【導讀】否的一個重要指標。據(jù)2020年全國普查顯示，我國平均每三個家庭就有一個高血壓患。者；慢性低血壓的發(fā)病率為4%左右，其在老年人群中可高達10%。因此，研制既適合。家庭保健人員又適合專業(yè)人士智能型血壓計具有重要的意義。都己滲透微機檢測與控制系統(tǒng)。國防技術(shù)、航天、航空、鐵路、冶金、化工等產(chǎn)業(yè)自是。不必說，就連日常生活中也用上了微機測控技術(shù)，如電梯、微波爐、電冰箱等。通過對它的研究將對自己以后從事機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)具有重要的意義。本文利用微弱信號的檢測技術(shù)設(shè)計出動態(tài)血壓測量計。本文以目前較為流行的PIC單片機PIC16F874為血壓測量計的核心，利用。的A/D轉(zhuǎn)換模塊將血壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后進行顯示、存儲、傳輸?shù)忍幚?。動態(tài)血壓檢測中干擾和偽差是不可避免的。目前市場上的大部分動態(tài)血壓記錄儀，只記。以對照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效甄別出干擾和偽差引起的誤檢測，恢復(fù)真實血壓，保證血壓報告的有效性和可靠性。

　　

【正文】 后將 8 位的數(shù)據(jù)在這個 16 位的寄存器中左移 4 位 (相當于乘以 16)，最后將結(jié)果轉(zhuǎn)換化十進制時，去掉個位后加上標定值即為正式的測量 結(jié)果。 整個顯示程序的工作是在 A/D 模塊采集一段時間后才能進行，至于是否需要顯示，取決于用戶事先的設(shè)置 (可以通過鍵盤設(shè)置和通過 PC 機通過給單片機發(fā)控制字進行設(shè)置 )。顯示的結(jié)果只是采集數(shù)據(jù)的一個簡單處理結(jié)果，即最大值和最小值。最大值為收縮壓 SSY，最小值為舒張壓 SZY。整個顯示過程并不是采集一個數(shù)據(jù)顯示一個數(shù)據(jù)，而是一秒鐘更換大約三次，滿足人眼的正常反應(yīng)要求。 顯示程序的工作流程圖 顯示程序的工作流程圖如圖 43 所示。 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 27 圖 43 顯示子程序流程圖 本程序用于顯示血壓測得結(jié)果。是否執(zhí)行顯示程序，由鍵盤的 S4 鍵決定。當 S4=1時，將顯示結(jié)果；當 S4=0 時，將不顯示結(jié)果。默認情況為顯示結(jié)果。另外，血壓的顯示結(jié)果為單片機直接測得結(jié)果，不是經(jīng)過上位機處理后的結(jié)果。 顯示程序各模塊功能分配 一、顯示初始化子程序 DPINI 主要用于設(shè)置各個七段 LED 的地址線對應(yīng)的單片機的端口設(shè)置為輸出，為后面選擇不同的位做準備。 二、數(shù)據(jù)處理子程序 DISPOSE 主要用對被測得結(jié)果進行乘 16 的運算，因為根據(jù)血壓值的計算公式，需要對 測量值進行乘以 的運算。為避免進行乘法運算，本文采取了測量值二進制數(shù)左移 4 位的算法，相當于乘以 16。這樣結(jié)果將放大了 10 倍，在后面的 BCD 碼轉(zhuǎn)換過程中，將轉(zhuǎn)換的結(jié)果十進制再向右移 1 位，即去掉轉(zhuǎn)換結(jié)果的個位，最后的結(jié)果就是乘以 I .6 的正確結(jié)果 (省略了小數(shù)部分 )。 三、 BCD 碼轉(zhuǎn)換程序 BTOBCD 用于將顯示結(jié)果轉(zhuǎn)換為 BCD 碼。其入口條件 ：否 否 是 是 開始 重新設(shè)置計數(shù)值 需要顯示嗎？ 調(diào)用顯示初始化 設(shè)置顯示收縮壓 轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 送入集成顯 示芯片 設(shè)置顯示舒張壓 送入集成顯 示芯片 轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 返回 顯示時間到？ 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 28 ACCBHI, ACCBLO，因為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 10 位乘以 4，也就是 12 位， 12 位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)應(yīng)的應(yīng)該小于 210 即 4096，故 BCD 碼的轉(zhuǎn)換結(jié)果用二字節(jié)存儲 就夠了。其出口條件 ： ACCCLO、 ACCCHI。 四、顯示模塊主程序 DPSERV，本程序?qū)⒏鶕?jù)控制字寄存器的顯示時間到標志位是否有效決定本次是否顯示。若有效，則重新給顯示頻率寄存器 DCOUNT 重新賦值；再調(diào)用顯示初始化子程序，并設(shè)置先顯示收縮壓，將結(jié)果進行處理后調(diào)用 BCD 碼的轉(zhuǎn)換子程序，后個位、十位和百位依次送顯，同理再對舒張壓進行處理顯示，顯示完成后返回。 A/D 轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序 串行口初始化子程序 USARTINT A/D 轉(zhuǎn)換后的結(jié)果通過單片機的串行口送入到上位機 (PC 機 )的 COM1 口 或 COM2口中，為使通信能順利進行，兩的數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)傳輸格式應(yīng)分別一致。本 設(shè)計中 的上位機和下位機的傳輸波特率默認為 9600bps(也可根據(jù)鍵盤或上位機送來的控制字設(shè)置速率為 19200 bps)； 采用的格式均為標準的不歸零 (NRZ)格式 (即 1 位起始位， 8 位或 9位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位 )。本文的數(shù)據(jù)位為 9 位，其中包括 1 位奇偶校驗位，用于傳輸數(shù)據(jù)的奇偶校驗。 本程序主要完成 SCI 部件初始化，選擇異步高速方式傳輸 9 位數(shù)據(jù)允許異步串行口工作傳輸 9 位數(shù)據(jù)將 RC RC7 設(shè)置為輸入方式，斷絕與外接電路的連接。 TMR1,CCP2 初始化子程序 ADINISIAL TMR1 和 CCP2 的初始化，主要是確保 A/D 轉(zhuǎn)換模塊能進行定時采樣。在此程序中將定義程序過程中所需要的一些寄存器，并初始選擇選擇 A/D 轉(zhuǎn)換通道為 RA0，打開A/D 在工作狀態(tài)，并使 A/D 轉(zhuǎn)換時鐘為 8tosc；設(shè)置模擬輸入通道為輸入方式，初始化CCP2CON, CCP2 工作于特別事件觸發(fā)方式；根據(jù)鍵盤或上位機送來的控制字設(shè)置采樣速率，最后清所有中斷標志位，開啟 TMR1 后返回。 A/D 轉(zhuǎn)換通道變更程序 WAYTABLE 本子程序用于根據(jù)本次采樣通道和鍵 盤或上位機送來的控制字選擇下次將采樣的通道。 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 29 中斷前的現(xiàn)場保護子程序 PUSH 本子程序用于將工作寄存器 W 的值復(fù)制到臨時寄存器 W_TEMP 將狀態(tài)寄存器具STATUS 值復(fù)制到臨時寄存器 STATUS_TEMP 中。 PUSH MOVWF W_TEMP ；將 W 的值復(fù)制到臨時寄存器 W_TEMP SWAPF STATUS,W ；將 STATUS 的高低半字節(jié)交換并將結(jié)果存入 W 中 CLRF STATUS ；將 STATUS 的 IRP 或 RPI,RPO 清零，選擇存儲區(qū) 0 MOVWF S_TEMP ；將 W 中的值復(fù)制到 STATUS_TEMP 中 RETURN 中斷返回的現(xiàn)場恢復(fù)子程序 POP 本子程序與 PUSH程序功能相反。將臨時寄存器 W_TEM的值復(fù)制到工作寄存器 W，將臨時寄存器 STATUS_TEMP 的值復(fù)制到狀態(tài)寄存器 STATUS。 POP SWAP S_TEMP,W ； STATUS TEMP 寄存中結(jié)果的高低字節(jié)交換 ；并將結(jié)果送 W 寄存器中 MOVWF STATUS ；將 W 中的值移入狀態(tài)寄存器中 SWAPF W_TEMP,F ；將 W_TEMP 中的高低字節(jié)并 將結(jié)果送到 F 中 SWAPF W_TEMP,W ；將 W TEMP 中的高低字節(jié)并將結(jié)果送入 W 中 RETURN A/D 轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序 INTSERV A/D 轉(zhuǎn)換的中斷服務(wù)程序，在服務(wù)程序里，主要進行通道的更改，然后啟動采樣，并對采集的結(jié)果進行預(yù)處理，并根據(jù)最初的控制字決定是否進行數(shù)據(jù)傳送，采樣結(jié)果的顯示。本文對結(jié)果只進行了求最大值和最小值的處理，在中斷要結(jié)束時，將關(guān)閉串行口，可以減小功耗，最后進行中斷前的數(shù)據(jù)恢復(fù)。整個過程的流程圖如圖 44 所示： 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 30 圖 44 A/D 中斷服務(wù)流程圖 在本程序中，將定時響應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)束中斷，首先將進行現(xiàn)場保護，并清除中斷CCP2IF 和 ADIF 標志位，然后調(diào)用通道變更程序 WAYTABLE，并啟動下一次的采樣，對轉(zhuǎn)換結(jié)果進行處理，并根據(jù)計數(shù)器的值確定是否執(zhí)行顯示功能，接著就根據(jù) PC 機傳來的控制字或鍵盤的輸入設(shè)置確定是否發(fā)送數(shù)據(jù)給 PC 機；若發(fā)送完畢就關(guān)閉通訊模塊以減小功耗；并在返回前恢復(fù)工作寄存器和狀態(tài)寄稱器。 串行口接收子程序設(shè)計 串行口接收子程序 RECE_V 用于接收從 PC 機傳遞來的控制字，對控制字應(yīng) PC 機和單片機應(yīng)采用統(tǒng)一的格式。整個接收程序的流程圖如圖 45 所示。在接收程序中，首先判斷接收中斷標志位是否有效，若有效，則表示有數(shù)據(jù)傳來，若無效，立即返回；再判斷是否是控制字，是則接收并進行奇偶判斷數(shù)據(jù)傳送正確否，若正確則將控制字存放在單片機的控制字寄存器中，最后返回主程序。 否 否 否 是 是 是 開 始 現(xiàn)場數(shù)據(jù)保護 清中斷標志 更改通道，采樣 數(shù)據(jù)處理，計數(shù)器減 1 計數(shù)為 0 嗎？ 置顯示時間到標志 發(fā)送數(shù)據(jù)嗎？ 設(shè)置奇偶位 發(fā)送數(shù)據(jù) 發(fā)送結(jié)束嗎？ 關(guān)閉窗口 中斷前數(shù)據(jù)恢復(fù) 返 回 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 31 圖 45 接收數(shù)據(jù)的流程圖 是 是 是 否 否 否 開始 接收標志有效？ 接收數(shù)據(jù) 是控制字嗎？ 奇偶校驗 數(shù)據(jù)有效嗎？ 將數(shù)據(jù)放入標志寄存器 將通道數(shù)放入 RTEMP 返回 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 32 總 結(jié) 經(jīng)過前面的硬件和軟件設(shè)計，血壓側(cè)量計能達到以下功能?？梢詫崿F(xiàn) 8 通道可部分選擇的血壓信號的巡回數(shù)據(jù)采集，為保證系統(tǒng)處于最佳運行效果，對應(yīng)不同的通道數(shù)目，其參數(shù)設(shè)置分以卞幾種情況 ： 一、當只需要對一個通道進行采樣時，可以保持較高的采樣速率 250Hz，數(shù)據(jù)傳輸速度為 ，而且在此情況下， 可以選擇血壓 測量 計的顯示功能。 二、 當需要對二個通道進行采樣時，這時總的采樣速率為 500Hz,而每個通道的采樣速度仍然保持為 250Hz，數(shù)據(jù)的傳輸速率為 ,在此情況下，不能選擇血壓測量計的血壓測量計顯示功能。 三、 當需要對四個 (或三個 )通道進行采樣時，這時總的采樣速率為 1KHz， 而每個通道的采樣速率仍然為 250 Hz，但是數(shù)據(jù)傳輸速率提高為 ，在此種情況下，也不能選擇的顯示功能。 四、 當需要對五個到八個通道進行采樣時，這時總的采樣速率為 1KHz，而每個通道的采樣速率就降低為 125 Hz， (也就是增加通道數(shù)以降低采樣速率為代價，不過 125 Hz的血壓采樣速率還是可以接收的 )，這時的數(shù)據(jù)傳輸速率仍為 ，在此種情況下，也不能選擇血壓 測量 計的顯示功能。 當選擇超過 1 個通道以后，就必須借助于個人計算機 (PC 機 )才能實現(xiàn)其血壓信號的采集功能，患者個人不能選擇這種情況 。當選擇只對一個通道進行采樣時，也可以借助于 PC 機，也可以不 需 要 PC 機 (如患者可隨身攜帶，不需要醫(yī)生的參與直接進行血壓測量 )。在借助于 PC 機的情況下，運用血壓分析和處理軟件 ， 不僅可以得到血壓的更為精確的處理結(jié)果，而且可以觀測血壓的波形，借助于個人計算機的外圍設(shè)備，可以實現(xiàn)對患者 24 小時的不間斷血壓波形記錄， 波形或結(jié)果打印，還可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程就醫(yī)。利用本系統(tǒng)，醫(yī)生可以隨時對患者進行深層次的血壓分析和回顧分析，對一些疑癥可通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系其他專家進行會診。因此對醫(yī)院和患者來說都是一個比適用的產(chǎn)品。 但是，由于知識 程度等種種原因，我的此次設(shè)計只能實現(xiàn) 1 個通道采樣，結(jié)果直接顯示在測量計的 LED 顯示屏上。有關(guān) PC 機的部分還不能完全實現(xiàn)，我會在相關(guān)方面繼續(xù)學習，不斷豐富自己的知識。 基于單片機的血壓測量計設(shè)計 33 參考文獻 [1]王迎旭 .單片機原理與應(yīng)用 [M].北京機械工業(yè)出版社 .2020 [2]竇振中 .PIC 系列單片機原理和程序設(shè)計 [M].北京航空航天大 學出版社 .1998 [3]竇振中， 汪立森 .PIC 單片機的應(yīng)用設(shè)計與實例 [M].北京航空 航天大學出版社 .1999 [4]王有緒，許杰， 李拉成 .PIC 單片機接口技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京航空航天大 學出版社 .2020 [5]耿長清 .單片機應(yīng)用技術(shù) [M].北京電子工業(yè)出版社 [6]胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M].清華大學出版社 .2020 [7]史福元 .微機接口與輸入輸出過程通道 [M].科學技術(shù)出版社 .1995 [8]肖忠祥 .數(shù)據(jù)采集原理 [M].西北工業(yè)大學出版社 .2020 [9]沈蘭蓀 .數(shù)據(jù)采集技術(shù) [M].中國科學技術(shù)大學出版社 .1990 [10]馬明建等 .數(shù)據(jù)采集與處理技求 [M].西安交通大學出版社 .1998 [11]Microchip DATA SHEET[J].2020 [12]John 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