电子血压计设计
学院: 物理学院
组员：刘鑫王展峰栾义龙袁颖
指导老师：李茂奎
2010年6月
目录
第一部分、功能设计
1. 1 电子血压计的设计目的-----------------------------------（3）
1．2电子血压计的主要功能----------------------------------- （3）
第二部分、系统设计
2.1设计摘要-------------------------------------------------（3）
2.2血压测量原理---------------------------------------------（3）
2.3系统原理框图---------------------------------------------（4）
2.4方案论证-------------------------------------------------（4）
2.4.1单片机选择--------------------------------------------------（5）
2.4.2集成运放芯片的选择------------------------------------------（5）
2.4.3传感器的选择------------------------------------------------（5）
2.4.4一级放大电路设计--------------------------------------------（6）
2.4.5滤波电路的设计----------------------------------------------（7）
2.4.6二级放大电路的设计------------------------------------------（9）
2.4.7显示模块----------------------------------------------------(10)
2.5完整电路原理图-------------------------------------------(11)
2.6单片机软件设计-------------------------------------------(11)
第三部分、系统测试及结论
3.1波形显示--------------------------------------------------(13)
3.2结论------------------------------------------------------(14) 第四部分、小结与感想-------------------------------------( 14)
第五部分、附录----------------------------------------------(15)
附录一参考文献
附录二元器件明细表
附录三部分专用程序清单
附录四组员分工情况和工作情况
附录五作品实物照片
第一部分功能设计
1.1 电子血压计的设计目的
当今社会人们迫切希望一套成形的人体生理参数测量系统。血压是人体的重要生理参数，是人们了解人体生理状况的重要指标。测量血压的仪器称为血压计，血压计分为水银血压计、弹簧表式血压计、电子血压计三种。其中电子血压计是一种医用范围十分广泛的医疗设备，它外观轻巧、携带方便、操作简单、显示清晰，对提高人们的生活质量发挥了重要的作用。
我们想通过此设计达到一下目的：
1.通过设计加深对AVR单片机的认识、了解及掌握，掌握模数转换部分，中断部分以及数码管显示部分的应用，能够达到熟练使用AVR的程度。
2.加深对硬件电路的了解以及掌握，学会根据系统要求设计电路，学会动手焊接电路。
3.复习C语言的相关知识。
4.锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养团队意识，锻炼分工合作以及协调能力。
1．2电子血压计的主要功能
我们的血压计基于示波法原理，选用专用传感器BP300实现准确的压力传感，使用8位单片机ATmege16对信号进行处理，将收缩压和舒张压的值在LED 上显示出来。
第二部分系统设计
2.1设计摘要
血压是人体重要的生理参数，准确的测量血压对人体的健康起着十分重要的作用。我们的血压计基于示波法原理，选用专用传感器BP300实现准确的压力传感，使用8位单片机ATmege16对信号进行处理，将收缩压和舒张压的值在LED 上显示出来。整套仪器具有使用方便、显示直观的特点。
关键字： ATmega16 压力传感器BP300 LM324 LED显示示波法血压
2.2血压测量原理
临床上血压测量技术一般分为直接法和间接法。前者的优点是测量值准确，并能连续监测，但它必须将导管置入血管内，是一种有创测量方法；后者是利用脉管内压力与血液阻断开通时刻所表现的血流变化间的关系，从体表测出相应的压力值。间接测量又分为听诊法和示波法。我们的血压计采用示波法。
示波法的测量原理，与柯氏法类似，采用充气袖套来阻断上臂动脉血流。由于心搏的血液动力学作用，在气袖压力上将重叠与心搏同步的压力波动，即脉
搏波。当袖套压力远高于收缩压时，脉搏波消失。随着袖套压力下降，脉搏开始出现。当袖套压力从高于收缩压降到缩压时，脉搏波会突然增大。到平均压时振幅达到最大值。然后又随袖套压力下降而衰减，当小于舒张压后，动脉管壁的舒张期已充分扩张，管壁刚性增强，而波幅维持比较小的水平。示波法血压测量就是根脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。与脉搏波最大值对应的是平均压，收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定。提取的脉搏波信号如下图，
收缩压和舒张压的获取原理图如下
图
1
图2
2.3系统原理框图
我们设计的电子血压计主要由压力传感器BP300，四运放LM324，滤波器，气泵，单片机ATmega16和LED显示器构成的。这个设计的核心部分是专用压力传感器BP300，信号处理芯片ATmega16.前者将袖带内的压力信号转换成电压信号，后者控制整个电路的工作，利用AVR单片机中的AD转换器对采样信号进行处理，把最终的结果通过LED显示出来。
系统设计框图如下：
图3 整体设计
2.4方案论证
2.4.1单片机选择
采用AVRmage16作为泉韵新声的控制中心。mage16具有丰富的资源：RAM，ROM空间大、指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、可编程音频处理，易于编写和调试等优点。
2.4.2集成运放芯片的选择
方案一：LM358。LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
引脚图如下：
压力传感器
袖带放大部分
隔直
ATmega16
固定放
气阀
LED
显
示
低通滤波电路
放大电路
图4
LM358
图5
LM324
但是，我们所设计的放大电路要用到三个运放。考虑到芯片数量越多，出现的问题越多，我们没有选用此芯片。
方案二： LM324。LM324是一个含有4个运算放大器的集成芯片，每一个放大器都是差动输入。工作时，最低电压是3V,最高可达32V，因为它的电压范围比较宽，可以较好的与其他外接电路的电压进行匹配。引脚图如图5。我们最后根据我们的需要，选择了此芯片。
2.4.3传感器的选择
方案一：采用电容式压力传感器。电容式传感器具有灵敏度高、温度稳定性好等优点。由于网上购买不到，我们从血压计成品中拆出一个。但由于没有相关数据手册，在网上也找不到关于此传感器的任何信息。最终，放弃使用此传感器。
方案二：采用压力传感器BP300。它是细微加工硅材料而成的传感器，也是六脚双列直插式封装的传感器。它是一种比较理想的元件，不需要补偿，而且具有低滞后性、高可靠性和稳定性。把感应到的压力信号转换为相应的电压信号，并且是线性对应的。我们采用此传感器。
BP300的主要参数指标为：300mmHg的压力感受范围；零漂是+20mv；输出电压范围是100+30mv;供电电压为5VDC；环境温度范围为-20℃~+100℃它的外观及引脚图如下：
图6传感器外观图7传感器电路原理
2.4.4一级放大电路设计
方案一：我们需要提取的信号非常微弱，而传感器和电路中的器件又常会产生噪声，为了提高模拟输入信号的信噪比，增大所需要的信号，可以用放大滤波电路放大输入信号并衰减噪声，提取出某些特定频段的信号。首先，我们自己根据模电书上的知识，设计了一个放大滤波电路：
图8
电路的有关参数如下：
A u =1+R
2/
R
1.
R 2≈100R
1
;
R 4=30R
3
;
C=0.5uf
经过实际实验，我们发现此电路对我们的信号几乎没有作用，我们放弃了此电路。
方案二：在我们的测量系统中，被测物理量通过传感器转换为电信号，传感器所获得的信号常为差模小信号，并含有较大共模部分，其数值远远大于差模信号。因此要求放大电路具有较强的抑制共模信号的能力。
我们采用了仪表放大器中的放大电路，即一个三运放放大电路，电路图如下:
图9 三运放放大电路
电路的有关参数如下：
IR=(uo2–ui2)/R2=(ui1–uo1)/R1=(ui2–ui1)/Rp
uo1=ui1(1+R1/Rp)–ui2R1/Rp
uo2=ui2(1+R2/Rp)–ui1R2/Rp
uo =(uo2–uo1)R5 /R3
这种电路的优点在于：
a,高共模抑制比；
b,三运放结构；
c,双端差分输入，单端输出；
经过实验，虽然遇到了许多问题，但最终都得以解决，得到了我们理想的放大倍数。
2.4.5滤波电路的设计
从传感器输出地信号实际是袖内压力信号与脉搏波信号的叠加。实际上，我们需要对这两种信号进行分离。而且，还要除去信号中的杂波。因此，需要滤波。因为脉搏的的频率较低，大约在0.1—30Hz左右，因此了我们制定了四种方案并分别进行了测试，最终选择了方案D。
方案A：采用无源一阶低通滤波器。电路图如下：
图10 一阶低通滤波电路
参数设置:f
=1\2πRC
电路特点在于电路设计简单，易于实现，但是阻带衰减太慢选择性差.方案B：采用压控电压源二阶带通滤波器。电路图如下：
电路的参数如下：
A uf =1+R f\R e
C
1=C
2
R
1=R
2
=R
R
f
\R=1
我们首次应用该方案，基于其可以将低于0.1Hz和高于30Hz频率波滤掉，进而得到我们想要的波频范围，但是得出的结果并不理想，由于下限频率很低，设置为0.4Hz，上限频率经计算可得到为1Hz，通频带太窄，波形幅度很小几乎等同于直线，经过多次试验而不能得到理想的实验结果，我们只能放弃方案B。方案C：有低通滤波器和高通滤波器级联组成的带通滤波器，电路图如下：
无限增益低通滤波器
无限增益高通滤波器
电路特点：将低通滤波器和高通滤波器级联而成的带通滤波器通频带较压控电压源二阶带通滤波电路要为理想，但是焊接较为复杂，且需要两个运放。
方案D ：无限增益多路反馈二阶低通滤波,电路电路如图11
图11 无限增益多路反馈二阶低通滤波电路
电路参数设置：A up =-R f \R 1 R 1=R 2=R R f =R 3
C 1=0.47uf,C 2=0.15uf
在此二阶电路前，我们串联了一个容值为2uf 电容使静压信号得以滤掉，保证u i 输入为脉搏波信号。计算得电路频率范围在10Hz 以下，经过试验发现电路
R 1
C 2
R 2
C 1
R 3
u o
u i
-
+
R f
智能血压仪方案设计 1.测量血压前切记剧烈运动，并要禁烟酒，和其他带有刺激性的食物，此外，憋尿会对血压有一定的影响，因此最好在测血压前20分钟，上一下厕所。 2.把智能血压仪的袖带空气排尽，绑在左臂或者右臂上，袖带位置注意与心脏平齐。 3. 打开智能血压仪的开始按钮进行测量，然后根据智能血压仪的说明书看一下测量的时间是多少，具体的视智能血压仪说明书为准。 4. 在测量过程中，手臂放松，手掌张开，不要握拳。在休息3-5分钟后再次测量一遍，取平均值即为此次测量的结果。测量的时间最好是在起床后的1小时或睡觉前的1小时为最佳。 目录 1.智能血压仪的介绍 2.智能血压仪的使用方法 3.智能血压仪的工作原理
1.智能血压仪的介绍 当今社会是一个快节奏的社会，人们的生活质量虽然有所提高，但同时压力也在增加。由于压力的影响，越来越多的人受到了高血压的侵害，并且高血压已经不再是中老年人的专利，许多年轻人由于熬夜和压力等因素影响也会出现血压高的问题。家里如果有高血压患者，准备一个家用血压计定期自测血压，对于患者健康是有一定保障的，下面这款智能血压仪由英唐众创方案公司研发的智能血压仪方案，我们就来了解一下家用血压计的正确使用方法。 2.智能血压仪的使用方法 1.测量血压前切记剧烈运动，并要禁烟酒，和其他带有刺激性的食物，此外，憋尿会对血压有一定的影响，因此最好在测血压前20分钟，上一下厕所。 2.把智能血压仪的袖带空气排尽，绑在左臂或者
右臂上，袖带位置注意与心脏平齐。3. 打开智能血压仪的开始按钮进行测量，然后根据智能血压仪的说明书看一下测量的时间是多少，具体的视智能血压仪说明书为准。4. 在测量过程中，手臂放松，手掌张开，不要握拳。在休息3-5分钟后再次测量一遍，取平均值即为此次测量的结果。测量的时间最好是在起床后的1小时或睡觉前的1小时为最佳。 3.智能血压仪的工作原理 智能血压仪的工作原理根据柯氏音法和振荡法的不同工作的原理也不一样。柯氏音法是以听取血液在血管中流动时发出的声音测量血压由于心脏送出血流的作用，臂带内血管产生振动。振荡法是检测这种振动的波形得血压值的方法。不受外界杂音影响。在国外的医院主要都使用智能血压仪。因不使用听诊器，臂带操作简单，任何人都
基于STC89C52的电子血压计设计 摘要 本文论述了主要由STC89C52单片机，MPS40-GSF传感器及LCD1602显示电路等构成的基于STC89C52的电子血压计的设计。本设计采用5V电源供电，按下开始测量开关后，单片机控制鼓风电机充气袋进行，电磁阀门进行放气，并在从充气到放气过程之中，由可充气式绑带中的压力传感器作为测量血压的工具，完成高压和低压以及脉搏周期跳动的测量。随后按照程序进行计算，并由MPS40-GSF血压传感器测得血液压力和动脉的搏动信号，并进行一系列处理与计算，将经过处理的信号输入STC89C52中进行控制，并最终在1602液晶显示器上加以显示。 关键词：单片机；传感器；液晶显示器；血压计
目录 第1章绪论 (1) 1.1选题意义 (1) 1.2国内外发展现状分析 (1) 1.3本文的研究内容与文章结构 (2) 第2章电子血压计的测量原理及设计方案的确定 (3) 2.1电子血压计的测量原理 (3) 2.1.1血压的形成及血压测量的工作原理 (3) 2.1.2电子血压计的工作原理 (3) 2.2控制方式的选择 (4) 2.2.1控制芯片的选择 (4) 2.2.2传感器的选择 (4) 2.2.3显示器的选择 (5) 第3章硬件电路的设计 (6) 3.1系统的功能分析及其体系的结构设计 (6) 3.1.1系统的功能分析 (6) 3.1.2系统总结构 (6) 3.2模块电路的设计 (7) 3.2.1MPS40-GSF传感器 (7) 3.2.2STC89C52单片机的简介及电路设计 (8) 3.2.3液晶显示电路的设计 (10) 3.2.4电源电路 (12) 3.2.5泄气电磁阀门的控制电路 (12) 3.2.6充气泵控制电路 (13) 3.2.7按键电路 (13) 3.2.8峰鸣器报警电路 (14) 3.2.9LED信号指示灯电路 (14) 第4章系统软件设计 (16) 4.1编程语言的选择 (16)
目录 摘要 ................................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................................................... II 第1章绪论.. (1) 1.1课题研究的背景 (1) 1.2 课题研究的意义 (1) 1.3本次设计的主要研究内容 (3) 第2章总体设计方案 (4) 2.1总体设计目的 (4) 2.2实现原理的概述 (4) 2.3系统组成框图 (5) 2.4系统组成部分 (6) 2.4.1信号采集部分 (6) 2.4.2模数转化部分 (6) 2.4.3中央处理单元 (6) 2.4.4显示模块 ................................................................ 错误！未定义书签。 2.5测量设计 (10) 2.5.1血压测量设计 (10) 2.5.2 体温测量设计 (11) 2.6测量及计算方法 (11) 2.6.1血压测量方法 (11) 2.6.2血压计算方法 (12) 第3章硬件系统设计 (13) 3.1传感器电路 (13) 3.2放大电路 (14) 3.3数据处理电路 (16) 3.4转换电路 (18) 3.5复位电路 (20) 3.6按键电路 (20) 第4章软件系统设计 (22) 4.1主程序流程图 (22) 4.2血压信号的数模转换 (22) 4.3体温信号的数模转换 (24) 4.4 数码显示 (27)
智能电子血压计的构造 ★气泵：①加压微型气泵（二代）：特点是：加压快，但出气气流脉动大。 ②微型伺服气泵（三代）。目前只有广州玛奈特、优德控股集团（德国）有限公司、金亿帝科技有限公司和日本的OKEN SEIKO公司、欧姆龙公司，可以制造这种高科技的微型伺服气泵。其特点是：加压平稳、出气气流脉动非常小；可以用于伺服控制。其特点是：加压平稳、出气气流脉动非常小；可以用于伺服控制。 ★气体压力传感器：目前用于电子血压计的最关键部件是气体压力传感器。，分为两种类型，一种是电阻式气体压力传感器，另一种是电容型气体压力传感器。 电容式传感器是电子血压计所使用的主流传感器，其优越性是线性度优良，易于进行温度补偿。缺点是没有标准品，全球只有少数几家公司能制造此传感器，如优德控股集团（德国）有限公司、日本欧姆龙、日本松下、广州玛奈特等。 近年来，电阻型气体压力传感器被台湾制造商及大陆一些制造商使用，其优点是可以使用标准品（IC公司制造），特别有利于方案商推广其方案，缺点是不利于温度补偿。 ★电子控制排气阀： 用于第二代电子血压计，特点是通过软件进行伺服控制，使排气速度维持恒定不变，以便提高血压测量的精度。目前拥有此电子控制排气阀技术及其伺服控制的公司有：优德控股集团（德国）有限公司、日本欧姆龙和日本松下。 ★电子血压计的软件： 这是电子血压计的核心，全球只有为数不多的10来家公司能开发适于大量生产的软件。大致是------大陆3家：优德控股集团（德国）有限公司，天津九安医疗电子股份有限公司；广州玛奈特医疗器械有限公司；台湾有3家；其它都为日本的制造商。还有一些很小的开发商，但由于没有大量生产，软件、硬件都得不到改进、得不到验证，估计很难有什么发展。智能电子血压计简介 ①、什么是智能加压？ 智能加压就是指电子血压计在加压过程中，会预先对测量者的收缩压进行一次粗略的判断，从而决定最终需要加至的压力值，通常压力值会加至测量者收缩压的+30mmHg左右。智能加压技术主要用于第二代电子血压计。与智能加压相对应的是固定加压。固定加压即把电子血压计的初始加压值设定在某一固定位置，通常设定在190mmHg左右。固定加压技术多用于第一代电子血压计。 ②、智能加压有什么好处？ 首先是舒适，因为没有过高的压力施于手臂。比如收缩压为120mmHg的测量者，其加压值只需到达150mmHg左右即可。 其次是精确，智能加压可避免因加压过高引起的不适而带来血压测量的不稳定，从而避免对测量精度的影响。 最后是安静，智能加压技术要求使用静音气泵、噪音大的气泵不能用于智能加压的血压计。因此，使用具有智能加压技术的电子血压计，使用者会更加舒适，而测量结果会更加准确。 ③、智能加压技术的难度在哪？ 其难度在于加压的同时要预判测量者的收缩压，而加压时气泵的干扰很大，导致很难检测到血压的信号，因此只有少数几家拥有第三代电子血压计技术------加压同步测量（MWI）技术的制造商才有智能加压技术。 ④、谁拥有智能加压技术？
基于单片机的电子血压计设计
基于单片机的电子血压计设计 摘要 单片机以其卓越的性能，得到广泛的应用，以深入到各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，在医学方面更是得到了较好的应用。血压是极为重要的健康指标，血压测量的准确与否直接关系到人们的健康。现代人患心血管疾病呈低龄化趋势，所以随时关注我们的血压状况对我们百利无害。 本论文讨论了以AT89C51单片机为核心的电子血压计测量原理。气泵给气囊充气后通过感器传的电压经放大、滤波得到脉搏信号，计算出收缩压、舒张压和脉搏。重点介绍了单片机及滤波电路的设计。 首先依据示波法和脉搏波理论设计了血压测量系统的总体设计方案。该方案硬件电路以AT89C51单片机为核心，包括信号采集处理电路，A/D转换电路，控制按钮电路和显示电路等几大部分。本文对以上几个部分的软硬件设计作了详细的阐述，介绍了核心芯片的选型，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设计方法和相应的软件程序。讨论说明了各部分电路点的工作原理，以及其软硬件的具体设计。 关键词：单片机；血压；血压计；示波法；脉搏波
The design of portable blood pressure monitor Abstract Single chip with its superior performance, are widely used to drill in various fields has become a mature technology, in medicine all the more yes get a better application. Blood pressure is extremely important health indicators; blood pressure measurement accuracy is directly related to people's health. Modern cardiovascular disease trends showed younger age, so keep an eye on our blood pressure Bailey us harmless. This paper studies in blood pressure measurement method and wave method, on the basis of pulse wave theory, discusses with AT89C51 measuring principle of electronic device. After the air to air pump, the voltage sensor through enlargement, filtering, calculate the pulse signal obtained systolic pressure, diastolic pressure and pulse. Mainly introduces the design and the entire circuit chip. First of all, and the pulse wave based on oscillometric blood pressure measurement system design theory design project. The program hardware with AT89C51 microcontroller as the core, including signal acquisition and processing circuit, A / D converter circuit, memory expansion circuits, LCD circuits, Automatic Filling and Releasing circuit, most of the keyboard circuit a few. In this paper, several parts of the above detailed description of hardware and software design, introduced the selection of core chips, the external circuit connection, the connection between the chip and the chip circuit, program design methods and corresponding software program. Discussion illustrates the point of all parts of the circuit works, and the specific design of its hardware and software.
电子血压计的设计与验证 医学院（生物医学工程） 【摘要】 血压是人体重要的生理参数之一，对其的准确监测将对心血管疾病诊断和治疗具有重要意义。本设计是采用振荡法的无创血压测量技术来实现电子血压计，结合了现代传感技术、计算机与信号处理技术。本文主要从硬件方面介绍了电子血压计的设计，主要包括电源电路、放大滤波电路、LCD显示电路、控制电路和数字处理等电路设计和核心器件选型，系统中采用压力传感器US9111和LMV2264运放对信号进行信号转换、放大、滤波，以STM32F103RBT6单片机为核心，实现泵阀控制和对采集到的压力与脉搏信号进行处理，并上传测量的数据到上位机进行显示，实现系统功能，达到预期的设计目标。 【关键词】血压，硬件系统，显示；
1 前言 1.1 研究背景 1.1.1电子血压计概述 通常所说的血压是指动脉血压，血压是血液在血管内流动时，作用于血管壁的压力，它是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩，血液从心室流入动脉，此时血液对动脉的压力最高，即动脉血压的峰值，称为收缩压（systolic blood pressure ，SBP ）[1]。心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压（diastolic blood pressure，DBP），即血压的谷值[2]。血压是机体重要的生命特征之一，可以反映出人体心脏和血管的功能状况，是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行诊后判断等的重要依据[3]。 电子血压计是基于采用无创血压测量方法的生命信息监测医疗设备，无创血压测量方法主要有听诊法和示波法，其中示波法又称震荡法，本设计的测量原理是示波法。电子血压计有臂式、腕式之分，腕式电子血压计的优点是小巧便携，但测量结果不够精确；上臂血压计虽然机型较大携带不便，但是精度较高，更具有临床意义，所以本次设计目标也是上臂式电子血压计。血压计的技术经历了最原始的第一代、第二代（半自动血压计）、第三代（智能血压计）的发展。第一代电子血压计是在减压时进行测量，使用的主要元器件包括压力传感器、快速加压气泵和机械快速排气阀。第一代电子血压计由于机械式排气阀的不稳定，测量结果也不稳定，误差较大。第二代电子血压计也是在减压时进行测量，第二代是电子控制排气阀，可以智能加压，减小人为误差，使得测量结果更加稳定。第三代电子血压计是在加压时就进行测量，目前国际上掌握这一技术的公司并不多。第一代和第二代电子血压计都是上臂式的，第三代是腕式电子血压计，由于掌握MWI技术（加压时测量）的公司很少和腕式电子血压计不适合有血流障碍的病人使用，所以现在使用最广泛的是第二代电子血压计[4]。 1.1.2问题的提出 随着人口老龄化，人们生活水平的提高以及保健观念日益增强，人们越来越注重自己和家人的健康。血压是人体重要的生理参数，血压的正常与否能判断一个人身体是否健康。高血压是最常见的心血管疾病，严重影响人们的生活质量和健康。据有关统计资料显示，目前我国的高血压患者已达两亿，并且每年都以300万以上的速度在增加[5]，高血压患者的年龄层也逐渐年轻化，关于高血压的预防和治疗已成为我国一个热门的话题。高血压不仅是影响人们健康的慢性疾病，更是冠心病、心肌梗死、心力衰竭等心血管疾病的祸首，所以血压的测量对预防此类疾病起到至关重要的作用。对于全球特别是我国市场来说，血压计的需求量是十分庞大的。中国是世界最大的电子血压计的生产基地，也是国际最大的电子血压计消费市场，但是市场上销售的电子血压计质量不一，消费者容易购入质量差的产品，而且我国很多医院依然在使用水银血压计。水银血压计的测量必须由专业的医学人士进行，过程比较复杂，测量结果可能会因医生的不同而不同，而且水银压力计的水银具有剧毒性，对人体是有害的，使用过程要十分小心，所以研究出一款便携、廉价、准确的压力计，具有极大的市场潜力。
医疗器械临床试验方案产品名称：电子血压计 型号规格：XXX 申请者：XXX 临床试验单位： 临床试验类别：临床验证 临床试验负责人：（签字） 2006年12月5日
电子血压计临床试验方案 一、临床试验的背景 电子血压计是通过记录识别由心脏跳动引起的、作用于动脉血管壁上的微薄压力变化与腕带压力变化值，使用模糊记忆方式进行测量收缩压与舒张压。采用电子血压计测量血压时，不需要听诊器助听，患者独自即可完成测量。脉搏的测量是仪器通过感知脉搏跳动时的振动，记录脉搏跳动次数，并记录时间后，计算并显示出来。 电子血压计是XXX开发的医用电子设备，主要用于家庭、医疗机构进行血压、脉搏的测量。以往产品完全返销韩国、出口到德国等国家。为了开拓国内市场，按照我国法律法规的要求，就该产品临床使用的安全性、有效性进行了临床验证。 二、产品的机理、特点与试验范围 1.产品的机理 血压计的工作原理是采用模糊记忆方式进行测量的。即将腕带压力升至足以切断动脉血流后，逐渐排气。在排气过程中，记录由心脏跳动引起的、作用于动脉血管壁上的微薄压力变化与腕带压力变化值。根据特定的运算法则计算出最高压力与最低压力值。采用模糊记忆方式测量血压时，不需要听诊器助听，即简单又方便。 脉搏的测量是仪器通过感知脉搏跳动时的振动，记录脉搏跳动次数，并记录时间后，计算并显示出来。 2.产品的特点 ☆显示方法采用13位夜晶数字显示(最高血压、最低血压、脉率、日期、时间)。 ☆测量范围：血压 20 mmHg~300mmHg，脉率 40次/分~199次/分。 ☆精度：血压± 3mmHg，脉率± 5%。 ☆加压：由微型气泵自动加压。 ☆减压：由电磁阀自动排气。 ☆快速放气：由电磁阀快速排气。 ☆自动再加压：当腕带中的气压不足时，将自动进行再加压。 ☆自动切断电源：停止使用1分钟后，自动切断电源。
医学电子仪器原理与设计课程设计报告 设计名称：便携式电子血压计设计 2011-6-1
第一部分功能设计 1.1 电子血压计的设计目的 当今社会人们迫切希望一套成形的人体生理参数测量系统。血压是人体的重要生理参数，是人们了解人体生理状况的重要指标。测量血压的仪器称为血压计，血压计分为水银血压计、弹簧表式血压计、电子血压计三种。其中电子血压计是一种医用范围十分广泛的医疗设备，它外观轻巧、携带方便、操作简单、显示清晰，对提高人们的生活质量发挥了重要的作用。 我们想通过此设计来达到以下目的： 1.通过设计加深对单片机的认识、了解及掌握，掌握模数转换部分、中断部分以及数码显示部分的应用，能够达到软硬件相结合的程度。 2.加深对硬件电路的了解以及掌握，学会根据系统要求设计电路，学会动手焊接电路。 3.复习相关知识，加深对以往学过的知识点的理解程度（特别是软件编程的能力）。 4.锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养团队意识，锻炼分工合作以及协调能力。 1．2电子血压计的主要功能 我们的血压计基于示波法原理，根据课程实验所发传感器US9116-006N实现较准确的压力传感，使用8位单片机ATmege16对信号进行处理，将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。 第二部分系统设计 2.1设计摘要 血压是人体重要的生理参数，准确的测量血压对人体的健康起着十分重要的作用。我们的血压计基于示波法原理，选用传感器US9116-006N实现压力传感，使用8位单片机ATmege16对信号进行处理，将收缩压和舒张压的值在LED上显示出来。整套仪器具有易于携带、测量方便的特点。 2.2血压测量原理 临床上血压测量技术一般分为直接法和间接法。前者的优点是测量值准确，并能连续监测，但它必须将导管置入血管内，是一种有创的测量方法；后者是利
毕业设计说明书 课题名称：血压计的设计与制作 学生姓名陆晓飞 学号 0902013317 所在学院浙江机电职业技术学院 专业机电一体化 班级机电0933 指导教师韩爱娟 起讫时间： 2012 年 2 月12 日～ 2012 年 4 月 6 日
便携式血压计的设计 摘要 现代社会的迅速发展，导致环境日益恶化，不健康的生活习性与不科学的饮食习惯，导致人类疾病越来越多的出现。其中，有着人类第一无形杀手称号的高血压病，已逐渐上升到人类疾病危害排行榜的前几名，长期危害着人体健康，让饱受高血压折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地测量与监控高血压，从而有效预防与治疗高血压，成为人们对抗高血压病的首要问题。于是，设计一台便捷的测量血压的装置，成为重中之重。 家用电子血压计，主要是用于家庭。家庭医疗保健已成为现代人的医疗保健时尚。过去人们测量血压必须到医院才行，而今只要拥有了家用电子血压计，坐在家里便可随时监测血压的变化，如发现血压异常便可及时去医院治疗，起到了预防脑出血、心功能衰竭等疾病猝发的作用。本文将详细介绍我们设计的智能型血压测量装置。 关键词：ASDX 001；AT89C51；液晶显示；压力测量。
目录 前言 (1) 第一章便携式血压计装置总体概述 (4) §1.1 便携式血压计简介 (4) §1.1.1 便携式血压计的介绍 (4) §1.1.2 便携式血压计功能简介 (4) §1.1.3 便携式血压计使用注意事项 (4) §1.2 血压计装置设计方案 (4) §1.2.1 设计总体要求 (4) §1.2.2 具体设计方案 (5) §1.3 便携式血压计工作原理 (7) §1.3.1 血压测量的工作原理 (7) §1.3.2 便携式血压计的工作原理 (8) 第二章硬件电路的设计 (9) §2.1 传感器简介以及电路设计 (9) §2.1.1 传感器简介 (9) §2.1.2 传感器电路设计 (10) §2.2 AT89C51单片机的简介及其电路设计 (11) §2.2.1 AT89C51简介 (11) §2.2.2 主要性能参数 (11) §2.3 单片机电路设计 (15) §2.3.1 AT89C51的复位电路： (15) §2.3.2 AT89C51的时钟电路： (15) §2.3.3 AT89C51与液晶显示模块的电路连接 (16) §2.4 液晶显示模块简介及电路设计 (16) §2.4.1 液晶显示模块DM-1602简介 (16) §2.4.2 液晶显示模块DM-1602电路设计 (20) §2.5 其他电路设计 (20) §2.5.1 电源电路 (20) §2.5.2 线性阀PWM控制电路 (21) §2.5.3 充气PUMP控制电路 (22) §2.5.4 按键电路 (22) 第三章软件系统流程以及程序的设计 (23)
自动检测血压计设计方案 血压计主要利用一个充气袖带和监听设备，通过侦听的方式测量血压;也可以利用压力传感器测量血压。这种血压计可以通过两种途径实现：对袖带手动充气，利用听诊器监听动脉壁发出的声音(听诊法);或者在血压计内部嵌入一个压力传感器，对动脉壁的振动进行测量(振量法)。 ?自动检测血压计有两种类型：上臂式血压计和腕式血压计。上臂式血压计包含一个气囊，测量时将其缠缚于上臂。充气袖带通过一条皮管连接到放置在手臂附近的监视器。腕式血压计尺寸较小，整个装置可以缠绕在手腕上，因此，这类产品对尺寸的要求比较严格。有些上臂式血压计需要手动充气，但目前市场上的多数上臂式和腕式血压计都采用了全自动设计。 ?测量技术：自动电子血压计首先对袖带充气使其具有足够的压力，从而阻止血液在局部主动脉的流动。随着压力逐渐释放，当血液开始流过动脉时，测量到的压力值为心脏收缩压。同时还可以监测到脉搏跳动的速率。继续缓慢放气，使袖带内压力逐渐降低，当袖带压力降低到等于或稍低于舒张压时，血流又恢复畅通，此时测量到的数值相当于心脏的舒张压。由此完成一次完整的测量周期，整个过程由装置中的泵、充气袖带、电子阀和压力传感器完成。 ?压力传感器产生的信号经过运算放大器或仪表放大器调理后送入ADC.然后，针对不同类型的传感器和监视器，采用适当的方法在数字域计算心脏收缩压、舒张压和脉搏速率，并将得到的结果显示在液晶屏上，通常还会将数据和对应的时间/日期存储到非易失存储器内。 ?数据接口 ?有些血压计能够把数据上传到计算机，以便进行更深入的分析和后期测量跟踪，可以通过USB接口传输数据。可以选择一个分立的USB收发器，也可以
电子血压计设计 学院: 物理学院 组员：刘鑫王展峰栾义龙袁颖 指导老师：李茂奎 2010年6月
目录 第一部分、功能设计 1. 1 电子血压计的设计目的-----------------------------------（3） 1．2电子血压计的主要功能----------------------------------- （3） 第二部分、系统设计 2.1设计摘要-------------------------------------------------（3） 2.2血压测量原理---------------------------------------------（3） 2.3系统原理框图---------------------------------------------（4） 2.4方案论证-------------------------------------------------（4） 2.4.1单片机选择--------------------------------------------------（5） 2.4.2集成运放芯片的选择------------------------------------------（5） 2.4.3传感器的选择------------------------------------------------（5） 2.4.4一级放大电路设计--------------------------------------------（6） 2.4.5滤波电路的设计----------------------------------------------（7） 2.4.6二级放大电路的设计------------------------------------------（9） 2.4.7显示模块----------------------------------------------------(10) 2.5完整电路原理图-------------------------------------------(11) 2.6单片机软件设计-------------------------------------------(11) 第三部分、系统测试及结论 3.1波形显示--------------------------------------------------(13) 3.2结论------------------------------------------------------(14) 第四部分、小结与感想-------------------------------------( 14) 第五部分、附录----------------------------------------------(15) 附录一参考文献 附录二元器件明细表 附录三部分专用程序清单 附录四组员分工情况和工作情况 附录五作品实物照片
远程智能血压计首选健康e族血压云监护系统 系统构成 血压采集仪+老人健康管理手机+e族健康管理云平台 系统功能 一、血压监测 在家检测，一键操作，全程语音提示。 操作简单 "轻轻一按，出结果！”采用国际领先技术，全智能化设计，做到一键操作，一分钟就轻松测量完成。无需医学专业知识，只要用按键就可完成测量，就算没有专业知识的老人都可方便使用。 测量精准 采用进口芯片及感应器，使用目前最为先进的示波测量技术，精确测量血压。 语音播报 智能语音播报系统，播报在测量时注意事项，更进一步的保证测量结果的准确。测量完成后有语音播报健康信息，给视力极度近视的老人或盲人带来方便。 过程舒适 采用高科技的技术设计，可以在充气过程中自动监测你的血压，并根据你的血压的高低智能设定充气的压力，既可防止压力过高或过低影响测量精度，又可避免过高的压力让您产生不舒适的感觉，让您测量过程轻松愉快。
静音设计 采用高精密的静音气泵充气加压，避免噪音干扰影响检测结果，进一步的提高了测量精度。 二、信息预警 血压异常，系统将自动发出信息报警。 如果测量血压偏高或偏低，健康管理手机就以短信形式把危险数据自动发送给监护人（家人、医生、朋友），让他们第一时间得到数据、做出判断，采取相应措施。 三、提醒服务 温馨提示，让健忘不再贻误健康。
e族健康管理云平台根据时宜针对用户群发个性化的健康信息，让用户可以及时了解自己所患疾病的防治信息、专家建议等。 四、一键呼救 危急时刻一键呼救，四方响应。 老人外出时只要带上健康管理手机，当遇到危险、摔倒或者急病复发等紧急情况时，只要按下健康管理手机背面上的“SOS”紧急求助按键即可发出警报声，并向设置好的监护人（医生、家人、朋友）发送求助短信并拨打电话。监护人员获取老人求助信息后，可通过e族健康管理云平台获取老人位置信息，及时救助老人。 五、位置查询 LBS全球定位，实时查询即刻呈现。
电子血压计的设计 电子血压计 目前越来越多数字式电子血压计进入医疗卫生用品市场，在医疗系统中有大量用于临床的无创血压监护仪和多参数监 护仪等设备，其共同的特点是动态无创测量人体血压(收缩压和舒张压)。血压测量准确与否关系到广大人民群众生命健康安全。国家把血压计列为国家强制检定计量器具。目前大部分无创式的电子血压计采用示波法测量血压。计量部门对这些血压测量器具只能检定其静态指标，对于其测量血压(收缩压舒张压)准确度的检定，没有确实可行的方法和手段。因此很有必要对示波法电子血压计测量血压准确度的检定方法 进行探讨。一.示波法电子血压计的原理 血压是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，也即压强。也就是说血管内血液的静压就是血压。 人体的血压是随时间周期变化的，收缩压是指血压的最大值，舒张压是指血压的最小值，血压计所要测量的量就是收缩压和舒张压。而示波法测量血压，就是当绑在手臂上的袖带压力比血管收缩压高出约60mmHg时，血管被阻断。随着袖带压力的下降血管由阻断变导通，这一过程就会在袖带中产生一系列的小脉冲，见图2。把小脉冲拾取出来，将其峰值连成曲线，得出包络线，见图3。根据包络线的形
状，找出相应的特征点判别出收缩压和舒张压。图2图3 包络线的形状主要受收缩压、舒张压、血管和手臂力学特性等参量影响。其中收缩压和舒张压是主要影响参量。而示波法血压测量没有完善的理论推导，使得特征点的确定只能依赖采集样本的统计归纳，因而可以说示波法测量血压是基于统计的方法，有一定的离散性。二.检定方法 示波法电子血压计的检定分两部分：静态和动态。 静态检定是指血压计传感器测压准确度的检定。这是一个常规检定，在这里不作讨论。 动态检定是指对血压计测量收缩压、舒张压准确度的检定。目前国内外都没有确实可行的血压计动态检定方法。本文章作重点讨论。1．由血压计的测量可看出，动态检定最有效的方法是产生一个标准的收缩压和舒张压量，给血压计测量。血压计的测量结果与标准值的差值即为血压计测量收缩压和舒张压的基本误差。 △Pd=Pdj－Pdb； △Ps=Psj－Psb； 其中： △Pd：血压计舒张压基本误差； △Ps：血压计收缩压基本误差； Pdj：血压计舒张压测量值； Pdb:舒张压标准值；
便携式血压计的设计 学生姓名： 学号： 班级 所在学院： 专业： 中国·大庆 2015年3月
便携式血压计装置设计 一.功能说明 该血压计以压力传感器测得血压值，再将血压数据通过A/D转换器转换成数字信号，传入单片机，然后由控制核心单片机控制，经主程序处理数据之后，在液晶显示器上把数据显示出来。 二.系统整体设计 2.1硬件组成 按两轮自平衡电动代步车控制系统的技术要求，控制系统的硬件应包括以下几部分： （1）多路分配器。 （2）模/数转换器。 （3）微控控制。 （4）模/数转换器。 2.2整体电路框图 2.3血压计装置设计方案 电源开启过后，若有必要修改系统的默认参数，将由键盘输入或PC机对其进行设置。经过了这个阶段以后，系统将对某些参数和硬件内部的一些寄存器进行初始化工作。初始化完成之后，将启动A/D转换，等待直至A/D转换结束。然后将A/D转换结果送入上位机。待采样的时间达1秒钟后将分析数据结果，求出最大值和最小值，将这些数据处理后即为收缩压和舒张压。将它们送往LED数码管进行显示。
2.4便携式血压计使用注意事项 1.袖带位置须与心脏高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整个胳膊平伸在高于心脏位置的桌子上，或用垫子将胳膊垫得过高； 2. 每天要在固定时间和同样状态下，以相同的姿势测量血压； 3. 应该在安静的状态下进行测量，测量前安静休息10～20分钟，深呼吸2～3次； 4. 饭后或运动后至少休息一小时再进行测量； 5. 不要在浴后、吸烟、饮酒、喝咖啡后测血压； 6. 要在没有尿意时测血压。 7. 测量时应保持心情舒畅，没有疲劳感，不紧张。 2.5血压测量的工作原理 血压有两种,一是收缩压:是当心脏收缩把血液打到血管所测得的血压,二是舒张压:是心脏在不收缩所得的压力。当袖带的压力等于血压时,血液开始可以流通而产生所谓的袖带声,这时候也就是收缩压,必须开始从这里做记录,直到最后当袖带声没有的时候,此点即为舒张压。 根据气袖在减压过程中，其压力振荡波的振幅变化包络线来判定血压的。目前比较一致的看法是当气袖压力振荡波的振幅最大的时候，气袖的压力是动脉的平均压。动脉的收缩压对应于振幅包络线的第一个拐点，舒张压对应于包络线的第二个拐点。 收缩压判断的确定：通常采用最大的振幅法，即在放气过程中脉搏波振幅度包络线的上升段，当某一个脉搏波的幅度Ui与Um Um之比Kd 时，就认为此时对应的气袖压力为收缩压。
电子血压计工作原理和设计 2008-07-17 17:26:05 来源: 作者: 【大中小】浏览:1253次评论:3条系统框图如图1所示。系统由恒流源、压力传感器、放大电路、带通滤波、二次放大、血压脉冲触发、液晶驱动器、键盘语音电路和单片机组成。 图1 电子血压计原理图 单片机主要原理为：PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；一路ADC 采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压；一路ADC采样袖带内气压交流分量经分析计算后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置；接收血压脉冲信号触发ADC工作；将计算出的收缩压和舒张压结果输出至LCD显示并进行数值的语音提示。 硬件设计 1 MSP430FF449D单片机主控电路 本系统主控电路如图2所示，主要由MSP430F449芯片、JTAG接口电路、时钟发生电路、时钟输出电路、复位电路、PWM波输出电路、供电电路等组成。其
中JTAG用于下载和调试程序，PWM波输出电路用于控制气泵。当测量血压时，先充气至200mmHg高，再慢慢以每秒约下降5mmHg的速度放气。实现自动测量血压。 图2 电子血压计主控电路 2 血压传感电路 如图3所示，本电路采用BP01型压力传感器和运放MAX4472。BP01型压力传感器是为检测血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装，具有高线性、低噪声和外界应力小的特点；采用内
部标定和温度补偿方式，提高了测量精度、稳定性和重复性，在全量程范围内，精度为±1%、零点失调不大于±300μV。MAX4472是MAXIM公司的一款集成了四个运算放大器的低功耗放大芯片。本系统中内部集成运放A接恒流源，为压力传感器提供恒定的电流，运放B和运放C，运放D组成差分输入、单端输出放大电路，直接输入ADC0监视血压直流分量。 图3 血压传感电路 3 滤波和放大电路 如图4所示，电路由滤波和放大两部分组成。其中MAX267是MAXIM公司出产的一个集成滤波器，可以构成低通、带通、高通、等多种方式，使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成的滤波电路。
一种基于LPC3250的智能电子血压计设计 屠澄轶 (天通浙江精电科技有限公司研发中心,浙江嘉兴 314050) 摘 要:为了设计一种智能电子血压计方便患者随时检测,硬件部分采用N XP 公司L PC3250微处理器、专用压力传感器XF GN 6025KP GSR 和滤波器M A X267等,软件部分采用U boot,A RM L inux,SQ L ite 和Q t 等。创新地采用3.5寸触摸屏显示和控制,并带语音播报;采用SQ L ite 嵌入式数据库,为每一个用户分别进行数据记录、管理和分析;通过WiF i 可随时将测量数据传输至医院。实际应用表明,该系统体积小,功耗低,智能化,检测速度快,实现了个人仪器 医疗机构一体化 的健康检测网络,很适合家庭用户,特别是老年人的使用。 关键词:电子血压计;智能化;L P C3250;压力传感器;数据库 中图分类号:T N911 34;T P368.1 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2010)24 0077 03 Design of an Intelligent Electronic Sphygmomanometer Based on LPC 3250 T U Cheng y i (T DG T echnolo gy Zhejiang Co.L td.,Ji ax ing 314050,China) Abstract :A n int elligent electro nic sphy gmo mano meter,in which the hardwar e parts use N XP L PC3250micr opro cessor s,special pressur e senso rs XFG N 6025K PG SR and f ilter M A X267etc.,and the softw are par ts use U bo ot,ARM Linux ,SQL ite,Q t,etc..T he scheme has character istics such as 3.5inch touch screen display and v oice broadcast ,SQ Lite embed ded database fo r user's data r eco rd,manag ement and analy sis,and data transmission to the hospital w ith WIF I at any time.Pr act ical applicatio n show s that the sy stem has small size,lo w pow er consum ption,intellig ent desig n and hig h speed.It can realize perso nal equipment medical institutio ns integr ated health mo nitor ing netwo rk thro ug h the SQ L ite and W IFI,and is suit able for ho me users,especially fo r the elderly people. Keywords :electr onic sphyg momanometer ;intellig ent ;L PC3250;pressure sensor ;database 收稿日期:2010 07 11 近年来,由于社会经济的快速发展和人们生活方式 的变化,我国的心血管病发病率及相关危险因素均有增长的趋势,大家对自己的健康也越来越关心。电子血压计是利用现代电子技术与血压间接测量原理进行血压测量的医疗设备,是家用医疗器械的智能化体现。过去人们测量血压必须到医院才行,而今只要拥有了家用电子血压计,坐在家里便可随时监测血压的变化。1 系统工作原理 血压指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力,即压强。正常的心脏是一个强有力的肌肉器官,它日夜不停地、有节律地一张一缩,使血液在循环器官内流动。血液在血管内流动时,无论心脏收缩或舒张,都对血管壁产生一定的压力。血压有两种,一是收缩压,它指在心室收缩时,主动脉压急剧升高,在收缩期的中期达到最高值,这时的动脉血压值称为收缩压,也称为 高压 ;另一是舒张压,它指在心室舒张时,主动脉压下降,在心舒末期动脉血压的最低值称为舒张压,也称为 低压 [1 3]。 该多功能电子血压计,采用示波法进行测量,其原理是通过测量血液流动时对血管壁产生的振动,在袖带放气过程中,只要袖带内压强与血管压强相同,则振动最强。其优点为:使用简易,可一人独自操作,测量值便于记录,体积轻巧便于携带。2 硬件设计2.1 系统总体结构 该多功能电子血压计系统的总体结构框图如图1所示,主要包括LPC3250主控模块、电源及复位模块、检测模块、LCD 触摸屏模块、WiFi 模块、语音模块和USB 模块等6大模块。2.2 主控LPC3250 主控采用NXP 新推出的高度集成LPC3250微处理器,具有高性能、高集成度、低功耗等的特点,非常适合本方案的设计要求。它采用90nm 工艺和功能强大的ARM 926EJ S 内核,主频高达208MH z,具有全系列标准外设。其中包括带专用DM A 控制器的24位LCD 控制器,可支持STN 和TFT 面板;三通道10位400kH z A/D 转换器,带触摸屏接口;内部集成高达 77 !现代电子技术?2010年第24期总第335期 计算机应用技术