【正文】 在此，對在我的設計中給予我?guī)椭膶O靜老師表示深深的謝意。本次設計通過不斷的考慮硬件與軟件方面的問題，對我自己的設計思維和電路安排布局理念有了一個很大的提高。首先，關于血壓計設計的背景，我通過網絡對血壓計的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀做了一個深刻的了解。本次設計期間，在孫靜老師的悉心指導下，我對自己的設計思路更加的明確。[13]本次設計的電子血壓計的功能具有擴展提升的空間，可以通過單片機在規(guī)定的時間內檢測動脈壓力波的峰值的個數，以此來計算判斷所測量的人體心率值，最終顯示到液晶顯示器上面，目前大多數先進的電子血壓計都具備了測量心率的功能。為了進一步的提高測量的精度，可以通過大量的臨床樣本對該血壓計的參數進行修改校驗。[12]在單片機處理所測得的收縮壓和舒張壓的過程中，由于本設計采用的是示波法測量的原理，對于判斷收縮壓與舒張壓運用的是固定比率的算法，固定比率的值是在一個范圍內取值。本次設計的電子血壓計在測量的過程中，由于壓力傳感器是高靈敏度的傳感器，因此測量的過程中人體必需要遵守測量的一些要求，切忌緊張和測量姿勢不對等情況的出現(xiàn)。結 論通過本次關于便攜式數字血壓計的設計，為了保持測量的精度，我選擇了由摩托羅拉公司生產的高精度MPX5050GP壓力傳感器，并設計了相應的放大濾波電路，使測量信號的精度保持較高水平。通過軟件對硬件電路進行驅動的工作需要仔細認真，需要考慮到很多因素，避免各個模塊出現(xiàn)工作上面的沖突。信號測量流程，如圖44所示： 單片機 A/D轉換器傳感器 袖帶 濾波放大 圖44 信號測量流程 信號處理流程設計信號在測量放大濾波經過A/D轉換器，最終進入單片機內部，由單片機內部程序進行相應的信號處理，最終得到舒張壓與收縮壓。其中的袖帶靜態(tài)壓力信號通過傳感器出來直接接A/D轉換器，另一路動脈壓力波信號出來要經過濾波放大電路才能接A/D轉換器。此時充氣泵開始對袖帶充氣到200mmHg停止充氣，~5mmHg/s的速度放氣。最后單片機通過液晶顯示器輸出測量結果。單片機通過壓力傳感器采集袖帶氣壓，并根據袖帶氣壓下降的速度來控制放氣閥排氣，使袖帶內氣壓以3~5mmHg/s 勻速降壓. 同時采集動脈壓力波信號，當動脈壓力波振幅達到最大時，袖帶氣壓就是動脈的平均壓。第4章 軟件系統(tǒng)設計 系統(tǒng)工作流程圖 本設計在硬件全部滿足的條件下，得到本次設計的便攜式數字血壓計的系統(tǒng)工作流程圖如圖41所示： 開機 液晶顯示器初始化 信號的采集和A/D轉換 信號的計算與處理 測量數據的顯示 結束復位 圖41 系統(tǒng)工作流程圖 單片機主流程設計 ，若開關閉合該接口電平被拉低，血壓計系統(tǒng)開始工作。硬件電路的設計對自己的電路布線、元件布局能力有了很大的提升。液晶顯示器電路設計如圖311所示：圖311 液晶顯示器線路設計 本章小結 本章對所選擇的的硬件元器件相關參數和性能進行了介紹說明，使得自己對這些元器件有了更深的了解。RW為讀寫信號線，高電平1時進行讀操作，低電平0時進行寫操作。VSS接地，VDD接+5V電源，VEE連接變阻器調節(jié)液晶顯示器的對比度。當袖帶充氣到200mmHg時，放氣閥開始放氣，經R10流過到Q3，使Q3導通，使L1開始工作，D1的作用是保護Q3和L1正常工作。以PWM（脈沖寬度調制）方式控制，單片機將通過壓力值的變化來調整放氣速率。D2為保護二極管，使充氣泵能穩(wěn)定工作。通過開關的閉合與斷開，改變該接口的電平高低，來控制血壓計系統(tǒng)工作。由兩個1nF無極性電容和12MHz的晶體振蕩器，通過連接單片機的XTAL1和XTAL2接口，構成了一個時鐘振蕩電路。綜上所述，傳感器及A/D轉換器的硬件電路圖如圖35所示：圖35 傳感器及A/D轉換器電路圖 復位電路與時鐘電路的設計復位電路由+5V的電壓源供電，連接到RST接口。此電路提取出了動脈壓力波信號，還要對其進行放大，本次設計將放大倍數設計為150倍，由此可以使得信號定位在A/D轉換器靈敏度較高的區(qū)域，可以提高采集的精度。靜態(tài)壓力信號可以直接接到A/D轉換器上面。 硬件電路的設計 傳感器與A/D轉換器電路的設計由于從壓力傳感器出來的信號是靜態(tài)壓力信號與動脈壓力波的混合信號，還夾雜著來自外界的高頻干擾和低頻分量。第15～16腳：空腳或背燈電源。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數據寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。 第2腳：VCC接5V電源正極。[8] 1602液晶顯示器簡介 該液晶顯示器具有微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。 RST：復位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。這是由于內部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。[7] AT89C51單片機簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。CLK 芯片時鐘輸入。DI 數據信號輸入，選擇通道控制。CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。C； ADC0832接口示意圖如圖32所示: 圖32 ADC0832接口示意圖 ADC0832芯片接口說明：CS_ 片選使能，低電平芯片使能。C，工業(yè)級芯片溫寬為40176。ADC0832具有以下特點：?? 8位分辨率；?? 雙通道A/D轉換；?? 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；?? 5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間；?? 工作頻率為250KHZ，轉換時間為32μS；?? 一