【導(dǎo)讀】人們生活水平的提高和保健意識的增強(qiáng)，逐步呈現(xiàn)了家用化的趨勢。作為微處理器，以MPX2100作為壓力傳感器，基于示波法原理的電子血壓計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)抗干擾能力強(qiáng)、操作簡單、輕巧便攜，在一。定程度上克服了一般電子血壓計(jì)測量精度不高、重復(fù)性差的缺點(diǎn)。

　　

【正文】 22DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7R/WRS789101112131454RDWR281718BLK GNDVBLA VCCL10KR=1 0歐姆，1/2W+5VE6163151VSS2VDD +5V74LS00AT89S52LCD1602+5V1K8EA31+5VXX 理工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)） 論文 25 表 34 ISD2500系列引腳功能 引線端 名稱 功能 17 A0/M0～ A6/M6 地址 810 A7～ A9 地址 11 AUX IN 輔助輸入 12,13 VSSD、 VSSA 數(shù)字和模擬地 14,15 SP+、 SP 揚(yáng)聲器輸出 16,28 VCCA 、 VCCD 模擬、數(shù)字信號電源正極 17,18 MIC、 MIC REF 麥克風(fēng)輸入和輸入?yún)⒖级? 19 AGC 自動(dòng)增益控制 20,21 ANA IN、 OUT 模擬信號輸入和輸出 22 OVF 溢出 23 CE 片選 (低電平允許芯片工作 ) 24 PD 芯片低功耗狀態(tài)控制 25 EOM 錄放音結(jié)束信號輸出 26 XCLK 外部時(shí)鐘 27 P/R 錄 /放控制選擇 圖 315 報(bào)警電路原理圖 XX：基于示波法的電子血壓計(jì) 設(shè)計(jì) 26 PUMP KPM14A PUMP KPM14A迷你自動(dòng)氣泵已被廣泛使用于各種便攜式電子血壓計(jì)中。其主要的參數(shù)見表 35。 表 35 氣泵參數(shù)表 工作電壓 最大壓力 350mmHg 工作電流 380mA 使用氣體 空氣 充氣時(shí)間 空載流量 該氣泵的工作電壓典型值為 3V，本文的外部供電電源為 5V，可使用電源芯片實(shí)現(xiàn) 5V到 3V的轉(zhuǎn)換。 AMS1117系列電源芯片是一種電壓調(diào)壓芯片，輸出電流為 800mA，電壓落差 1V，較適合該氣泵 [14]。氣泵的電源電路如圖 316。 圖 316 氣泵的電源電路圖 其 輸出電壓的計(jì)算公式： (39) 20 2019(1 )O U T R E F A D JRV V I RR? ? ?XX 理工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)） 論文 27 第 4章 基于示波法的電子血壓計(jì)的軟件實(shí)現(xiàn) 軟件流程圖 本文的軟件程序主要由總控程序、測量程序、信號處理程序、顯示報(bào)警程序和輔助程序組成。其中輔助程序主要包括鍵盤處理、串行通信、電源處理、校準(zhǔn)和 存儲等子程序。 下頁 圖 41是系統(tǒng)軟件流程圖。 本文設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)在單片機(jī)的選擇上采用了 Atmel公司生產(chǎn)的AT89C52。這主要是基于兩方面的考慮：一方面是本血壓計(jì)在軟件設(shè)計(jì)上不涉及大量的計(jì)算， AT89C52作為 8位微控制器（帶 4K字節(jié)閃速存儲器）已能滿足設(shè)計(jì)要求；另一方面是 AT89C52系列單片機(jī)技術(shù)發(fā)展已比較成熟，且市場價(jià)格較低，能夠較好地節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高性價(jià)比 。 主要子程序 的 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 測量程序 測量時(shí) 首 先讀取壓力通道的零點(diǎn) ， 作為背景值 ， 然后 再充氣 檢查氣袖是否合適 。 如 果 松緊合適則繼續(xù)充氣到某個(gè)壓力值 , 準(zhǔn)備好后 開始臺階放氣 , 檢測脈搏波并剔除干擾。 當(dāng) 檢測到合格波形 后 , 記錄結(jié)果并放氣 到下 一個(gè)臺階再檢測。 在檢測到 合格的脈搏波包絡(luò)后 , 判斷血壓值并放氣。 下頁 圖 42是測量子程序流程圖。 信號處理程序 該程序的主要功能是脈搏波的判斷和檢測。主要分兩步：第一，對 A/D采樣到的脈搏波信號進(jìn)行低通濾波處理，排除因外界干擾造成的信號讀數(shù)誤差；第 二，采用相關(guān)運(yùn)算，最大程度地排除因手臂的運(yùn)動(dòng)而造成的誤差。在此基礎(chǔ)上，分析信號并得到波形的峰 峰值 (判斷收縮壓、舒張壓和平均壓 )和每個(gè)脈搏波的時(shí)間(供心率的計(jì)算 )。 顯示報(bào)警程序 每次測量結(jié)束后 , 都要轉(zhuǎn)向顯示報(bào)警子程序。先將測量結(jié)果與報(bào)警上下限值XX：基于示波法的電子血壓計(jì) 設(shè)計(jì) 28 相比較，如未超限 , 則正常顯示測結(jié)果；如越限 , 則啟動(dòng)語音 報(bào)警 , 并 顯示測量結(jié)果和越限提示符。 圖 42 測量子程序流 程圖 圖 41 系統(tǒng)流程圖 開始采樣血壓值第一個(gè)峰值 ？采樣血壓值第一個(gè)峰值 ？記錄該時(shí)刻靜壓值及從上一個(gè)峰值到現(xiàn)在所用的時(shí)間滿足退出條件 ？返回NYNYYN初始化充氣采樣靜壓力信號調(diào)整充氣速度脈搏波產(chǎn)生 ？采樣脈搏信號干擾識別和去除得到脈搏波信號 ？信號處理求收縮壓 、 舒張壓 、 平均壓和心率血壓正常 ？顯示結(jié)果保存數(shù)據(jù)聲光報(bào)警并顯示結(jié)果NYNYYNXX 理工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)） 論文 29 第 5章 結(jié)束語 本文總結(jié) 血壓是人體重要的生理指標(biāo)之一，合適的血壓對維持人體正常的新陳代謝十分重要。同時(shí)，血壓的高低也反映了人體的心臟功能和血管狀況。血壓監(jiān)測對及早發(fā)現(xiàn)疾病、防治疾病都具有十分重要的意義。心臟的泵血功能、冠狀動(dòng)脈血管的血液供應(yīng)狀況、周圍血管的彈性和阻力以及全身的血容量和血液的物理狀態(tài)等因素都反映在血壓的指標(biāo)中。因此血壓可以稱為心血管系統(tǒng)的狀態(tài)指示器。加之近年來高血壓在中老年人中呈高發(fā)態(tài)勢，而體積小、操作方便的電子血壓計(jì)便 顯得尤為 必要。 本文 的目的之一就是 設(shè)計(jì) 一種性能可靠、輕便易攜、操作方便、適合家庭推廣的電子血壓計(jì)。 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，采用的是 生物醫(yī)學(xué) 儀器 的最新成果，并廣泛使用國內(nèi)外優(yōu)秀的大規(guī)模集成電路，如 ATMEL公司生產(chǎn)的高性能 8位微控制器 AT89C52， 深圳市致意電子技術(shù)有限公司 生產(chǎn)的字符點(diǎn)陣式液晶顯示模塊LCD1602， MOTOROLA公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體壓力傳感器 MPX2100等。這使得該血壓計(jì)的 硬件簡潔，性能可 靠，可大大縮短研發(fā)周期，提高了整機(jī)的性價(jià) 比。 與水銀血壓計(jì)相比，本 電子 血壓計(jì)的測量結(jié)果 有一定的偏差 ， 原因主要有兩點(diǎn) ：一是對壓力傳感器 的 零點(diǎn)漂 移抑 制得不夠理想；二是由于采 用 的 示波法測量血壓，舒張壓和收縮壓的 值是靠 平均壓計(jì)算得出 的 ，因此會存在一定的誤差。 但是， 該血壓計(jì)測量的重復(fù)性好， 精確度高，而且輕便易攜，操作簡單，超大屏字幕顯示，還帶 語音 報(bào)警功能， 適合 不同年齡的 普通人群使用，又特別是老年人。此外，該血壓計(jì)測量時(shí)間短，不僅有效地降低了功耗 ， 而且可有效避免測量者因測量時(shí)間長而產(chǎn)生的焦躁心理， 適合在臨床診斷和家庭醫(yī)療保健中大力推廣和應(yīng)用。 基于與傳統(tǒng)的水 銀 血壓計(jì)相比而產(chǎn)生的缺點(diǎn)，今后的研究可重點(diǎn)注意對傳感器零點(diǎn)漂移的控制，以進(jìn)一步提高血壓計(jì)的重復(fù)性和精確度。 同時(shí)，思考如何采取校正措施以減小因采用示波法測量血壓而造成的誤差。 未來展望 從血壓計(jì)的發(fā)展來看，隨著醫(yī)學(xué)知識的普及和民眾保健意識的提高，人們開始注重自身血壓的日常監(jiān)測，電子血壓計(jì)已經(jīng)開始悄悄地進(jìn)入普通百姓家庭，作XX：基于示波法的電子血壓計(jì) 設(shè)計(jì) 30 為日常的醫(yī)療保健產(chǎn)品。對于未來電子血壓計(jì)的發(fā)展形式，手機(jī)電子血壓計(jì)和太陽能電子血壓計(jì)可能是兩個(gè)比較主要的發(fā)展方向。相關(guān)人員表示： “把手機(jī)用作健康管理終端是今后的一個(gè)必然 ”。比如，在手機(jī)上配備外置血壓計(jì)，將每天的血壓變化繪制成圖表，以便掌握管理。而對于太陽能電子血壓計(jì)，只要在有陽光的地方就可 以進(jìn)行血壓的監(jiān)測，這無疑將解決目前電子血壓計(jì)因?yàn)橛秒姴蛔兌軋龅叵拗频娜秉c(diǎn)。對于未來的電子血壓計(jì)，甚至將會以附著于貼身衣物或存在于貼身衣物中的形式出現(xiàn)，進(jìn)一步方便人們實(shí)時(shí)全天候的監(jiān)測?？梢灶A(yù)見，環(huán)保、節(jié)能、便攜、精確度高等將會是未來電子血壓計(jì)的發(fā)展趨勢 [1]。 而且，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)左右的發(fā)展，血壓計(jì)無論在便利性上，還是在可靠性和精確度上都有了很大的提高。 盡管現(xiàn)在采用的示波法電子血壓計(jì)仍然 或多或少的存在著一些 毛病，也無論今后的血壓計(jì)將會以何種形式出現(xiàn)在我們面前， 但是 在倡導(dǎo)便攜、節(jié)能、環(huán)保和高效的今天，水銀血壓計(jì) 的生存空間太有限了，而各種新型的符合現(xiàn)代理念的電子血壓計(jì)必將 占據(jù)主流的舞臺，進(jìn)入廣大平民百姓家庭，為人們的身 體 健康提供強(qiáng)有力的保障。 XX 理工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)） 論文 31 參考文獻(xiàn) [1] 深圳市瑞爾康科技有限公司 (市場部 ).血壓計(jì)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢綜述 [EB/OL]. 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