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根据硅压式传感器的便携式电子血压计规划

1 引言测量血压的传统仪器是机械式水银血压计,电子血压计近几年才在市场上出现。电子血压计与传统血压计相比,虽然操作简单、使用方便,但准确性、稳

1 导言

丈量血压的传统仪器是机械式水银血压计,电子血压计近几年才在市场上呈现。电子血压计与传统血压计比较,尽管操作简略、运用方便,但精确性、安稳性往往不太抱负。本规划力求精确、安稳,以适用于老年人或患者随时监测自己血压状况及临床医学检测。

在研讨国内外已有产品或规划构思的基础上,运用先进的信号处理技能与智能操控技能,尽量消除脉息提取处理中的噪声搅扰与非线性失真,进步血压丈量的精确性与安稳性,并进步了丈量的主动化和智能化。

2 体系的硬件规划

本规划选用Motorola公司的MPX53GC硅压式传感器和TI公司MSP430F149单片机为首要器材, 构成电子血压计,体系构成如图1。体系由MCU、 传感器、LCD液晶显现器、操作面板、充放气操控 电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分 构成。

2.1 微处理器的挑选

单片机是整个体系的大脑,它不只要对体系进 行监控、对数据进行运算处理,而月.要经过对丈量 成果的断定调整硬件的参数;使体系能够主动调理 在最佳的作业状况,具有必定的智能性。依据体系 的规划要求,选用TI公司的MSP430F1 49单片机 。

MSP430内嵌ADC12,它是12位的A/D模数转 换器,具有高速、通用的特色。ADC12可对8个外 部模拟信号之一或4个内部电压之一作转化。 ADC12具有通用的采样/坚持电路,给用户供给了 采样时序的各种挑选。MSP430F149单片机则能很 好满意体系规划的要求。

2.2 传感器电路规划

MPX53GC是Motorola X型传感器,该类传感器价格低廉、线性优秀、噪声小、呼应敏捷,并且在 恒流源供电的状况下具有温度白补偿挣陛。传感器电路的组成如图2所示,压力传感器的输出信号先 经过滤波电路,然后进行扩大,一起单片机 MSP430F149将发生1:10脉宽操控锯齿波发生器, 发生锯齿波与经过处理的压力信号比较较,将电平 信号转化为脉宽信号。单片机MSP430F149丈量脉宽,然后经过相应的运算处理转化为收缩压(SP)、舒张压(DP)、均匀压(MP) 。

2.3 滤波电路规划

在血压丈量进程中,由于传感器MPX53GC输 出的信号极端弱小,并且混有高频噪声,假如电路 规划不合理,弱小的信号就会被噪声吞没。因而在 每一级扩大电路中,都应有相应的噪声滤除或按捺 电路 ,此外要尽量的消除散布电容与散布电感的 耦合,在必要处进行屏蔽。如图3所示,选用有源低通滤波器,有用地削弱高频噪声,并恰当扩大信 号。其频率函数可表示为:

2.4 充放气操控电路规划

充放气电路也是影响丈量精确度的一个重要因素。因而,怎样操控充气阀和放气阀,才干得到最好的丈量成果是要害。在丈量进程中,咱们选用 单片机MSP430F149操控充放气速率,依据压力巨细进行操控充气阀和放气阀的动作,这样不光能够 精确操控充放气的速率,并且能很好的监测整个系 统的运转状况,此外,还能够防止一些意外的人体损伤。

其操控进程见图4充气电路如图5所示。在充气进程中.能够稍 微快点充气,并估量收缩压和舒张压,以便核算放 气速率。当到达最大值后中止充气,开端渐渐的均 速放气。放气进程中,选用PWM脉宽调制进行控 制,并时间发觉血压袖套CUFF的压力状况,坚持 匀速放气。最终当压力小于20mmHg时,立即把放 气阀悉数翻开。

2.5 LCD液晶显现模块规划

本体系选用LCD驱动器HT1621,它为128(32 ×4)段LCD驱动器,可驱动多个LCD液晶屏。它 与单片机接口如图6所示,接口只须四根线。 线 用以初始化串行接口电路并停止MSP430F149与 HT1621的通讯。数据的渎/写及指令的写入经过数 据线传输。RD读信号,RAM 内的数据在RD信号 的下降沿送至数据线上,使MSP430F 149在而信 号的上升沿及下一个下降沿之间读入正确的数据。

一WR为写信号,数据线上的数据、地址及指令可在 一WR信号上升沿写入HT1621。IRQ为可挑选操控。

2.6电源模块规划

本体系电源选用两节1.BY 的电池供电,经过 XC6382芯片升压至3.5V直接为体系供给电源。

3 软件规划

软件部分是整个体系有用作业的中心,体系只 有在软件和硬件有机结合,才干正常作业。

3.1 收集与操控程序模块

它完结收集材料(压力传感器信号,按键信号 等),操控充放气等功能。其程序流程如图7所示。

3.2 数据处理和显现模块

数据处理和显现模块完结对压力传感器数据 进行数字滤波,核算出收缩压、舒张压、均匀压及 脉息,然后把相应数据储存到EEPROM(24C256)并 显现到液晶屏(HT1621).程序流程图如图8所示。

4 体系标定

丈量体系需求标定,电子血压计也不破例。在 软件体系中专门有一个压力标定程序,该程序的作 用是协助调试者进行调试。调试进程如下:给体系 零压力(即:让传感器与大气连通),经过一段时 间安稳后,体系主动记录零点的脉宽;然后提示调 试者,给体系300mmHg的压力,此刻调试者应将 显现的数值调整到16268±100以内,体系即标定结束。

5 定论

经过一系列的剖析、研讨和改善,体系的规划较好的到达咱们测验的要求。在丈量的进程中,被 测者应做到坚持不动,不然或许由于被测者的动作 构成一个假脉冲信号,一起或许改动CP信号。为 了进一步进步精确性和可靠性,传感器线性、PCB 板布线、气泵和气阀挑选等等都需求进一步研讨改善。

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