【正文】 x00，只需用到下面三行代碼即可。uchar xdata *PtLCD。 PtLCD=0x0900。*PtLCD=0x00。 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。放氣減壓的形式包括快速放氣減壓、慢勻速放氣減壓、慢非勻速放氣減壓。本課題所研究的電子血壓計(jì)，是基于慢非勻速放氣減壓的原理來進(jìn)行測(cè)量的，所以選擇快速上氣加壓、慢非勻速放氣減壓的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(cè)量血壓計(jì)的規(guī)定。另外，公司產(chǎn)品正在逐步國際化，所以所選定的閥同樣必須滿足美國國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電子血壓計(jì)的規(guī)定。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以下一些性能做出了要求，依據(jù)它們來選擇閥：(1) 工作條件中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)有關(guān)無創(chuàng)自動(dòng)測(cè)量血壓計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)中指出的要求[17] [18]如下。設(shè)備在下列條件下工作：a) 溫度：5~40度； b) 相對(duì)濕度：15%~80%；c) 大氣壓力：80kPa~105kPa；d) 電源電壓：交流電源22V，50Hz；直流電源：按設(shè)備指示的正常工作范圍。美國國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于工作條件血壓計(jì)的工作條件同樣做出了要求。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) A range in humidity of 15% to 90%。c) A range in barometric pressure of 105 kPa to 80kPa.(2) 壽命中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)有關(guān)無創(chuàng)自動(dòng)測(cè)量血壓計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)中指出：設(shè)備經(jīng)過至少10000次滿量程循環(huán)以后，仍應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)中的安全要求和性能要求。，[18]。美國國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)血壓計(jì)壽命的要求與我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中要求的相同。(3) 量程我國醫(yī)藥行業(yè)有關(guān)無創(chuàng)自動(dòng)測(cè)量血壓計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)指出：除非壓力機(jī)為特殊目的設(shè)計(jì)且作出標(biāo)記的。(4) 對(duì)自動(dòng)氣閥的要求我國醫(yī)藥行業(yè)無創(chuàng)自動(dòng)測(cè)量血壓計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自動(dòng)氣閥做出了特定的要求。a) 漏氣閥門關(guān)閉時(shí)，、一個(gè)容器不超過200cm容器內(nèi)的最大壓降。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?。c) 泄氣充滿氣體的系統(tǒng)在閥門全開時(shí)的快速放氣。美國國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于電子血壓計(jì)泄氣所提出的要求和我國的相同。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(cè)量血壓計(jì)的規(guī)定。由于公司的很多產(chǎn)品都要出口國外，所選定的泵也必須滿足美國國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電子血壓計(jì)的規(guī)定。 所選定的泵必須使血壓計(jì)滿足有關(guān)工作條件、壽命和量程的要求，標(biāo)準(zhǔn)如閥的選型。除此之外，所選擇的泵必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中提出的有關(guān)充氣源的要求：除非另有聲明，通常情況下，充氣源應(yīng)能在10s內(nèi)提供足夠的空氣使得200cm的容器內(nèi)的壓力達(dá)到40kPa。 閥泵的選型1．泵的選型根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇泵為快速上氣泵，廈門坤錦電子科技公司生產(chǎn)的CJP37C06A1該泵可以在9s內(nèi)提供足夠的空氣使得500cc的容器內(nèi)的壓力達(dá)到300mmHg。其額定工作電壓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。2．閥的選型根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇廈門坤錦電子科技公司生產(chǎn)的CJV13A06A1。，額定工作電流在6V電源供電情況下為60177。10%mA，可由電源模塊直接供電。 閥泵驅(qū)動(dòng)電路廈門坤錦電子科技公司生產(chǎn)的比例閥，根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊(cè)額定工作電流150mA，而單片機(jī)輸出電流最高只能達(dá)到5mA左右。閥與泵的控制原理相似，只是電路參數(shù)不同。圖317為充氣泵驅(qū)動(dòng)電路。圖317 充氣泵驅(qū)動(dòng)電路 需要注意的是，泵在工作前相當(dāng)于一個(gè)電阻，電阻值很小，在電池電壓為6V的情況下，充氣泵在啟動(dòng)瞬間對(duì)應(yīng)一個(gè)很大的啟動(dòng)電流，約為2A，根據(jù)8550手冊(cè)可以選取一個(gè)比較小的β值，比如令β=50，就可以確定R5的值了，啟動(dòng)后瞬間，充氣泵由阻性變?yōu)楦行裕?550就應(yīng)該導(dǎo)通，不然會(huì)很容易燒掉。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。 本章小結(jié) 本章主要主要介紹了電子血壓計(jì)的控制核心SH79F6488單片機(jī)的主要模塊、壓力傳感器MPS1210006GE特點(diǎn)及電路設(shè)計(jì)、輸入輸出系統(tǒng)以及泵閥控制電路。SH79F6488單片機(jī)具有內(nèi)部集成的可編程增益放大器PGAM模塊，能夠?qū)Σ罘州斎胄盘?hào)進(jìn)行高共模抑制比的放大效果，且放大倍數(shù)可通過編程來選擇；該款型號(hào)的單片機(jī)還具有20位數(shù)據(jù)輸出和16位穩(wěn)定分辨率的高精度ADC模塊，能夠滿足該課題要求的16位分辨率的設(shè)計(jì)要求；具有在線仿真調(diào)試功能，方便查看程序運(yùn)行情況，對(duì)程序調(diào)試具有非常大的意義；內(nèi)部集成了LCD驅(qū)動(dòng)模塊，能方便驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示（詳細(xì)請(qǐng)參閱第四章）；該單片機(jī)可極大的減少外圍測(cè)量電路，有效降低產(chǎn)品成本的同時(shí)提高產(chǎn)品的可靠性。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。按鍵控制基于的是外部中斷模塊，程序檢測(cè)到中斷信號(hào)后會(huì)執(zhí)行按鍵相應(yīng)功能；泵閥控制的關(guān)鍵在于驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，需要注意的是三極管最后一定要工作在飽和狀態(tài)，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間放大狀態(tài)功耗太大，且容易將三極管燒掉；LCD顯示控制部分重點(diǎn)在于SEG管腳與液晶管腳的配置以及字模的編寫。第四章 電子血壓計(jì)軟件系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) 電子血壓計(jì)系統(tǒng)流程圖電子血壓計(jì)工作流程圖如圖41所示。其工作過程主要包括：初始化、按鍵判斷、血壓測(cè)量、結(jié)果顯示。圖41 電子血壓計(jì)工作流程圖初始化：主要包括輸入輸出端口初始化、系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、AD模塊以及PGA模塊初始化、LCD液晶初始化等等。按鍵：KS1是開始按鍵，短按KS1可以進(jìn)入血壓測(cè)量過程；短按KS2記憶瀏覽；同時(shí)按KS1和KS2達(dá)1s以上就可以進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。此外，還有KS3和KS4可以進(jìn)行工業(yè)調(diào)試使用，在此不再贅述。按鍵控制電路詳見第三章。血壓測(cè)量過程：血壓測(cè)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(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。圖42 血壓測(cè)量流程圖液晶顯示：使用段碼LCD顯示，具體見第三章。 算法設(shè)計(jì)測(cè)量血壓的基本原理為示波法（），測(cè)血壓算法主要包括充氣、放氣、采集、計(jì)算并進(jìn)行輸出控制。其中數(shù)據(jù)采集在整個(gè)測(cè)量過程中都在進(jìn)行。算法入口為text函數(shù)，整個(gè)過程是基于一個(gè)waitdata的函數(shù)，我們要求單片機(jī)每隔20ms便采集一個(gè)數(shù)據(jù)，如果采集不到就一直在waitdata函數(shù)中等待。充氣：首先調(diào)用serch_zero找零函數(shù)，即將袖帶戴好后，首先先確定這個(gè)時(shí)候的傳感器零點(diǎn)漂移，成功找到零點(diǎn)后單片機(jī)控制氣泵為袖帶充氣，充氣過稱寫在加壓循環(huán)while模塊中，直至加到初始設(shè)置的加壓高度后停止充氣，跳出循環(huán)，整個(gè)過程若出現(xiàn)錯(cuò)誤則報(bào)錯(cuò)且退出循環(huán)。放氣：成功加壓到設(shè)定的壓力值后，程序開始執(zhí)行放氣檢測(cè)部分，放氣檢測(cè)同樣基于waitdata函數(shù)，系統(tǒng)每隔20ms通過傳感器采集數(shù)據(jù)并將AD轉(zhuǎn)換后的壓力值存入到buf緩沖區(qū)中，然后再根據(jù)示波法由算法部分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算血壓值。數(shù)據(jù)輸出：加壓循環(huán)和檢測(cè)循環(huán)，如果都能順利通過且不報(bào)錯(cuò)的話，LCD液晶上就會(huì)顯示出本次測(cè)量的舒張壓以及收縮壓的值，程序返回并等待下一次測(cè)量。 報(bào)錯(cuò)機(jī)制電子血壓計(jì)在測(cè)量血壓過程中由于種種原因會(huì)出現(xiàn)一些測(cè)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)。錯(cuò)誤顯示如下所示：1） 搜索零點(diǎn)錯(cuò)誤：在開機(jī)后，如果20S未搜索到穩(wěn)定的零點(diǎn)，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 0”，閃爍13次后關(guān)機(jī)，液晶始終顯示“Er 0”。2） 高壓未檢出或心跳小于4次：測(cè)量時(shí)，壓力小于25mmHg后重新加壓測(cè)量次數(shù)達(dá)三次，而未測(cè)出結(jié)果，如果錯(cuò)誤原因是高壓未檢出或心跳小于4次，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 1”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可按ks1鍵關(guān)機(jī)。3） 低壓未檢出或高低壓差為負(fù)值：測(cè)量時(shí)，壓力小于25mmHg后重新加壓測(cè)量次數(shù)達(dá)三次，而未測(cè)出結(jié)果，如果低壓未檢出或高低壓差為負(fù)值，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 2”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可按ks1鍵關(guān)機(jī)。4） 氣路堵塞：全自動(dòng)加壓時(shí)，若腕帶太緊而使加壓過快，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 3”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可ks1按鍵關(guān)機(jī)。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(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 4”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可按ks1鍵關(guān)機(jī)。6） 壓力大于300mmHg：在加壓/測(cè)量過程中，如果血壓計(jì)檢測(cè)到的壓力超過300mmHg，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 5”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可按ks1鍵關(guān)機(jī)。7） 壓力大于15mmHg的時(shí)間超過2min40s：在加壓/測(cè)量時(shí)如果腕帶內(nèi)的壓力在15mmHg以上的時(shí)間達(dá)2min40s，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 6”，閃爍13次后關(guān)機(jī)。也可按ks1鍵關(guān)機(jī)。8） EEPROM訪問錯(cuò)誤：從血壓計(jì)上電開始，如果在使用中出現(xiàn)EEPROM訪問錯(cuò)誤，則停泵放氣，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 7”，閃爍13次后，停止閃爍，液晶始終顯示“Er 7”。9） 三備份內(nèi)容錯(cuò)誤：自血壓計(jì)上電開始，如果檢查到EEPROM中三備份數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容錯(cuò)誤，喇叭“嘩”一聲后（語音功能打開時(shí)，播報(bào)測(cè)量出錯(cuò)）,液晶閃爍“Er 8”，閃爍13次后，停止閃爍，液晶始終顯示“Er 8”。10）滿點(diǎn)錯(cuò)誤：在開機(jī)時(shí)，如果檢測(cè)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(cè)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”。以上列出的是九安公司生產(chǎn)的血壓計(jì)基本的報(bào)錯(cuò)機(jī)制，本課題在程序調(diào)試過程中就涉及到了部分錯(cuò)誤類型，對(duì)于程序的改動(dòng)起到了不可忽視的作用。 本章小結(jié) 本章主要介紹了電子血壓計(jì)軟件系統(tǒng)流程圖，以及對(duì)部分算法做了簡(jiǎn)要說明。血壓測(cè)量過程是電子血壓計(jì)的核心功能，本課題所研究的電子血壓計(jì)屬放氣測(cè)量類型，算法基于的原理為示波法。報(bào)錯(cuò)機(jī)制對(duì)于程序的仿真與調(diào)試起到了不可忽視的作用。第五章 實(shí)驗(yàn)分析 開發(fā)環(huán)境本課題的開發(fā)環(huán)境（IDE）是51內(nèi)核單片機(jī)最常用的Keil軟件，Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。SH79F6488單片機(jī)的JTAG調(diào)試接口配以Keil軟件的Debug功能就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線仿真。圖51為本課題在線仿真時(shí)的界面。圖51 Keil軟件在線仿真界面 傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)第三章已經(jīng)設(shè)計(jì)了傳感器的供電電路并選取了合適的外圍器件，接下來就要對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定并畫出傳感器特性曲線。標(biāo)定工作就是找出傳感器的零點(diǎn)漂移和300mmHg量程時(shí)候的AD轉(zhuǎn)化值，并計(jì)算出span值；畫出傳感器特曲線后就可以將任意壓力值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)mmHg值了。標(biāo)定實(shí)驗(yàn)我們使用了九安公司已經(jīng)上市的電子血壓計(jì)作為參考標(biāo)準(zhǔn)壓力值。圖52為標(biāo)定實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖。 圖52 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖標(biāo)定過程中從0~300mmHg每隔10mmHg都測(cè)定一個(gè)AD轉(zhuǎn)換值，所得數(shù)據(jù)以mmHg壓力值為橫坐標(biāo)，AD轉(zhuǎn)換值為縱坐標(biāo)畫出傳感器標(biāo)定曲線如圖53所示。由圖可知，傳感器在恒流源供電條件下具有非常好的線性度。圖53 傳感器標(biāo)定曲線由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可得，傳感器在零點(diǎn)漂移的AD轉(zhuǎn)換值為828,300mmHg時(shí)候的AD轉(zhuǎn)換值為24822，所以span=24822828=23994。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。 血壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)本科題所設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)測(cè)量血壓，測(cè)量狀態(tài)如圖54所示。表52給出了五組利用本課題中的電子血壓計(jì)與九安公司現(xiàn)有電子血壓計(jì)測(cè)所測(cè)血壓值的測(cè)量結(jié)果對(duì)比。