【正文】 大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 33 頁 共 50 頁 4 血壓計控制器調(diào)試及測試 系統(tǒng) 組裝 調(diào)試 按照 PCB 設(shè)計圖，焊接好相應(yīng)的元器件，其中按鍵接口，調(diào)試接口，電源接口，氣泵、電磁閥的接口采用排陣引出，方便調(diào)試 。 圖 44 實(shí)際測量結(jié)果圖 另外，對不同的測試對象進(jìn)行一個簡單統(tǒng)計，分別用本設(shè)計測量，及購買的血壓計測量，測量結(jié)果見表 41。在使用時，需要用一個準(zhǔn)確的汞柱血壓 計一同校核，專業(yè)性較強(qiáng)。 ? 后期維修簡單，維修點(diǎn)較少。單片機(jī)的種種優(yōu)點(diǎn)，決定它在以后會占有很大市場。 void PWM_speed(bit ch,bit run,unsigned int speed)。 // pragma rambank0 bit key_press。 LCD_init()。 AD_RES_H=_adrh。 set_count=1。 case 2: if(set_mode) { switch(set_count) { case 1:if(++min==60)min=0。 default:break。 case 4:if(++month==13)month=1。 } else sw_flash=1。 //一秒時間處理 } 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 42 頁 共 50 頁 // if(key_release) { key_release=0。 while(_eocb)。 //為 1時是時間設(shè)置模式 pragma norambank // 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 41 頁 共 50 頁 void main() { unsigned char i。 //設(shè)置時間切換計數(shù) unsigned int t。 void display_lcd()。不僅 是對三年學(xué)習(xí)的總結(jié)更是 增強(qiáng)了自己對單片機(jī)知 識更深一步的學(xué)習(xí)， 在單片機(jī)開課的時候，對 它也是種種不解，不知道這是怎么 個東西，我印象中是在學(xué)習(xí)指令那一塊時，才漸漸理解單片機(jī)。 ? 便攜式設(shè)計，方便攜帶 。 圖 44 設(shè)置時間界面 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 37 頁 共 50 頁 結(jié) 論 畢業(yè) 設(shè)計 內(nèi)容包括 傳感器技術(shù)、模 電電子技術(shù)、醫(yī)學(xué)器械等 。 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 34 頁 共 50 頁 圖 42 elink調(diào)試器外觀圖 操作及 測試 調(diào)試好的血壓計控制器，在實(shí)際 測試中，與其他血壓計測量結(jié)果相差無幾 。 //開啟定時器 另外 ， 測量的數(shù)據(jù) 包括收縮壓、舒張壓、年月信息 ，通過單片機(jī)的 自帶的 EEPROM，將數(shù)據(jù)保存在 EEPROM 中 ,實(shí)現(xiàn)掉電存儲 。 _t0af = 0。 _vlcdc=0x88。 計算收縮壓和舒張壓是根據(jù) ADC 采集的數(shù)據(jù)，找到脈搏波最大 振幅 Amax 的那一點(diǎn)的靜態(tài)壓力。 系統(tǒng)首先關(guān)閉電磁閥，打開氣泵，給袖帶充氣，同時 ADC開始工作，直到系統(tǒng)檢測不到脈搏波時停止充氣，進(jìn)入緩慢泄氣狀態(tài)。 程序設(shè)計 主程序流程 如圖 33 所示。 LCDCTRL 寄存器 中 LCDEN 位，它提供了整體的 LCD 使能 /禁止功能時，才會生效時，該設(shè)備是在正常，慢速或空閑模式。 //選擇 AN0 作為 A/D 接口 //開始轉(zhuǎn)換 : _START=0。當(dāng)引腳被選擇為一 A/D 輸入，其原有的功能是否它是一個 I/O或其他引腳共用功能將被刪除。 _ccvrefc=0x89。 //使能穩(wěn)壓模塊 _ccvrefc=0x0f。雙電壓將被 用作調(diào)節(jié)器的輸入。 _smod0=0x03。 圖 31 HTIDE3000開發(fā)環(huán)境 系統(tǒng) 軟件 初始化 設(shè)置 系統(tǒng)初始化模塊，包括對系統(tǒng)時鐘的初始化， 電源管理部分，靜態(tài)電流發(fā)生器，以驅(qū)動傳感器， ADC 初始化， LCD液晶驅(qū)動 的寄存器設(shè)置， 以及 IO 口的配置。晶振電路離單片機(jī)盡量靠近，保證時鐘頻率準(zhǔn)確。 圖 211 供電原理圖 另外單片機(jī)內(nèi)部集成了 Charge Pump 和 Voltage Regulator功能如圖 212所示，可以提供 2 倍的電源電壓，和穩(wěn)定的 電壓供給 ADC作參考電壓。 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 18 頁 共 50 頁 SCF的增益由下式給出如下公式： ]05[456 ：增益 S C FS C F ??? (24) 對 SCF需要具有 大約為 100Hz的頻率的時鐘。在第二階段，被稱為 G12，具有（ 32? 63） / 32的倍數(shù)，并通過控制 PGAC1寄存器。 該電路可以 通過設(shè)置 CCVREFC寄存器 來 選擇的輸出電壓為 ? ，以 。 MPS3117產(chǎn)品尺寸 77mm的 壓阻式壓力傳感器，可經(jīng)由定電壓 (5 Vdc)或定電流 (1, mA)驅(qū)動產(chǎn)生正比于輸入壓力之毫伏等級電壓輸出訊號，具有優(yōu)異的性能與長時間穩(wěn)定性。 外部 晶體振蕩器是一個低頻振蕩器，經(jīng)由配置 選項(xiàng)選擇。所有振蕩器選擇通過配置選項(xiàng)選擇。在這段時間內(nèi)，單片機(jī)的正常操作是被禁止的。在硬件上使用 eLink 搭 配專用的OCDS（ OnChipDebugSupprt）架構(gòu)的 MCU，可提供與最終 MCU 相同的封裝及特性的模擬?？焖賳拘寻l(fā)生后， fSUB 為單片機(jī)提供一個次時鐘，使系統(tǒng)能夠在更短的時間內(nèi)快速喚醒。該系列單片機(jī)提供高、低速兩種時鐘源，它們之間可以動態(tài)切換， 用戶可通過優(yōu)化單片機(jī)操作來獲得最佳性能 、 功耗比。 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 10 頁 共 50 頁 12位分辨率的 A/D轉(zhuǎn)換器 。 ：正常，低速， 空閑和休眠 ， 電源關(guān)閉 。 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 8 頁 共 50 頁 電子血壓計的工作原理 當(dāng)袖帶充氣時，袖帶內(nèi)部便會產(chǎn)生一定 壓力， 壓 力傳感器 MPS3117 感 應(yīng)到該壓力時，經(jīng)過 HT45F3W 單片機(jī)內(nèi)部 放大以及濾波電路后，由單片機(jī) 的 ADC 讀入，并進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。同時又可對顯示內(nèi)容實(shí)現(xiàn)個性化設(shè)計，成本也 較低，適合大批量生產(chǎn)。能以 3V 的超低 壓工作；同時也與MCS51 系列單片機(jī)完全 兼容 ,具有 89C51 的功能， 而 且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對 系統(tǒng) 進(jìn)行調(diào)試時， 不需要拿下單片機(jī)進(jìn)行編程 ,而直接進(jìn)行程序調(diào)試 ]3[ 。 血壓計 控制器 設(shè)計方案 設(shè)計總體要求 該種血壓控制器 是將傳感技術(shù)與單片機(jī) 緊密 結(jié)合而成的，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該 能完成三個基本任務(wù) ： 測量 血 管的壓力，并能夠?qū)?信號轉(zhuǎn)變成 電信號； 利用單片機(jī) 采集壓力信號并計算出 高壓與低圧； 能夠 在屏幕上顯示測量結(jié)果。 對個體被測者來說，電子血壓計 和聽診法有差異是很正常的。電子血壓計的臨床驗(yàn)證是以聽診法作為標(biāo)準(zhǔn)、使用統(tǒng)計學(xué)的方法來設(shè)計的。 對同一個人來說，影響血圧因素也非常多，測得結(jié)果在某些情況就不能真實(shí)的反映被測對象的血壓值。 （ 3）電子血壓計 ： 袖帶內(nèi)有一換能器，有自動采樣單片機(jī)控制數(shù)字運(yùn)算，自動放氣程序。 預(yù)防高血壓病，首先量測量準(zhǔn)確的血壓。血壓的高低可直接影響全身各組織器官的血液供給。 如何便捷有效地測量與監(jiān)控高血壓，從而有效預(yù)防與治療高血壓，成為人們對抗高血壓病的首要問題。隨著家庭醫(yī)療保健的普及 ，這種血壓計的市場得以開發(fā)。 在疾病排名冊上，高血壓的危害已居前幾位。測量血壓時，是以血壓和大氣壓作為比較的，用血壓高于大氣壓的數(shù)值表示血壓的高度。 傳統(tǒng)的血壓計操作比 較復(fù)雜， 而且受環(huán)境的影響較大。將脈動波的記錄引入動態(tài)血壓技術(shù)，提供 24小時內(nèi)的每次血壓測量結(jié)果，而且能再現(xiàn)每次測量過程中的波形。 醫(yī)院的醫(yī)生所使用的水銀柱式血壓計，只是壓力測量的工具。 3毫米汞柱 (177。顯示器應(yīng)該選用 顯示清晰，亮度高 ， 壽命長 ， 價格低 的顯示器 ]1[ 。非常適用于臂式血壓計及腕式血壓計 以及 各項(xiàng)居家醫(yī)療健康器材 等產(chǎn)品 ]6[ 。 本設(shè)計是基于 HT45F3W 單片機(jī) 設(shè)計的 ,具體裝置方案如圖 11所示 : H T 4 5 F 3 W 單 片 機(jī)M P S 3 1 1 7壓 力 傳 感 器L C D 液 晶 面 板氣 泵電 磁 閥電 源按 鍵 氣 袖 圖 11 血壓計各部件連接圖 系統(tǒng)工作示意圖 : 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 6 頁 共 50 頁 接 通 電 源單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 初 始 化內(nèi) 部 放 大 調(diào) 理 電 路初 始 化A D C 開 始 工 作 采 集數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 處 理L C D 顯 示等 待 按 鍵 喚 醒系 統(tǒng) 進(jìn) 入 睡 眠 圖 12 系統(tǒng)工作示意圖 系統(tǒng)啟動 后 ， 系統(tǒng)進(jìn)行簡單初始化即進(jìn)入睡眠狀態(tài) ,等待開始按鍵 。 HT45F3W 整合了多個可程序調(diào)整放大倍率及偏壓的專用運(yùn)算放大器，內(nèi)部帶 有 12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器， 恒 定電流產(chǎn)生器，同時具有 ChargePump 及Regulatr 等功能，并搭配 IAP（ InApplicatinPrgramming）技術(shù)，對于程序更新及量測數(shù)據(jù)儲存都可輕易完 成。 HT45F3W 型單片機(jī)的 外設(shè)特性 ： ： 16K 16bit， RAM 數(shù)據(jù)存儲器： 512 8bit， EEPRM 存儲器：64 8bit。 驅(qū)動器功能 。 主系統(tǒng)時鐘可來自高頻時鐘源 fH 或低頻時鐘源 fL，通過 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位進(jìn)行選擇。 蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 第 11 頁 共 50 頁 圖 21 HT45F3W單片機(jī)的系統(tǒng)時鐘 HT45F3W 包含有 16KWordFlash 程序內(nèi)存、 512Byte 數(shù)據(jù)存儲器、 64ByteDataEEPRM及 8LevelStack 等核心規(guī)格；同時 具 有 實(shí)用的外圍電路，例如 LCDDriver，可支持多達(dá) 160 點(diǎn) LCDPanel；多組多功能 定時器模塊 可實(shí)現(xiàn)包含 捕獲、比較、 PWM 等功能，另有兩組 SPI 接口作 為通訊使用，并有 用于語音的 D/A，可彈性實(shí)現(xiàn)語音播放的功能。最重要的復(fù)位條件是在單片機(jī)首次上電以后，經(jīng)過短暫的延遲，內(nèi)部硬件電路使得單片機(jī)處于預(yù)期的穩(wěn)定狀態(tài)并開始執(zhí)行第一 條程序指令。與 RES腳上所有相連接的線段必須盡量短以減少噪聲干擾。 此單片機(jī)有 5個系統(tǒng)振蕩器，包括 三 個高速振蕩器和兩個低速振蕩器。 一些配置選項(xiàng)決定是否 XT1/XT2 腳是用于 LXT 還是作為普通 I/O口使用。 圖 26 MPS3117壓力傳感器 內(nèi)部等效電路 傳感器 電路設(shè)計 MPS3117的外圍引腳共有 6個，其中 4腳 為空腳 ]7[ 。通過連接一個外部電阻到負(fù)運(yùn)算放大器的輸入，一個恒定的電流可以被設(shè)置。 2. 該電路包括一個帶通開關(guān)電容濾波器。 SCF PGA輸出信號為測量血壓的交流分量，相當(dāng)于袖帶內(nèi)的脈搏波，利用 ADC可以檢測出脈搏波的最大值，從而計算出收 縮壓和舒張壓。 PCB 設(shè)計片面圖及 PCB3 維圖 ， 見圖 21 215。在 IDE整合開發(fā)環(huán)境中最主要的組件HT8OCDSICE，專為 Flash MCU 量身打造。高速振蕩器 有 外部晶體 /陶瓷振蕩器，外部 RC 振蕩器和內(nèi)部 8MHz的 RC振蕩器。 寄存器 CHPRC 的 REGCEN 位是穩(wěn)壓器 /電荷泵模塊使能 /禁用控制位。如果電壓是 下然后，將 CHPEN 位應(yīng)設(shè)置高，使 能 電荷泵 ， 否則 CHPEN 應(yīng)清除為零。 如果清 0，電路會自動關(guān)閉，這將是在電池供電的設(shè)備的一個重要的考慮因素。在 ACS2? ACS0 位 ADCR 寄存器定義 ADC 輸入通道 號。 _ADE=0。// 開始 A/D While(_EOCB) ?？蛇x擇最適合使用的 LCD 面板在應(yīng)用程序中，可以選擇也盡量減少偏置電流。 其中按鍵喚醒部分是，系統(tǒng)進(jìn)入睡眠后，通過按鍵進(jìn)行喚醒，喚醒后，對一些寄存器的設(shè)置，保證系統(tǒng)時鐘，系統(tǒng)參數(shù)正常，可以正確測量血壓。 測量 模塊流程圖如圖 35 所示。 HT45F3W 的液晶驅(qū)動提供一段顯存 RAM 只需把對應(yīng)的點(diǎn)陣信息寫到對應(yīng)的 RAM 即可，驅(qū)動器就會自動產(chǎn)生驅(qū)動波形，驅(qū)動液晶面板正常顯示。i++) SEG[i]=0x00。 _tm0al = 0