【正文】 值相匹配的兩個運放組成第一級放大。其原理圖如圖32所示。圖31 傳感器BP01圖31中output1與output2為信號的輸出端，血壓信號由這兩端進入差分放大器做進一步的處理。引腳焊接溫度（最大值）：250℃（2～4秒）。、環(huán)境溫度TA為25℃時的主要性能參數(shù)。)加 壓：智能自動充氣減 壓：放氣速率恒定控制電力檢測：BP01型壓力傳感器使用環(huán)境：溫度：5~40℃；濕度：85%顯示方式：LED顯示功 耗：微小提示方式：蜂鳴提示3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 壓力傳感器及血壓信號的采集本系統(tǒng)采用了德利康公司的BP01型壓力傳感器來采集血壓信號，BP01型壓力傳感器是為監(jiān)測血壓而專門設(shè)計的,主要用于便攜式電子血壓計。氣泵的充氣以及排氣也是由微處理器控制的。由于本文選用的是幅值系數(shù)法，需要分離出袖帶壓信號和脈搏波信號，根據(jù)袖帶壓信號和脈搏波信號的頻率特征，其中一路信號由低通濾波器分離出袖帶壓信號，另一路由帶通濾波器分離出脈搏波信號，一并送入A/D轉(zhuǎn)換器。（3）中央處理單元中央處理單元的主要組成部分為單片機AT89C51,其主要完成的工作有:通過串口接收單片機給出的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及控制命令，并向單片機傳送測量數(shù)據(jù)，其中包括計算收縮壓、舒張壓、平均壓數(shù)據(jù)、對氣泵及模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制、測量過程中的各種算法實現(xiàn)。整個系統(tǒng)總體上主要由以下幾個部分組成：（1）信號采集部分信號采集部分主要包括一個壓力傳感器、前置放大器、帶通濾波器與低通濾波器主要完成袖帶壓力及脈搏信號檢測。而平均壓若連續(xù)的增加或減少，最有可能的是由高血壓或低血壓所引起。示波法可以測量動脈平均壓。因此，示波法血壓測量關(guān)鍵就是獲得放氣過程中脈搏波隨袖帶壓變化的曲線。血壓（mmHg）2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 3218016014012010080604020時間（s）圖21 基于示波法的血壓檢測過程圖檢測過程實際上要進行的是一個序列動作，在初始階段MCU控制袖帶充氣，充氣系統(tǒng)向袖帶加壓至一定值(如200mmHg)，確保超過收縮壓，使血流阻斷，同時對袖帶中因脈搏引起的壓力波動進行采樣，采樣結(jié)束后控制氣閥放氣，使袖帶減壓。2 總體方案 血壓測量原理本設(shè)計試圖采用示波法來測量血壓，其實質(zhì)就是用電子設(shè)備來測量脈博，分析脈博，從而得出臨床所需要的各種科學(xué)準確的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)設(shè)計正是從這一背景下，從市場的迫切需求出發(fā)，廣泛借鑒國內(nèi)外已有經(jīng)驗成果的基礎(chǔ)上，深入進行無創(chuàng)血壓測量方法的研究，力圖在測量算法和工程實現(xiàn)兩方面作一些有益的探索，使無創(chuàng)血壓測量能做到快速、準確，不受人為因素的影響及環(huán)境的干擾，同時盡量降低成本，力爭為國內(nèi)市場提供具有較高性價比的醫(yī)學(xué)儀器。直接法測量血壓測量值準確，并能跟蹤動脈血壓的瞬時變化，但測量時必須經(jīng)皮將導(dǎo)管放入血管內(nèi)，是一種創(chuàng)傷性的方法，一般限于危重病人或開腔手術(shù)病人。血壓檢測對防病治病、及早發(fā)現(xiàn)疾病，都有重要意義。其主要缺點是：① 易受外界振動的影響，如人為振動袖帶、氣管的振動、人的身體運動等。下面只對此測量方法的優(yōu)缺點進行討論。（3）示波法示波法又稱為測振法，是20世紀90年代發(fā)展起來的一種比較先進的電子測量方法，其原理如下：首先把袖帶捆在手臂上，自動對袖帶充氣，到一定壓力(一般為180~230mmHg)開始放氣，當(dāng)氣壓到一定程度，血流就能通過血管，且有一定的振蕩波，振蕩波通過氣管傳播到機器里的壓力傳感器，壓力傳感能實時檢測到所測袖帶內(nèi)的壓力及波動。② 一致性比較好，不存在不同醫(yī)生之間產(chǎn)生的差異。聽脈搏音用電子拾音器來完成。一般來說，在人工測血壓時，不同的醫(yī)生對同一被測人不同時間的測量結(jié)果是有差別的。② 不同人的聽力、分辨力各異，對特征音的辨別上(即時間上)有差異。這時認為血管完全未受擠壓(如圖11的P2點)，也就是作為低壓，即舒張壓。血壓通過導(dǎo)管內(nèi)液體的耦合傳導(dǎo)給傳感器的膜片，液壓的變化可造成膜片中心的彈性位移，由傳感器把壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號送入血壓監(jiān)護儀進行處理和顯示。一類是把血管內(nèi)的血壓經(jīng)過一段充滿液體的導(dǎo)管傳遞到體外的壓力傳感器，即液體耦合法；另一類是把傳感器安裝在導(dǎo)管的頂端，直接插入到血管中，從而去掉了耦合液體，這種裝置稱為血管內(nèi)壓力傳感器。 血壓的幾種測量方法臨床上根據(jù)對人體血壓測量方法的不同可將血壓測量技術(shù)分為直接測量(又稱為血壓有創(chuàng)測量)和間接測量(也稱為血壓無創(chuàng)測量)。1897年Hill和Barnard提出當(dāng)震蕩幅度達到最大時，對應(yīng)的氣袖壓力是平均壓。1773年英國牧師SHales在馬身上測到了血壓，而人體動脈血壓的直接測量從1856年才被臨床接受。關(guān)鍵詞：AT89C51；示波法；數(shù)模轉(zhuǎn)換ABSTRACTThe full study design based on the idea of introducing a variety of advanced signal processing technology and intelligent technology from foreign design, oscillometric method is the primary method of this design, this paper based on this method to achieve hardware and software design process of the electronic blood pressure monitor, also highlighted the MCU and its peripheral chips in the circuit design. The electronic blood pressure monitor automatically to the human body can be a simple measurement of blood pressure, and when blood pressure excesses normal standard, the alarm will attract the attention of patients. This article use MCUAT89C51as the blood pressure monitor 39。本人授權(quán)許昌學(xué)院可以將畢業(yè)設(shè)計的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編設(shè)計。本科生畢業(yè)設(shè)計基于單片機的便攜式電子血壓計設(shè)計與仿真 2獨 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的研究成果。簽名： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　 日授 權(quán) 聲 明本人完全了解許昌學(xué)院有關(guān)保留、使用本科生畢業(yè)設(shè)計的規(guī)定，即：有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交畢業(yè)設(shè)計的復(fù)印件和磁盤，允許畢業(yè)設(shè)計被查閱和借閱。本設(shè)計以單片機AT89C51作為電子血壓計的核心，利用BP01型壓力傳感器將血液對血管壁的壓力轉(zhuǎn)換為電信號，并將其送入A/D轉(zhuǎn)換模塊將血壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后在單片機的控制下進行顯示、存儲、傳輸?shù)忍幚怼/D Convert目 錄1 緒論 1 血壓計發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀 1 血壓的幾種測量方法 1 電子血壓計設(shè)計的任務(wù) 42 總體方案 4 血壓測量原理 4 系統(tǒng)總體方案概述 6 系統(tǒng)組成部分 6 系統(tǒng)組成部分框圖 7 電子血壓計的技術(shù)指標 83 系統(tǒng)硬件設(shè)計 8 壓力傳感器及血壓信號的采集 8 信號預(yù)處理電路設(shè)計 10 前置放大器 10 袖帶壓力信號處理 12 脈搏波信號的處理 14 信號預(yù)處理總體電路圖 16 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 17 ADC0809的基本用法 17 ADC0809與單片機的連接 18 數(shù)據(jù)顯示 19 氣泵控制和血壓報警電路的設(shè)計 204 系統(tǒng)軟件設(shè)計 21 收縮壓和舒張壓的確定算法 21 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 23 系統(tǒng)軟件模塊化設(shè)計 24 血壓信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換 24 收縮壓與舒張壓的計算 255 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 25 結(jié) 論 30參考文獻 31附 錄 32致 謝 40 44 1 緒論 血壓計發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀自1862年生理學(xué)家WHarrey創(chuàng)立了循環(huán)理論之后的幾百年來，人們一直在尋找一種既方便可行又準確可靠的血壓測量方法，但迄今為止，各種方法各有缺陷，均不盡人意。1890年Roy和Adami提出這個震蕩開始時對應(yīng)的氣袖壓力是收縮壓，當(dāng)震蕩達到最大時對應(yīng)的氣袖壓力是舒張壓。由于技術(shù)條件的限制，早期的研究僅限于實驗室，而隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，以之為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)電子技術(shù)作為一門新興學(xué)科也得到了空前的發(fā)展，在此背景下，集成微處理器和集成壓力傳感器相繼出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，使得測振法逐漸在無創(chuàng)血壓儀中得到了具體實現(xiàn)，測振法也更名為示波法。其測壓裝置依據(jù)傳感器元件所安放的位置一般可分為兩類。導(dǎo)管內(nèi)一般注滿生理鹽水。繼續(xù)放氣通過聽診器能聽到強而有力的脈搏聲，且慢慢變輕，直至聽到很平穩(wěn)較正常脈搏聲。主要原因是：① 醫(yī)生在聽音時要不斷觀察水銀壓力計的變化，由于人的反應(yīng)不一樣，在讀取血壓值時，有一定差距。④ 由于聽脈搏音沒有一種直觀的比較方法，很多方面與主觀因素,且與醫(yī)生的熟練程度和技術(shù)有關(guān)。它的基本原理是把人工柯氏音法用電子技術(shù)來完成，也就是對袖帶加氣、放氣用氣泵來完成。這種方法的優(yōu)點是：① 減輕了醫(yī)生的勞動強度。③ 不同人的脈搏強弱也對測量結(jié)果有一定影響。我們假設(shè)選擇波動最大的時刻為參考點，以這點為基礎(chǔ)，~，這一點為高壓(即收縮壓)，~，這一點所對應(yīng)的壓力為低壓(即舒張壓)，而波動最高的點所對應(yīng)的壓力為平均壓。以往采用有創(chuàng)法測量平均壓，或利用收縮壓和舒張壓通過經(jīng)驗公式估算平均壓，而估算出的平均壓易受多種因素的影響，難以正確的反映平均壓；② 采用示波法測量血壓時，袖帶內(nèi)無拾音器件，故不受外界噪音的影響，可以在比較嘈雜的環(huán)境中使用，同時也不存在柯氏音法中拾音器件的定位問題，較少受操作因素的影響；③ 示波法可用于小孩、新生兒及某些嚴重低血壓患者的血壓測量，柯氏音法在測量兒童和某些低血壓患者血壓時，常常因為動脈血流聲音的頻率低于人的聽覺而導(dǎo)致無法測量。心臟的泵學(xué)功能、心律、周圍血管的阻力和大動脈的彈性、全身的血容量及血液的物理狀態(tài)等因素都反映在血壓的指標中。血壓測量方法可分為直接法和間接法兩種。而目前國內(nèi)的無創(chuàng)血壓儀幾乎均依賴進口，價格十分昂貴，這無疑極大地增加了醫(yī)療成本，從而將負擔(dān)轉(zhuǎn)嫁給了患者。結(jié)果表明，本設(shè)計的算法理論研究是成功、可行的，基于此算法的血壓儀能快速的測量收縮壓、平均壓、舒張壓等