【正文】 路，所需時鐘信號由外界提供，通常使用頻率為500kHz的時鐘信號。當(dāng)EOC＝0時，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；當(dāng)EOC＝1時，轉(zhuǎn)換結(jié)束。Vcc：＋5V電源。參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。 ADC0809的運行時序選中通道的模擬量到達(dá)A/D轉(zhuǎn)換器時，A/D轉(zhuǎn)換器并未對其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過程是在時鐘信號的協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。當(dāng)ADC0809用于80C51單片機系統(tǒng)時，若80C51采用6MHz的晶振，這時ADC0809的時鐘頻率為500KHz，A/D轉(zhuǎn)換時間為130uS。單片機要想讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須使ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平，打開三態(tài)輸了鎖存器，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)在DB0DB7上。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，在A/D轉(zhuǎn)換期間，EOC維持高電平，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC變成高電平。圖47 ADC0809 讀、寫、啟動以及A/D轉(zhuǎn)換時序圖 自動充放氣電路的設(shè)計本系統(tǒng)中采用單片機控制充氣泵和放氣閥對袖帶自動充放氣，在操作過程中排除了操作者主觀因素影響，為測量的準(zhǔn)確進(jìn)行提供了必要的前提。圖48 自動充氣控制的電路原理圖充氣泵、放氣閥工作與否采用對控制口的軟件編程實現(xiàn)。充氣泵、電磁閥都屬于強電設(shè)備，其作業(yè)會對單片機控制系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，所以在設(shè)計過程中，應(yīng)考慮到電氣隔離問題。這個脈動干擾必然會通過接地電阻和電容耦合到單片機回路中。設(shè)計中采用雙級隔離電路來切斷強電設(shè)備充氣泵和電磁閥啟停時引起的沖激干擾。U6為光隔離器，Q1為外圍驅(qū)動器，RELAY為繼電器線圈，K為相應(yīng)觸點。 控制按鈕電路與顯示電路控制電路和顯示電路的主要功能是承擔(dān)采集終端對生理信號的簡單顯示、對生理信號采集單元的控制，是控制系統(tǒng)與操作人員間交互的窗口。實現(xiàn)了人與機器之間的交流，體現(xiàn)智能化的要求。本設(shè)計采用行列式鍵盤電路設(shè)計，矩陣鍵盤接口電路如圖49所示。采用矩陣鍵盤是為了便于將來對系統(tǒng)的軟件功能進(jìn)行擴展，可以再設(shè)計更多不同功能鍵，使人機接口的內(nèi)容更加豐富及完善。顯示系統(tǒng)是單片機血壓計不可或缺的部件。普遍使用的兩類顯示是數(shù)碼管顯示（LED）和液晶顯示（LCD）。這樣也為將來血壓計的發(fā)展提供了更多的擴展空間，不僅可以顯示三種血壓值，還可以顯示心率圖形等，具有更強大的功能[12]。表43 液晶顯示模塊引腳功能表信號管腳功 能FG1地，以在模塊中接地GND2電源地VCC3電源電壓VEE4工作負(fù)電壓5寫信號，低電平有效6讀信號，低電平有效7片選信號，低電平有效8指令/數(shù)據(jù)通道選擇信號，1為指令通道，0為數(shù)據(jù)通道9復(fù)位信號，低電平有效DB0～DB810～17數(shù)據(jù)總線FS18字體選擇VV219～20空本設(shè)計中，采用直接訪問方式將液晶顯示模塊與AT89C51單片機連接，具體的接口電路如圖410所示。電源控制端VEE是用以調(diào)節(jié)顯示屏灰度的，調(diào)節(jié)該端的電壓可以改變字符、圖形顏色的深淺。5 軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件主要是配合相關(guān)的硬件電路，順利完成系統(tǒng)設(shè)計的功能。 血壓信號采集 （1） 主程序流程圖本系統(tǒng)血壓測量信號為2路，壓力傳感器的信號一路進(jìn)行低通濾波處理，排除誤差，之后送入AD1，作為袖帶壓力信號；另一路經(jīng)過帶通濾波器送入AD2作為脈搏波信號。為了最大限度地利用A/D轉(zhuǎn)換的采樣速度，用中斷來實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)處理。具體做法為在一次定時中斷內(nèi)連續(xù)進(jìn)行5次A/D轉(zhuǎn)換，去掉最大值和最小值，剩余3個數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值作為此次的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果血壓采集流程圖如圖51所示。目前，比較一致的看法是：當(dāng)袖帶壓力振蕩波的振幅最大時，袖帶的壓力就是動脈的平均壓。在此基礎(chǔ)上分析信號，可得收縮壓、舒張壓和心率的算法。Ps=P/Ui=Ks*Um （51） ② 舒張壓舒張壓的確定也是用最大振幅法來判定的，不過是在脈搏波幅度包絡(luò)線的下降段，當(dāng)某一個脈搏波的幅度Ui與最大幅度Um（平均壓）之比剛剛小于Kd時，就認(rèn)為此時對應(yīng)的氣袖壓力為舒張壓。③ 平均壓動脈平均壓（Mean Arterial Pressure,MAP）是血壓波形在一個周期內(nèi)的積分與周期T的比值。平均壓并非收縮壓與舒張壓的平均，而是血壓波形在整個周期內(nèi)的平均，它綜合反映了動脈血壓的數(shù)值和波形。平均壓可直接指示組織的灌注壓力，動脈平均壓的連續(xù)增加或減小，最可能是由高血壓或低血壓的危情所引起。常用的估算公式為： MAP=DP+k(SPDP) (54)其中，SP為收縮壓，DP為舒張壓，k為波形因素，在上臂測試時，k一般取1/3[14]。其中1個用來控制液晶顯示，另外3個用來控制三種血壓值的發(fā)送，所以此部分程序主要包括矩陣鍵盤掃描程序和控制主程序，鍵盤掃描程序主要是完成對按鍵的判斷，而控制主程序則是通過不同的按鍵去執(zhí)行不同的功能，控制主程序流程如圖52所示。圖53 矩陣鍵盤掃描流程圖 液晶顯示程序設(shè)計液晶顯示程序主要完成對平均壓、收縮壓、舒張壓、3項數(shù)據(jù)的顯示，分為靜態(tài)數(shù)據(jù)顯示和動態(tài)數(shù)據(jù)顯示。由于顯示的字符不多，故自建16X16的字模庫。其中初始界面顯示程序主要是在LCD上顯示所需的靜態(tài)漢字；動態(tài)數(shù)據(jù)顯示程序主要是在LCD上顯示實時變化的幾個生理參數(shù)值。動態(tài)數(shù)據(jù)分為3行顯示，每行最多3個數(shù)字，每個數(shù)字采用16X16點陣標(biāo)準(zhǔn)，也需要64X48的點陣范圍。其中左屏顯示靜態(tài)數(shù)據(jù)，右屏顯示動態(tài)數(shù)據(jù)。圖54 LCD顯示效果結(jié)論本論文首先介紹了以單片機AT89C51為基礎(chǔ)，利用示波法原理來測量血壓的血壓計，詳細(xì)的闡述了示波法原理及分析研究了各種計算血壓的方法，為軟件實現(xiàn)血壓測量作好了基礎(chǔ)。介紹了AT89C51單片機，ADC0809轉(zhuǎn)換器等芯片，及模擬信號的數(shù)字化，自動充放氣電路的設(shè)計，使系統(tǒng)具有全自動的智能特征，控制按鈕電路和顯示電路，為系統(tǒng)與操作人員間提供了人機交互的窗口。既學(xué)習(xí)了不少新的知識和技術(shù)，由親身體驗軟件設(shè)計、開發(fā)的過程，個人覺得收獲頗豐。（1） 進(jìn)一步改善系統(tǒng)，可以把袖帶在臂膀處獲取信號改為到手腕、指尖處獲取信號，這樣使得便于攜帶。（3） 進(jìn)一步改進(jìn)血壓算法以提高測量精度。最后敬請各位專家、老師和同學(xué)對論文和今后的研究工作提出寶貴的指導(dǎo)意見和建議。入學(xué)以來，各位老師一直以來的辛勤工作和教誨使我能順利地度過這難忘的四年，使我在綜合素質(zhì)提高、專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)和實踐工作能力等各方面受益匪淺。 在離開大學(xué)，走進(jìn)工作崗位之際，我會記住老師們的教導(dǎo)，將自己所學(xué)的知識貢獻(xiàn)社會。s Guide，1987:310. [15] LarryGaddy.[SelectinganA/Dconverter][M]. America:ApplicationBulletinofburrbrown，1998：324.附 錄附錄1參考程序DAT EQU ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: LCALL ADC0809 ；調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序ADC0809 LCALL LCD1602 ；調(diào)用LCD顯示子程序LCD1602 SJMP STARTRD18B20:LCALL INITLCALL GETWD RET************* ADC0809初始化子程序*******INIT: CLR EA ；關(guān)閉總中斷INI10: SETB DAT ；主機釋放總線，MOV R2，＃200INI11: CLR DATDJNZ R2，INI11 ；主機發(fā)復(fù)位脈沖持續(xù)3μs200=600μsSETB DAT ；主機釋放總線，MOV R2，＃30IN12: DJNZ R2，INI12 ；ADC0809等待2μs30=60μsCLR CORL C,DAT ；ADC0809數(shù)據(jù)線變低（存在脈沖）嗎？JC INI10 ；ADC0809未準(zhǔn)備好，重新初始化MOV R6,＃80INI13: ORL C,DATJC INI14 ；ADC0809數(shù)據(jù)線變高，初始化成功DJNZ R6,INI13 ；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù)3μs80=240μsSJMP INI10 ；初始化失敗，重來***********讀取A/D轉(zhuǎn)換信號子程序******INI14: MOV R2,＃240IN15: DJNZ R2,INI15 ；ADC0809應(yīng)答最少2μs240=480μsRET WRITE: CLR EAMOV R3,＃8 ；循環(huán)8次，寫一個字節(jié)WR11: SETB DATMOV R4,＃8RRC A ；寫入位從A中移到CYCLR DATWR12: DJNZ R4,WR12 ；等待16μsMOV DAT, C ；命令字按位依次送給ADC0809MOV R4,＃20WR13: DJNZ R4,WR13 ；保證寫過程持續(xù)60μsDJNZ R3,WR11 ；未送完一個字節(jié)繼續(xù)SETB DATRET READ: CLR EAMOVR6,＃8 ；循環(huán)8次，讀一個字節(jié)RD11: CLR DATMOV R4,＃4NOP ；低電平持續(xù)2μsSETB DAT ；口線設(shè)為輸入RD12: DJNZ R4,RD12 ；等待8μsMOV C,DAT ；主機按位依次讀入ADC0809的數(shù)據(jù)RRC A ；讀取的數(shù)據(jù)移入AMOV R5,＃30RD13: DJNZ R5,RD13 ；保證讀過程持續(xù)60μsDJNZ R6,RD11 ；讀完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，存入A中SETB DATRET[15] 附錄2 原理圖