H D44780A 是日立推出的点阵字符液晶显示控制器和驱动器,可显示16字 1行或16字 2行或20字 4行之文字模式,每个字为5*7点矩阵字型。
图1 P IC16F877管脚配置图3 电子血压计工作原理3.1 血压测量原理定义血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。
由心脏出来的血液,需要有推力,才能绕行身体一周,心脏就是借着不停的收缩、放松,将血液推送前进。
血压有两种,一是收缩压:是当心脏收缩把血液打到血管所测得的血压,二是舒张压:是心脏在不收缩所得的压力。
当袖带的压力等于血压时,血液开始可以流通而产生所谓的袖带声,这时候也就是收缩压,必须开始从这里做记录,直到最后当袖带声没有的时候,此点即为舒张压。
3.2 系统工作原理系统框图如图2所示。
系统由压力传感器(FGN -605PG SR),恒流源(LM 324 1),差分放大(LM 324 3),0.8H z 二阶高通滤波(LM 324 1),200倍放大(LM 324 2),38Hz 二阶低通滤波(L M 324 1),血压脉冲触发(LM 311 1),液晶驱动器(H D44780A )和单片机(PIC16F877)组成。
图2 电子血压计系统框图单片机主要工作为:PWM 输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压;一路ADC 采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压;一路ADC 采样袖带内气压交流分量经分析计算分析后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置;接收血压脉冲信号触发A DC 工作;将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
一次测量血压的过程[4]为:按激活键单片机PWM 输出控制气泵充气至200mmH g 高,慢慢以每秒约下降5mmHg 的速度放气。
压力传感器输出信号经差分放大器后变单端信号一路送入单片机A DC 监视直流分量,另一路送入0.8H z 二阶高通滤波器滤除直流分量;交流分量经200倍放大后输入38H z 二阶低通滤波器去除电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰并将此信号维持在0~5V 之间,滤波后的交流分量一路送入血压脉冲触发然后触发单片机A DC 工作,另一路送入单片机ADC 计算幅值,先找出最大振幅值A max ,在往前找幅值为0.5A max 的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压,往后找幅值为0.8A max 的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压,将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
血压信号及收缩压和舒张压位置如图3所示。
图3 血压交直流信号及收缩压和舒张压位置4 硬件设计4.1 PIC16F877单片机[1,2]时钟输入 外接有源晶振通过O SC1/CLKIN(Pin13)输入8M H z 主频。
电源输入 系统电源为9V 电池,通过外部7805降压到直流5V 输入V DD (Pin11,32)。
按键输入 按键低电平脉冲通过RB0/IN T (Pin33)输入,以中断方式触发一次测量血压的过程,中断服务子程序有消除按键抖动的处理。
气泵驱动 RC1(Pin33)为内部PWM 模块的输出信道,PWM 驱动气泵充气和放气。
喇叭驱动 RC3(Pin37)驱动喇叭输出测量血压时的提示和过程声音。
液晶驱动控制 对HD44780A 输出指令和数据进行显示控制,RC.3~5(Pin18,23,24)接HD44780A 控制线RS,R/W,EN;RD.0~7(Pin19~22,27~30)接HD44780A 数据总线DB0~7。
4.2 提供传感器偏置的恒流源如图4所示,运放LM 324-11输入正端为可设定的直流偏置电压V ref ,L M 324-11输出端和输入负端提供了压力传感器电桥恒流偏置的回路。
回路电流为:I s ensor =V ref R 3=1R 3 R 2R 1+R 2V cc回路电流大小可由R 1,R 2,R 3来调节。
4.3 差分转单端输出的放大电路如图4所示,经过两个运放LM 324-12,13隔离,LM 324-14差分放大后其输出电压为:V ou t =-R 6R 5(V +-V -)4.4 0.8H z 二阶高通巴特沃思滤波器[5]采用二阶巴特沃思二阶高通滤波,运放L M 324-24接成跟随器放大倍数为1,高通滤波器的传递函数为:H 1(S)=S2S 2+S C 1+C 2R 14C 1C 2+1R 14R 15C 1C 2取二阶巴特沃思网络函数的系数a 11=1.414,截止角频率 c =0.8 2,取C 1=C 2=0.1 F 。
可以计算得到:R 14=C 1+C 2C 1C 2a 11 c=0.1+0.10.1 0.1 1.414 0.8 2= 1.41MR 15=1R 14C 1C 2 2c =11.41M 0.1 0.1 (0.8 2 )2= 2.86M4.5 200倍放大电路如图4所示,用两个级运放LM 324-21,22搭成的比例放大电路,第一级为20倍放大,第二级为10倍放大。
4.6 38H z 二阶低通巴特沃思滤波器[5]采用二阶巴特沃思二阶低通滤波,运放LM 324-23接成跟随器,放大倍数为1,低通滤波器的传递函数为:H 2(S)=1R 12R 13C 3C 4S 2+S R 12+R 13R 12R 13C 4+1R 12R 13C 3C 4取二阶巴特沃兹网络函数的系数a 11=1.414,截止角频率 c =38 2,取C 3=C 4=0.1 F 。