【正文】 我們把傳感器看成線性傳感器來應(yīng)用，則任意壓力值轉(zhuǎn)換為mmHg值的公式為 ADC_mmHg=(300*ADCData+11972)/23944 (51)經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本課題所設(shè)計(jì)的傳感器系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)壓力系統(tǒng)相比較，其誤差能穩(wěn)定在1mmHg以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。圖51為本課題在線仿真時(shí)的界面。10）滿點(diǎn)錯(cuò)誤：在開機(jī)時(shí)，如果檢測到滿點(diǎn)不在3000到6000之內(nèi)，說明滿點(diǎn)出錯(cuò)，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測量出錯(cuò)），液晶閃爍“Er A”，閃爍13次后，停止閃爍，液晶始終顯示“Er A”。5） 氣路漏氣：全自動(dòng)加壓時(shí)，若腕帶過松而使加壓過慢，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 4”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。 報(bào)錯(cuò)機(jī)制電子血壓計(jì)在測量血壓過程中由于種種原因會(huì)出現(xiàn)一些測量錯(cuò)誤狀態(tài)，編程的時(shí)候我們將這些錯(cuò)誤分類后用一個(gè)run_mode變量記錄下來，方便調(diào)試與用戶體驗(yàn)。血壓測量過程：血壓測量的控制技術(shù)[10]（如圖42所示）是血壓計(jì)的控制核心，主要是血壓計(jì)袖帶充放氣的控制以及軟件算法的編寫，其控制過程直接影響血壓計(jì)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。MPS1210006GE傳感器在恒流源供電的情況下由特性曲線可知，不必再對(duì)傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，且線性度也很好；本文還給出了傳感器工作電路的設(shè)計(jì)過程，合理的選擇了供電電流。10%mA，可由電源模塊直接供電。2．泵標(biāo)準(zhǔn) 所選定的泵同樣必須首先滿足中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)無創(chuàng)自動(dòng)測量血壓計(jì)的規(guī)定。[18]。 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1．閥標(biāo)準(zhǔn)所選定的閥首先必須滿足中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)無創(chuàng)自動(dòng)測量血壓計(jì)的規(guī)定。在這我們應(yīng)用了定義指針的方式，指針也是一個(gè)變量，它的含義就是指向一個(gè)地址空間。圖314 LCD控制圖表31 LCD真值表設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，單片機(jī)的COM1~COM4口分別和液晶的1~40~37管腳相連，單片機(jī)的SEG口按控制需要與液晶的5~36號(hào)管腳相連。選擇20k偏置電阻可以得到較好的顯示效果，但電流相對(duì)會(huì)大一些，不適合低功耗的應(yīng)用。由P5SS、P6SS、P7SS、P8SS、PXSS寄存器控制，Segment 136和COM1COM4腳還可以當(dāng)作I/O口使用。判斷壓力值穩(wěn)定要同時(shí)滿足以下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際電路中取R1=20k,R2=,R3=1k；經(jīng)驗(yàn)證可以滿足設(shè)計(jì)要求而且AD轉(zhuǎn)換也幾乎沒有造成太多的精度浪費(fèi)。OP+，但是實(shí)際電路測得OP=，原因就在于假如OP=， ,傳感器電阻為5K，所以不可能達(dá)到這么大的值，設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)該考慮這一點(diǎn)。由于指標(biāo)規(guī)定靜態(tài)誤差要小于1mmHg,即非線性誤差要小于1/300=%FS, 這一點(diǎn)恒流源和恒壓源都符合條件，但是使用恒壓源需要對(duì)其進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所以，綜合考慮傳感器最終確定的供電電路為恒流源供電。 恒流源供電在溫度0~50℃之間，傳感器受到溫度影響的比例較小， 超過此溫度范圍收到溫度的影響較大且不易補(bǔ)償。采用差動(dòng)電路。 漏氣程度1mmHg/min。10mV。允許測量誤差最大為1mmHg。ADC時(shí)鐘計(jì)算公式為： ADC時(shí)鐘=fSYS / 2 / (256TADC [7:0]) (31)其中fSYS為系統(tǒng)時(shí)鐘，TAD為ADC時(shí)鐘控制寄存器。本課題中選擇外部VREF=。TMS：調(diào)試接口，測試模式選擇。當(dāng)選擇振蕩器2 時(shí)鐘（OSC2CLK）作為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率分頻器的輸入時(shí)鐘（OSCSCLK ）（FS=1）并且系統(tǒng)進(jìn)入掉電（PowerDown ）模式時(shí)，振蕩器2 時(shí)鐘（OSC2CLK）會(huì)被關(guān)閉，而振蕩器1 時(shí)鐘（OSC1CLK）仍然會(huì)被打開，用以支持片上外圍設(shè)備（例如定時(shí)器3 、時(shí)基定時(shí)器等）。SOT233 、SOT89SNT6A（H）。A 最大值 15 mV）。F以上的陶瓷電容器。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)電源模塊，本課題所設(shè)計(jì)的血壓計(jì)類型為全自動(dòng)臂式電子血壓計(jì)，其電池電壓為6V，所以我們需要一個(gè)降壓穩(wěn)壓模塊將電池電壓降到一個(gè)穩(wěn)定的VDD。在同樣振蕩頻率下，較之傳統(tǒng)的8051芯片它具有運(yùn)行更快速，性能更優(yōu)越的特性。圖24為本課題中所設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)硬件框圖。根據(jù)氣袖在減壓過程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡(luò)線來判定血壓是示波法的精髓。聽脈搏音用電子拾音器來完成。常見的間接測量方法有柯氏音放大法和示波法[10] [11]。血壓有兩種，一是收縮壓：是當(dāng)心臟收縮把血液打到血管所測得的血壓，二是舒張壓：是心臟在不收縮所得的壓力。 章節(jié)安排 第一章緒論部分主要介紹電子血壓計(jì)發(fā)展趨勢以及給出了本文主要研究內(nèi)容。第一代和第二代電子血壓計(jì)技術(shù)用于臂式血壓計(jì)?！?　　特征1：只使用一個(gè)排氣閥——電子控制排氣閥，同時(shí)用于定速排氣及測量結(jié)束時(shí)的快速排氣；　 　　特征2：智能加壓?！?　　機(jī)械式定速排氣閥的缺點(diǎn)之二是，其排氣速度通常按照中等粗細(xì)的胳膊來設(shè)定，而實(shí)際的使用者的胳膊或粗或細(xì)，從而影響測量精度[6]。但是，水銀血壓計(jì)操作繁瑣，需有人協(xié)助完成測量[4]。到1896年，意大利人里瓦羅克西在哈爾斯測量馬的血壓的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了深入的分析與研究，經(jīng)過大膽的試驗(yàn)，改制成了一種不破壞血管的血壓計(jì)[2]。電子血壓計(jì)具備了諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越受到普通家庭的歡迎，本文介紹了以中穎公司生產(chǎn)的SH79F6488單片機(jī)為控制核心，輔以壓力傳感器MPS1210006GE實(shí)現(xiàn)了普通家用電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)。前者無論對(duì)動(dòng)脈或靜脈都可連續(xù)測試，而后者只能測量動(dòng)脈的收縮壓和舒張壓。高血壓病不但是長期危害人體健康的一種慢性病，而且它還是腦中風(fēng)、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、腎衰等疾病的禍?zhǔn)住?circuit design。本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定電子血壓計(jì)技術(shù)指標(biāo)；分析電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)工作原理，介紹了測量血壓的示波法原理；對(duì)壓力傳感器的供電電路和特性曲線作了詳細(xì)說明，給出了傳感器的硬件電路設(shè)計(jì)；研究電子血壓計(jì)輸入輸出設(shè)備控制技術(shù)，介紹LCD液晶顯示工作原理，重點(diǎn)研究LCD控制技術(shù)以及泵閥驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)；描述了電子血壓計(jì)的工作流程圖以及電子血壓計(jì)減壓測量過程。九安公司已經(jīng)研發(fā)出一套成熟并已通過國際認(rèn)證的測量血壓算法。第三代電子血壓計(jì)：應(yīng)用于手腕式電子血壓計(jì)。再放氣由于袖帶與手臂的接觸越松，因此壓力傳感器所檢測的壓力及波動(dòng)越來越小。近年來，電子血壓計(jì)方便快捷，很快取代了水銀式血壓計(jì)占據(jù)家用血壓計(jì)的主導(dǎo)地位，從而也對(duì)電子血壓計(jì)的測量精度提出了很高的要求。）研究內(nèi)容（1）收集資料、了解課題，寫開題報(bào)告；（2）進(jìn)行單片機(jī)選型及單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）壓力傳感器選型及其硬件電路設(shè)計(jì)；（4）系統(tǒng)輸入輸出控制電路設(shè)計(jì)，包括按鍵電路、LCD顯示電路等；（5）泵閥控制電路設(shè)計(jì)；（6）編寫并調(diào)試程序；（基于Keil平臺(tái)）（7）異常狀況分析。）該項(xiàng)目來源于九安電子血壓計(jì)產(chǎn)品新單片機(jī)平臺(tái)的開發(fā)，將應(yīng)用于生命健康醫(yī)療相關(guān)的家庭領(lǐng)域，讓使用者在家中就能方便測量血壓。公司實(shí)驗(yàn)設(shè)施齊全，技術(shù)力量雄厚，研究條件優(yōu)越。血壓是人體的主要健康參數(shù)，如心電、腦電、脈搏、體溫等數(shù)據(jù)的變化都與血壓有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，人體的主要器官，如心臟、肝臟、腎臟、腦組織、動(dòng)靜脈、關(guān)節(jié)等疾病的產(chǎn)生和治療，都與血壓的數(shù)據(jù)有密切關(guān)系。示波法也叫振蕩法，是90年代發(fā)展起來的一種比較先進(jìn)的電子測量方法。快速加壓到某一壓力值，通過一個(gè)機(jī)械式定速排氣閥按2~7mmHg/s的速度放氣，并在此放氣的過程中進(jìn)行血壓測量。四、研究內(nèi)容、方法及手段（1）收集資料、了解課題，寫開題報(bào)告；（2）進(jìn)行單片機(jī)選型及單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）壓力傳感器選型及其硬件電路設(shè)計(jì)；（4）系統(tǒng)輸入輸出控制電路設(shè)計(jì)，包括按鍵電路、LCD顯示電路等；（5）泵閥控制電路設(shè)計(jì)；（6）編寫并調(diào)試程序；（基于Keil平臺(tái)）（7）異常狀況分析。本課題來源于天津九安醫(yī)療電子股份有限公司血壓事業(yè)部。 study the sphygmomanometer input and output device control technology, introduces the LCD display working principle, focus on the LCD control technology, as well as pump and valve drive circuit design。時(shí)下老年人對(duì)自己的血壓越來越關(guān)注。測量血壓的儀器稱作血壓計(jì)。如發(fā)現(xiàn)血壓表指針不能回復(fù)零位時(shí)，切勿擅自調(diào)節(jié)螺釘，以免損害表內(nèi)機(jī)芯，此時(shí)應(yīng)將血壓表送到生產(chǎn)廠家或指定服務(wù)部維修。18世紀(jì)初，英國醫(yī)生哈爾斯把一匹高頭大馬作為測試血壓的對(duì)象。為了克服這些不足，10年后，俄國人尼古拉　 　　特征1：使用了兩個(gè)排氣閥——電子快速排氣閥、機(jī)械式定速排氣閥；　 　特征2：初始的加壓壓力大多設(shè)定在200mmHg左右，強(qiáng)調(diào)加壓要快，通常10秒鐘以內(nèi)達(dá)到設(shè)定的加壓值；　 　　特征3：加壓剛停止時(shí)，放氣速度超過7mmHg/s, 幾秒鐘之后才能大致穩(wěn)定在2~7mmHg/s。而且所有的方案提供商手上也只有這一代的技術(shù)方案。圖14 第三代電子血壓計(jì)原理圖　 　　特征1：使用伺服加壓氣泵——控制加壓速度，并在加壓過程中測量血壓；　 　　特征2：只使用一個(gè)排氣閥——電子快速排氣閥，用于測量結(jié)束時(shí)的快速排氣。因此，在使用范圍上來說第二代電子血壓計(jì)具有更廣泛的應(yīng)用[19]。 第六章總結(jié)與展望，總結(jié)了本文的主要工作并對(duì)本課題中的電子血壓計(jì)做了進(jìn)一步展望。直接測量法又叫有創(chuàng)測量法，也就是通過穿刺在血管內(nèi)放置導(dǎo)管后測得的血壓，比如在做心臟介入診斷及治療時(shí)就要監(jiān)督患者的有創(chuàng)血壓。　　柯氏音法分為人工柯氏音法和電子柯氏音法。如圖21所示。 (22)血壓信號(hào)以及收縮舒張壓的位置如圖23所示圖23 血壓交直流信號(hào)及收縮壓和舒張壓位置先找出最大振幅值 Amax ,在往前找幅值為0. 5Amax的瞬態(tài)位置對(duì)應(yīng)血壓直流分量即為收縮壓,往后找幅值為0. 8Amax的瞬態(tài)位置對(duì)應(yīng)血壓直流分量即為舒張壓,將計(jì)算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至液晶驅(qū)動(dòng)器顯示。電子血壓計(jì)概述給出了本課題所要設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)的組成、工作過程以及技術(shù)指標(biāo)，其中的壓力基本誤差部分關(guān)系到傳感器的選型以及其工作電路設(shè)計(jì)。為了達(dá)到高可靠性和低功耗，SH79F6488集成了看門狗定時(shí)器，低電壓復(fù)位功能以及系統(tǒng)時(shí)鐘監(jiān)控功能。輸出電壓精度高。消耗電流少。限制輸出晶體管的過載電流。通過寄存器CLKCON和PLLCON的設(shè)置，可以選擇一種作為系統(tǒng)頻率（SYSCLK ）用以支持CPU及片上外圍設(shè)備。仿真時(shí)還需要JTEG51仿真器相配合。ΣΔADC以很低的采樣分辨率(1位)和很高的采樣速率將模擬信號(hào)數(shù)字化, 通過使用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波等方法增加有效分辨率, 然后對(duì)ADC輸出進(jìn)行采樣抽取處理以降低有效采樣速率。但是，在掉電模式PowerDown下，ADC模塊被禁止。通常應(yīng)用工作頻率選擇1kHz。圖36 傳感器側(cè)視圖 圖37 傳感器頂視圖傳感器技術(shù)參數(shù)：壓力范圍 0~（0~300mmHg） 。重復(fù)性 177。運(yùn)算放大器提供穩(wěn)壓直流電源。另外，采用恒流源供電的另一個(gè)重要原因就是不用溫度補(bǔ)償。 以恒壓源供電的狀況下，傳感器受到溫度的影響較恒流源大十倍（0~50℃之間） 因?yàn)楹銐涸垂╇姷臏囟忍匦詾榫€性，因此在應(yīng)用時(shí)候可以針對(duì)溫度的變化進(jìn)行補(bǔ)償。還要注意。177。此外，還有KS3和KS4可以用于電子血壓計(jì)出場標(biāo)定，此按鍵封裝在電子血壓計(jì)內(nèi)部，用戶不能對(duì)此進(jìn)行操作。 LCD顯示控制液晶顯示器是一種電壓型非主動(dòng)發(fā)光顯示器，典型液晶顯示器利用液晶材料的介電常數(shù)各向異性和折射率各向異性的物理特性[16]，通過改變加在液晶盒上的電壓來改變液晶分子的排列方式，從而改變液晶盒的透光率這一原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)光的控制，通過反射（無背光型）或透射（有背光型）光來實(shí)現(xiàn)顯示。另一種為快速充電方式(Fast Charge Mode)，可以有效降低功耗。由LCDCON1寄存器的FCCTL[1:0]位選擇充電時(shí)間為LCD 周期的1/1/1/16或1/32。比如，單片機(jī)的SEG1口接如果在了液晶顯示屏的19號(hào)管腳上，在單片機(jī)900H地址上寫0X05，則對(duì)應(yīng)的1B、1C就會(huì)亮，1D、1G就會(huì)滅。 泵閥控制電路設(shè)計(jì)電子血壓計(jì)加壓有快速上氣加壓、慢勻速上氣加壓、慢速階梯上氣加壓等幾種類型。The device, when set up in its normal operating configuration, shall maintain the safety and performance characteristics specified in this standard during operation over the following ranges of environmental conditions, individually or in any usual bination:a) A range in temperature of 5 to 40。b) 氣閥/袖帶放氣率氣閥應(yīng)可調(diào)節(jié)并能按系統(tǒng)整體有效性的要求控制和維持適當(dāng)?shù)慕祲核俾省Ｆ漕~定工作電壓6V，額定電流小于400mA,設(shè)計(jì)電路時(shí)考慮到功耗問題我們選擇甭的驅(qū)動(dòng)電流為200mA，可由電源模塊直接供電。9014三極管工作在飽和區(qū)，當(dāng)PWM1為高電平時(shí)，9014基極電流約為3mA，放大倍數(shù)β約為60，所以放大電流應(yīng)該能達(dá)到180mA左右，但是三極管一直工作在放大狀態(tài)功耗太大，所以9014在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候讓它工作在飽和狀態(tài)即可。按鍵：KS1是開始按鍵，短按KS1可以進(jìn)入血壓測量過程；短按KS2記憶瀏覽；同時(shí)按KS1和KS2達(dá)1s以上就可以