便攜式血壓計的設計

張莉 王建慧

摘 要：現代社會的迅速發展，導致環境日益惡化，不健康的生活習性與不科學的飲食習慣，導致人類疾病越來越多的出現。其中，有著人類第一無形殺手稱號的高血壓病，已逐漸上升到人類疾病危害排行榜的前幾名，長期危害著人體健康，讓飽受高血壓折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地測量與監控高血壓，從而有效預防與治療高血壓，成為人們對抗高血壓病的首要問題。于是，設計一臺便捷的測量血壓的裝置，成為重中之重。

家用電子血壓計，主要是用于家庭。家庭醫療保健已成為現代人的醫療保健時尚。過去人們測量血壓必須到醫院才行，而今只要擁有了家用電子血壓計，坐在家里便可隨時監測血壓的變化，如發現血壓異常便可及時去醫院治療，起到了預防腦出血、心功能衰竭等疾病猝發的作用。本文將詳細介紹我們設計的智能型血壓測量裝置。

關鍵詞：ASDX 001；AT89C51；液晶顯示；壓力測量。

第一章 便攜式血壓計裝置總體概述

§1.1 便攜式血壓計簡介

§1.1.1 便攜式血壓計的介紹

該產品重量輕，便攜。無水銀，增強環保性。操作簡單易懂，適合家庭使用。

§1.1.2 便攜式血壓計功能簡介

該血壓計以壓力傳感器測得血壓值，將血壓數據通過A/D轉換器轉換成數字信號，傳入單片機，經主程序處理數據之后，在液晶顯示器上顯示出來。

§1.2 便攜式血壓計工作原理

§1.2.1 血壓測量的工作原理

血壓有兩種：收縮壓、舒張壓。

收縮壓判斷的確定：采用最大振幅法，在放氣過程中脈搏波振幅度包絡線的上升段，當某一個脈搏波的幅度Ui與 Um之比 時，對應的氣袖壓力為收縮壓。舒張壓判斷的確定：采用最大振幅法，在脈搏波振幅包絡線的下降段，當某一個脈搏波的幅度Ui與Um之比 時，對應的氣袖壓力為舒張壓。

§1.2.2 便攜式血壓計的工作原理

馬達在充氣時，袖帶內部產生壓力，經過ASDX 001及濾波電路后，由單片機89C51的第1腳讀入，進行A/D轉換，之后按照ASDX 001壓力傳感器要求的工作時序進行讀寫控制，讀入信號后，對數字信號進運算，然后經DM-162液晶顯示模塊進行顯示。

第二章 硬件電路的設計

§2.1 傳感器簡介以及電路設計

§2.1.1 傳感器簡介

ASDX 001可用于測量絕對壓、差力壓和表力壓。范圍從1PSI到100PSI，絕壓型傳感器可直接輸出一個與絕對壓成比例的信號。

§2.1.2 傳感器電路設計

該電路需要將ASDX 001傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機的1腳上。

§2.2 AT89C51單片機的電路設計

§2.2.1 AT89C51的復位電路：

同時在第9腳引出一個22uF的電容和一個2K的電阻接+5V的電源組成一個復位電路。

§2.2.2 AT89C51的時鐘電路：

39腳接+5V，19腳接地，17腳和18腳間由12MHz的晶振及兩個20pF的無極性電路組成一個時鐘振蕩電路。

§2.2.3 AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接

液晶顯示模塊所要的數字信號從AT89C51的P0.0-P0.7口引出，分別對應的接DM-162的D0-D7端口，完成數據傳輸，液晶顯示模塊的控制引腳RS、PR、E分別接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口，以實現微處理器對液晶顯示模塊的控制。

§2.3 液晶顯示模塊簡介及電路設計

§2.3.1 液晶顯示模塊DM-1602簡介

DM-1602是一種用5x7點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據顯示的容量可以分為1行16個字、2行16個字、2行20個字等等。

實物圖片如圖2-1：

§2.3.2 液晶顯示模塊DM-1602電路設計

VSS為地電源，VDD接5V正電源，V0通過一個10K的電位器調整對比度。PS為寄存器選擇，RW為讀寫信號線。

第三章 軟件系統流程以及程序的設計

§3.1 單片機主程序流程圖

主程序流程

流程圖說明

主程序依此調用5個模塊：處理模塊、測量模塊、信號處理模塊顯示模塊、顯示模塊、串行通信模塊

§3.2 處理模塊

判斷鍵盤的當前狀態（是否開/關電源），執行相應的操作。

3.3測量模塊

測量信號為二路，壓力傳感器的信號經放大送AD1，作為靜態直流血壓信號；隔直后經再次放大送AD2，作為脈搏波信號。

§3.4 信號處理模塊

主要功能是脈搏波的判斷和檢測，對A/D采樣的脈搏波信號進行低通濾波處理，并采用相關運算排除手臂運動造成的誤差并分析信號，得到波形的峰值及每個脈搏波的時間。

§3.5 串行通信模塊

采用PC機主叫的中斷方式，接到PC機的命令時，對血壓進行初始值的設定，主要包括起始加壓值，每次的壓力遞增值和最高壓力限制。