【正文】 微處理器是單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)算和控制的部件，由運(yùn)算器和控制器兩部分組成。 MCS51 系列具有 8位處理能力的 CPU。單片機(jī)在程序的控制下，嚴(yán)格按照 NPC1210 壓力傳感器的要求的工作時(shí)序進(jìn)行讀寫(xiě)控制，讀入信號(hào)后，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn) 行 運(yùn)算，然后經(jīng) LED 數(shù)碼管 液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。 計(jì)算公式為： UmKdUiPPd ??? | （ 2） 圖 3 系統(tǒng)工作圖 圖 4 血壓交直流信號(hào)及收縮壓和舒張壓位置 首先找到 最大振幅值 Amax 處 ,往前找 到 幅值為 0. 5Amax 的瞬態(tài)位置 處，此位置所 對(duì)應(yīng) 的 血壓直流分量 的值定 為收縮壓 ,往后找 到 幅值為 0. 8Amax 的瞬態(tài)位置 處，此位置所 對(duì)應(yīng) 的血壓直流分量定 為舒張壓 ,將計(jì)算出的收縮壓和舒張壓 的值經(jīng)單片 機(jī)的控制輸出到LED 液晶 顯示 。 收縮壓 數(shù)值得確定：通常采用最大的振幅法，氣袖在 放氣過(guò)程中脈搏波振幅度包絡(luò)線(xiàn)的上升 階 段 中，如果 某一個(gè)脈搏波的幅度 Ui 與 Um之比 Ks? 時(shí)， 對(duì)應(yīng)的氣袖壓力 便定義 為收縮壓。 當(dāng)袖帶壓力振蕩波的振幅 達(dá)到 最大時(shí)，袖帶的壓力就是動(dòng)脈的平均壓。數(shù)據(jù)處理階段將會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣 ， 分析 出最大值和最小值，將 最大、最小值按血壓原理定 為收縮壓和舒張壓 ，經(jīng)由單片機(jī)將其送到 LED 顯示器進(jìn)行顯示。 具體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)是基于 89C51 單片機(jī)的設(shè)計(jì)，具體裝置方案如圖 2所示： 系統(tǒng)工作示意圖： 恒流電源 NPC1210 壓力傳感器 電源 89C51 單 片 機(jī) LED 顯示屏 氣袖 ADC0809 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換 圖 2 血壓計(jì)各部件連接圖 鍵 盤(pán) 輸 入 設(shè) 置 參 數(shù)接 通 電 源啟 動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 換轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束 否 ？數(shù) 據(jù) 處 理顯 示 結(jié) 果結(jié) 束 否 ？YNN結(jié) 束Y 接通 電源后， 我們可以通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)血壓計(jì)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 對(duì)于傳感器的要求是：高 性能低成本的，靈敏度要高，測(cè)量范圍倒不需要很大。應(yīng)記錄兩個(gè)讀數(shù)，即變音 ~消失音數(shù)值 如 180/90~70mmHg 10. 不要在浴后、吸煙、飲酒、喝咖啡后測(cè)血壓 [3]。袖帶過(guò)緊，使血管在未注氣時(shí)已受壓，使血壓測(cè)量值偏低 8. 發(fā)現(xiàn)血壓聽(tīng)不清或異 常，應(yīng)重復(fù)測(cè)量 。袖帶太寬，大段血管受阻，測(cè)得數(shù)值偏低 6. 肱動(dòng)脈位置高于心臟水平，測(cè)得血壓值偏低 。 便攜式血壓計(jì)功能簡(jiǎn)介 該血壓計(jì)以壓力傳感器測(cè)得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳入單片機(jī)，然后由單片機(jī)控制，經(jīng)主程序處理數(shù)據(jù)之后，在液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。與傳統(tǒng)血壓計(jì)相比，無(wú)水銀，避免了因水銀泄露而造成環(huán)境污染的問(wèn)題。本課題研究 設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)血壓記錄儀，使每次測(cè)量結(jié)果完全透明，實(shí)時(shí)分析，使醫(yī)生可以對(duì)照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效查?出干擾和偽差引起的誤檢測(cè)，恢復(fù)真實(shí)血壓，保證血壓報(bào)告的有效性和可靠性。在動(dòng)態(tài)血壓檢測(cè)中干擾和偽差是不可避免的。勞動(dòng)、飲食、吸煙和飲酒也可影響血壓值。而且對(duì)不同的醫(yī)生，測(cè)量結(jié)果可能不同 :對(duì)同一個(gè)人來(lái)說(shuō)，影響血圧因素也非常多， ， 測(cè)得結(jié)果在某些情況就不能真實(shí)的反映被測(cè)對(duì)象的血壓值。 目前生活中使用的血壓計(jì)大部分是水銀式的。在使用時(shí)，需要用一個(gè)準(zhǔn)確的汞柱血壓計(jì)一同校核，專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)。特點(diǎn)是操作方便，不用聽(tīng)診器，省略放氣系統(tǒng)，排除聽(tīng)覺(jué)不靈敏，噪音干擾等造成的誤差，但準(zhǔn)確性 不如汞柱式血壓計(jì) [2]。特點(diǎn)攜帶方便，但準(zhǔn)確性不如汞柱式血壓計(jì)（ 3）電子血壓計(jì) 袖帶內(nèi)有一換能器，有自動(dòng)采樣單片機(jī) 控制數(shù)字運(yùn)算，自動(dòng)放氣程序。（ 2）表式：又稱(chēng)彈簧式血壓計(jì)。測(cè)量血壓時(shí)，是以血壓和大氣壓作為比較的，用血壓高于大氣壓的數(shù)值表示血壓的高度。 預(yù)防高血壓病，首先量測(cè)量準(zhǔn)確的血壓。 高血壓病不 僅是 危害人體健康的一種慢性病，而且它還是腦中風(fēng)、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、腎衰等疾病的禍?zhǔn)?，因此被人們稱(chēng)為 “ 無(wú)形殺手 ” 。對(duì)于老年人群，血壓 血壓是一個(gè)重要的健康信號(hào)。因此，研發(fā)便捷家庭使用型 血壓計(jì)具有重要意義。相反，血壓過(guò)高，增加心臟負(fù)擔(dān)，久而久之，導(dǎo)致心衰，同時(shí)血管彈性下降，脆性增加，腦動(dòng)脈 破裂，出現(xiàn)腦出血 [1] 。 血壓的高低可直接影響全身各組織器官的血液供給。ADC0809 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 。 關(guān)鍵詞： NPC1210 壓力傳感器 。在過(guò)去，人們測(cè)量血壓不得不去醫(yī)院，而如今只要擁有這種血壓計(jì)，在家里即可隨時(shí)監(jiān)測(cè)血壓，做到早發(fā)現(xiàn)早治療，降低了腦出血 .心功能衰竭等猝發(fā)疾病的危害。 便攜式家用血壓計(jì)，非醫(yī)護(hù)人員也可方便操作。 目 錄 1 引言 ?????????????????????????????????? .1 2 血壓計(jì)總體概述 ????????????????????????????? .3 血壓計(jì)簡(jiǎn)介 ???????????????????????????? ..3 便攜式血壓計(jì)的簡(jiǎn)單介紹 ??????????????????? ..3 便攜式血壓計(jì)功能簡(jiǎn)介 ???????????? ???????? ..3 便攜式血壓計(jì)使用注意事項(xiàng) ??????????????????? 3 血壓計(jì)裝置設(shè)計(jì)方案 ???????????????????????? ..4 血壓計(jì)測(cè)量與工作原理 ??????????????????????? ..5 血壓測(cè)量的工作原理 ????????????????????? ..5 血壓計(jì)的工作原理 ????? ????????????????? ..6 3 硬件電路的設(shè)計(jì) ???????????????????????????? ..6 MCS51單片機(jī)的簡(jiǎn)介及其電路設(shè)計(jì) ?????????????????? .6 單片機(jī)的介紹 ????????????????????????? .6 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) ??????????????????????? .11 傳感器 簡(jiǎn)介以及外接電路的設(shè)計(jì) ??????????????????? .13 傳感器介紹 ????????????????????????? .13 傳感器與單片機(jī)連接的電路設(shè)計(jì) ???????????????? .15 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) ????????????????????????? .15 A/D 轉(zhuǎn)換原理 ???????????????????????? ..15 ADC0809 與 MCS— 51單片機(jī)的連接 ??????????????? ..16 液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì) ??????????????????????? .17 . 1 數(shù)碼管顯示模塊的設(shè)計(jì) ???????????????????? .17 LED 顯示器與單片機(jī)的連接電路設(shè)計(jì) ?????????????? ..17 4 系統(tǒng)流程圖以及程序的設(shè)計(jì) ??????????????????????? ..18 單片機(jī)主程序流程圖 ???????????????????????? .18 數(shù)據(jù)采集流程圖 ?????????????????????????? .18 數(shù)據(jù)顯示流程圖 ??????????? ??????????????? .19 . 電子血壓計(jì)運(yùn)作程序設(shè)計(jì) ????????????????????? ..19 結(jié) 論 ?????????????????????????????????? .21 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????? ..22 謝辭 ?????????????????????????????????? ..23 基于單片機(jī)的電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì) 摘要 ： 隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量的提高，帶來(lái)了不健康的飲食與生活規(guī)律，導(dǎo)致了越來(lái)越多疾病的出現(xiàn)。其中，“高血壓病”被稱(chēng)為人類(lèi)第一無(wú)形殺手，可見(jiàn)它的可怕程度。隨著家庭醫(yī)療保健的流行，這種血壓計(jì)的市場(chǎng)得以開(kāi)發(fā)。 該血壓計(jì)以 NPC1210壓力傳感器測(cè)得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過(guò) ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳入 89C51單片機(jī)，然后由單片機(jī)控制，經(jīng)主程序處理數(shù)據(jù)之后，在 LED液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。 89C51 單片機(jī) 。LED液晶顯示模塊 1 引 言 現(xiàn)如今人們的生活水平提高了，越來(lái)越觀(guān)注自己的身體健康，血壓是 身體 康的一項(xiàng)重要指標(biāo)。若血壓過(guò)低，可造成組織器官供血不足。 據(jù) 2021 年全國(guó)普查顯示，我國(guó)每三個(gè)家庭就會(huì)有一個(gè)高血壓患者；尤其在老年人群中患病可達(dá) 12%。 在疾病排名冊(cè)上，高血壓的危害已居前幾位。 高血壓 是最常見(jiàn)的心血管疾病，也是最大的流行病之一 。 高血壓對(duì)人體的損害是全身性的，也是造成死亡的惡魔，直接威脅著人的生命，所以，對(duì)高血壓這個(gè)無(wú)形殺手，不可掉以輕心。 正常的收縮壓為： 90140mmHg（ ）舒張壓為： 6090mmHg （ ），正常血壓的范圍：正常成人在安靜狀態(tài)時(shí)，動(dòng)脈壓為： 3040mmHg （ ） 我們常用血壓計(jì)測(cè)量血壓。 常用血壓計(jì)有（ 1）汞柱式 : 玻璃管面標(biāo)有雙刻度； 一側(cè)為 0~300mmHg,最小分度值 為 2mmHg；一側(cè)為 0~40kPa,最小分度值為 ；玻璃管上端蓋以金屬帽與大氣相通，下端和汞槽相通 ,汞槽內(nèi)有水銀；特點(diǎn)： 測(cè)得數(shù)值準(zhǔn)確可靠，但較笨重不易攜帶，且玻璃管部分易破裂。外形似表 ,呈圓盤(pán)狀，正面盤(pán)上標(biāo)有刻度及讀數(shù)，盤(pán)中央有一指針 ,以提示血壓數(shù)值。數(shù)秒鐘內(nèi)可得到收縮壓、舒張壓、脈搏數(shù)值。 結(jié)構(gòu)如 圖 1 ： 傳統(tǒng)的血壓計(jì)操作比較復(fù)雜， 而且受環(huán)境的影響較大。 為了讓 每個(gè) 血壓計(jì)使用者更方便的使用與維護(hù)血壓計(jì) ；我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái) 操作便捷，測(cè)量精確，無(wú)需維護(hù)的智能型測(cè)量血壓的裝置 ，用來(lái)幫助人們急早的發(fā)現(xiàn)高血壓跡象。水銀血壓計(jì)每次測(cè)量必須由醫(yī)生戴上聽(tīng)診器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，只能是每個(gè)醫(yī)生一次對(duì)一個(gè)人進(jìn)行測(cè)量 。 血壓隨年齡的增加而增高，新生兒血壓最低，小兒血壓比成人低，中年以前女性血壓略低于男性，中年以后差別較小；一般白天血壓高于夜圖 1 血壓計(jì)外觀(guān)圖 間，過(guò)度勞累或睡眠不佳時(shí)，血壓稍增高；在寒冷環(huán)境中血壓可升高，高溫環(huán)境中血壓可略下降；緊張、恐懼、興奮及疼痛均可導(dǎo)致血壓升高，舒張壓一般無(wú)變化。 將脈動(dòng)波的記錄引入動(dòng)態(tài)血壓技術(shù)，提供 24 小時(shí)內(nèi)的每次血壓測(cè)量結(jié)果，而且能再現(xiàn)每次 測(cè)量過(guò)程中的波形。目前市場(chǎng)上的大部分動(dòng)態(tài)血壓記錄儀，只記錄每次測(cè)量的結(jié)果 ，醫(yī)生面對(duì)的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字。 2 血壓計(jì)總體概述 血壓計(jì)簡(jiǎn)介 便攜式血壓計(jì)的簡(jiǎn)單介紹 該產(chǎn)品體積小，重量輕，可方便攜帶。操作簡(jiǎn)單易 行，適合家庭使用。 便攜式血壓計(jì)使用注意事項(xiàng) 1. 患者取坐位或仰臥位，被測(cè)肢體應(yīng)和心臟處于同一水平，上臂自然下垂，坐位時(shí)平第四肋軟骨；臥位平腋中線(xiàn)，平整地將袖帶置于上臂中部，距肘窩下緣 23cm 2. 需密切觀(guān)察血壓者應(yīng)做到四定 定時(shí)間、定部位、定體位、定血壓計(jì)，有助于測(cè)定血壓的準(zhǔn)確性和對(duì)照的可 比性 3. 為偏癱、肢體外傷或手術(shù)的患者測(cè)血壓應(yīng)測(cè)健測(cè)肢體 4. 排除影響血壓的外界因素 袖帶過(guò)寬、過(guò)窄；袖帶纏得過(guò)緊、過(guò)松；肢體位置過(guò)高、過(guò)低等因素對(duì)血壓值的影響 5. 袖帶寬度要合適， 袖帶太窄，須加大力量才能阻斷動(dòng)脈血流，測(cè)得數(shù)值偏高 。低于心臟水平，測(cè)得血壓值偏高 7. 袖帶過(guò)松，橡膠帶呈氣球狀，有效測(cè)量面積變窄，使血壓測(cè)量值偏高 。應(yīng)將袖帶內(nèi)氣體驅(qū)盡 ，稍等片刻再?gòu)?fù)測(cè)，一般連續(xù)測(cè) 2~3 次，取其最低值 9. 當(dāng)舒張壓的變音和消失音之間有差異時(shí) 。 血壓計(jì)裝置設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)要求 該種血壓計(jì)是將傳感技術(shù)與單片機(jī)有機(jī)結(jié)合而成的，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證完成三項(xiàng)基本流程： 感應(yīng)血流的壓力，并能夠?qū)⑿盘?hào)轉(zhuǎn)變成壓電信號(hào)； 利用單片機(jī)技術(shù)判斷高壓與低圧； 在屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。能根據(jù)血壓變動(dòng)及時(shí)抓住高、低壓 ，體積小，集成度高， 抗干擾能力強(qiáng) ， 可靠性高 ， 價(jià)格低 ， 程序簡(jiǎn)單 ， 運(yùn)用靈活 ，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化的單片機(jī)， 使用具有顯示清晰 ， 亮度高 .壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的顯示器，因此我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)中采用了 LED顯示器。 參數(shù)設(shè)置后，系統(tǒng) 將會(huì)啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后將進(jìn)行數(shù)據(jù)處理階段，若未轉(zhuǎn)換完畢將進(jìn)行程序循環(huán)繼續(xù)轉(zhuǎn)換 。 血壓計(jì)測(cè)量與工作原理 血壓測(cè)量的工作原理 血壓的測(cè)量采用 傳統(tǒng)的示波法 [4]。動(dòng)脈的收縮壓對(duì)應(yīng)于振幅包絡(luò)線(xiàn)的第一個(gè)拐點(diǎn)， 舒張壓對(duì)應(yīng)于包絡(luò)線(xiàn)的第二個(gè)拐點(diǎn)。 計(jì)算公式為： UmKsUiPPs ??? | （ 1） 舒張壓數(shù)值的確定：與收縮壓不同的是 在脈搏波振幅包絡(luò)線(xiàn)的下降段 中，如果 一個(gè)脈搏波的幅度 Ui 與 Um 之比 kd? 時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣袖壓力 便定義 為舒張壓。 血壓計(jì)的工作原理 當(dāng)袖帶充氣時(shí)， 袖帶內(nèi)部 便會(huì) 產(chǎn)生 一定 壓力，數(shù)字壓力傳感器 NPC1210 感應(yīng)到該壓力時(shí) ，經(jīng)過(guò)放大以及濾波電路后，由單片機(jī) 89C51 的第 1腳讀入，并進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 3 硬件電路的設(shè)計(jì) MCS51