【正文】 在 我的畢業(yè)設計 的進展的各個階段，都得到他很多建議、指導和幫助，使我養(yǎng)成了良好的 學習 作風 ，并且 提高了我 研究、設計的能力。 基于單片機的血壓測量計設計 33 參考文獻 [1]王迎旭 .單片機原理與應用 [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 單片機的應用設計與實例 [M].北京航空 航天大學出版社 .1999 [4]王有緒，許杰， 李拉成 .PIC 單片機接口技術及應用系統(tǒng)設計 [M].北京航空航天大 學出版社 .2020 [5]耿長清 .單片機應用技術 [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 [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 [M].中國科學技術大學出版社 .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 with PIC Microcontrollers[J].1998 [13]Motorola Semiconductor Technical DATA[J]. 2020 [14]LarryGaddy.“SelectinganA/Dconverter”[M].ApplicationBulletinofburrbrown. 1998 [15]毛楠 .電子電路抗干擾實用技術 [M].國防工業(yè)出版社 .1996 [16]李志忠， 王家禎 .數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控中 的微機應用 [M].清華大學 出版社 .1988 [17]阮德生 .自動測試技術與計算機儀器系統(tǒng)設計 [M].西安電子科 技大學出版 .1997 [18]陳光禹 .現(xiàn)代電子測試技術 [M].國防工業(yè)出版社 .2020 [19]楊天怡，黃勤 .微型計算機控制技術 [M].重慶大學出版社 .1999 [20]薛小鈴 .電子血壓、脈搏、體溫測量計的設計 [J].2020 [21]黃力宇 ， 程敬之 ， 鞠烽熾 ， 王偉榮 .基于單片機的血壓監(jiān)護儀的研制 [J].2020 基于單片機的血壓測量計設計 34 致 謝 本 設計 是在 汪 老師 的悉心指導下完成的。 但是，由于知識 程度等種種原因，我的此次設計只能實現(xiàn) 1 個通道采樣，結果直接顯示在測量計的 LED 顯示屏上。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)絡聯(lián)系其他專家進行會診。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 )。 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。 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。 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？ 設置奇偶位 發(fā)送數(shù)據(jù) 發(fā)送結束嗎？ 關閉窗口 中斷前數(shù)據(jù)恢復 返 回 基于單片機的血壓測量計設計 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計 32 總 結 經(jīng)過前面的硬件和軟件設計，血壓側量計能達到以下功能。整個接收程序的流程圖如圖 45 所示。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計 30 圖 44 A/D 中斷服務流程圖 在本程序中，將定時響應 A/D 轉換的結束中斷，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，對轉換結果進行處理，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置確定是否發(fā)送數(shù)據(jù)給 PC 機；若發(fā)送完畢就關閉通訊模塊以減小功耗；并在返回前恢復工作寄存器和狀態(tài)寄稱器。 POP SWAP S_TEMP,W ； STATUS TEMP 寄存中結果的高低字節(jié)交換 ；并將結果送 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 將結果送到 F 中 SWAPF W_TEMP,W ；將 W TEMP 中的高低字節(jié)并將結果送入 W 中 RETURN A/D 轉換中斷服務程序 INTSERV A/D 轉換的中斷服務程序，在服務程序里，主要進行通道的更改，然后啟動采樣，并對采集的結果進行預處理，并根據(jù)最初的控制字決定是否進行數(shù)據(jù)傳送，采樣結果的顯示。 PUSH MOVWF W_TEMP ；將 W 的值復制到臨時寄存器 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 中的值復制到 STATUS_TEMP 中 RETURN 中斷返回的現(xiàn)場恢復子程序 POP 本子程序與 PUSH程序功能相反。 A/D 轉換通道變更程序 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。 TMR1,CCP2 初始化子程序 ADINISIAL TMR1 和 CCP2 的初始化，主要是確保 A/D 轉換模塊能進行定時采樣。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。 A/D 轉換中斷服務程序 串行口初始化子程序 USARTINT A/D 轉換后的結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)傳輸格式應分別一致。 四、顯示模塊主程序 DPSERV，本程序將根據(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。其入口條件 ：否 否 是 是 開始 重新設置計數(shù)值 需要顯示嗎？ 調(diào)用顯示初始化 設置顯示收縮壓 轉換為 BCD 碼 送入集成顯 示芯片 設置顯示舒張壓 送入集成顯 示芯片 轉換為 BCD 碼 返回 顯示時間到？ 基于單片機的血壓測量計設計 28 ACCBHI, ACCBLO，因為 A/D 轉換結果為 10 位乘以 4，也就是 12 位， 12 位的二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)應的應該小于 210 即 4096，故 BCD 碼的轉換結果用二字節(jié)存儲 就夠了。這樣結果將放大了 10 倍，在后面的 BCD 碼轉換過程中，將轉換的結果十進制再向右移 1 位，即去掉轉換結果的個位，最后的結果就是乘以 I .6 的正確結果 (省略了小數(shù)部分 )。 二、數(shù)據(jù)處理子程序 DISPOSE 主要用對被測得結果進行乘 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。另外，血壓的顯示結果為單片機直接測得結果，不是經(jīng)過上位機處理后的結果。當 S4=1時，將顯示結果；當 S4=0 時，將不顯示結果。 基于單片機的血壓測量計設計 27 圖 43 顯示子程序流程圖 本程序用于顯示血壓測得結果。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要求。顯示的結果只是采集數(shù)據(jù)的一個簡單處理結果，即最大值和最小值。則血壓測量值就應該等于： ADRESH*4*+BIAODZ，為避免單片機數(shù)據(jù)處理時小數(shù)的乘法運算，本文設計如下結果獲得方法 ： 將 ADRESH 送給一個 16 位的寄存器 (即兩個 8 位 )SSYH， SSYL 高位在前，然后將 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)，最后將結果轉換化十進制時，去掉個位后加上標定值即為正式的測量 結果。由于在 AlD 轉換結果設置時將 ADCON1 中的 ADFM設為 0，則 A/D 轉換的結果將向左移，高 8 位放入 ADRESH 中，低兩位放入在 ADRESL中本文設計時省略了低兩位，即將 ADRESH 中 的結果看成為 A/D 轉換的結果，那么就必須再將 ADRESH 的值乘以 4 才能近似地表示結果 (左移一位相當于乘 2)。首先它先調(diào)用初始化子程序 KEYINI 然后執(zhí)行 查鍵 KEYSCAN 程序，如果檢測到有鍵按下，則調(diào)用軟件延時子程序 KEYDELAY 去抖動，去抖動后再次進行鍵掃描，若確認有鍵按下，則需要調(diào)用鍵值程序 KEYZHI 若無鍵按下，就返回。 四、鍵服務子程序 KEYZHI 用于確定是哪一個鍵被按下，然后執(zhí)行按鍵功能 。 三、鍵盤去抖子程序 KEYDELAY 用于延時約 8ms，其目的是為了消除鍵盤機械按鈕的抖動。 是 是 否 否 開始 鍵掃描 延時消除 鍵掃描 標志 F0=1? 鍵 服務程序 結束 標志 F0=1? 基于單片機的血壓測量計設計 26 鍵盤的各程序模塊功能分配 一、鍵盤初始化子程序 KEYINI 本程序用于設置與鍵盤有關的端口的輸入輸出 方式，并關閉所有的中斷，清除程序控制字中的與鍵盤有關的標志位，準備接收鍵盤指令。當鍵掃描發(fā)現(xiàn)有鍵按下時， F0 被置1；若無鍵按下，則 F0 清 0。通過編程，使按下 S1 鍵時，啟動或關閉傳感器 ； 按下 S2鍵時，執(zhí)行設置通道數(shù) WAYCOUNT； 按下 S3 鍵時，設置數(shù)據(jù)傳送標志 SENDF； 按下4 鍵時，設置顯示標志 DISPLAYF； 鍵盤管理程序主要是為了對各種參數(shù)進 行設置，以方便用戶根據(jù)自己的需要對系統(tǒng)進行設置。當然也可采用默認設置，只需按開始按鈕就開始采集數(shù)據(jù)工作。這些參數(shù)的設置來源來個渠道：一是如果借助于上位機，可以通過上位機進行參數(shù)設置，然后通過串行口送到采集系統(tǒng)；二是即使有上位機，也可以直接用本系統(tǒng)設計 的鍵盤進行參數(shù)設置。電容選擇為鋁電解電容 F 和 F。MC7805A 的一些主要特性參數(shù)如下： 輸出電壓： (min , max ) 電壓調(diào)整率： 20mV 靜態(tài)電流： 輸出電阻： 2M 短路電流限額： 基于單片機的血壓測量計設計 23 峰值輸出電流： 輸出電壓平均溫度系數(shù)： ℃ 輸出噪聲電壓： 10μ V/V0 輸入輸出壓差 (I0=1A)： 2V 脈波抑制 比 ： 75dB 采用四節(jié) 5 號電池供電或者由外接輸出為 6V 的變壓器供電。即它們均為同一電源電壓，對于傳感器，其輸出與供電電壓成正比，而 A/D 轉換的結果與其供電電壓成反比，所以在滿 足傳感器和單片機的正常工作的前提下，電源電路的輸出 5V 的精度對血壓信號的采集轉換結果沒有影響。 電源的選擇 數(shù)碼管的額定電流為 6 個 60 mA，加上單片機 PIC16F874 的流入 VDD引腳的最大電流為 250mA 共為 610 mA，再考慮到其它集成塊和電路消耗，選電源功率為 1A 就可以滿足功率要求。工作電流一般在 5mA~20mA。 圖 36 LED 動態(tài)顯示電路圖 表 33 地址線、 LED 分配表 血壓 LED 分配線 AN4 RB6 RB7 收縮壓 個 位 Ⅰ 0 0 0 十位 Ⅱ 0 0 1 百位 Ⅲ 0 1 0 舒張壓 個位 Ⅳ 1 0 0 十位 Ⅴ 1 0 1 百位 Ⅵ 1 1 0 基于單片機的血壓測量計設計 22 數(shù)碼管的選取 LED(發(fā)光二極管 )，它是一種由某些特殊的半導體材料制作成的 PN 結。現(xiàn)在對地址線、 LED 數(shù)碼管進行功能分配。數(shù)據(jù)顯示的過程是首先由 AN4 和 RB RB