血压计的原理和设计
本文讲述如何使用Freescale（以下称为飞思卡尔）MCU设计血压计，飞思卡尔提供数款针对医疗电子的MCU，包括MK53N512、MC9S08MM128和MCF51MM256，集成16bit的模拟数字转换器（ADC）、12bit的数字模拟转换器（DAC）、两个可调增益运算放大器、两个TRIAMPS、模拟比较器和Vref生成器。K50系列产品同时还能在处理信号的时候执行DSP指令，MCF51MM系列产品则能执行MAC（乘法和累加）指令。
文章旨在为生物医学工程师、医疗设备开发人员，或者任何具有医学实践并对血压计工作原理感兴趣的人提供参考信息。当然这需要具备模拟电路和数字电路的基础知识。
一、血压计的基本原理
首先介绍动脉压力的生理学概念以及血压计的工作原理。
1、动脉压力
动脉压力（Arterial Pressure）是指血液在动脉血管中施加的静水压力（hydrostatic pressure），这是左心室收缩产生的结果。动脉收缩压（Systolic Arterial Pressure，SAP）是指心脏收缩的时候动脉形成较高
的血压；舒期动脉压（Diastolic Arterial Pressure，DAP）是指在心脏舒的时候形成的最低血压。正常成人休息状态下的SAP和DAP分别是110mmHg和70mmHg，mmHg为压强单位毫米汞柱。
表1
血流量（blood flow）指的是在单位时间（通常以mL/min表示）流经任意器官组织的血液流量，血液将氧和其他营养物质传送给器官组织。血压的大小直接影响血流量，因为血液总是从高压的区域流向低压的区域，两个区域的血压差越大，那麽血流量就越大。血液由左心室泵出到大动脉（aorta）并达到较高的血压，随著血液的流动，血压逐渐降低直到为0mmHg，此时血液回到右心房（right atrium）。图1表示血压的变化。
图1∶血管压力的变化
2、血压计的工作原理
血压计的工作原理主要基於示波法（oscillometric method），在测量过程中，示波法利用获取的压力脉冲信号来获得血压值。袖带（occluding cuff）与气泵和压力传感器相连，袖带在使用过程中紧箍手臂。给袖带泵入气体使其膨胀，直到压力大於脉搏（systolic）的典型数值，然後袖带才逐渐放气。由於袖带的放气，当脉搏压力到达一定数值的时候，就开始出现脉动（pulsation）。脉动的大小代表了由於心脏收缩而产生的压力变化，它被用於计算心跳的速率。脉动的振幅逐渐增大到平均动脉压（Mean Arterial Pressure，MAP），然後缓慢下降到零。图2显示了袖带压力与脉动（pulsation）之间的关系。
图2∶袖带（cuff)压力与心跳的关系
在脉冲振幅最大的时候，示波法通过获得袖带压力来确定平均动脉压（MAP）的大小。收缩和舒的数值可以使用特殊算法计算，不同的医疗设备开发商有不同的算法。基於飞思卡尔芯片的血压计在计算收缩和舒的数值主要根据以下原则∶当脉冲的振幅为MAP的70%的时候，此时测量获得的压力就近似为收缩压力，并且袖带压力大於MAP；类似的，脉冲振幅为MAP的50%时，此时寄存器的袖带压力就近似为舒压力，袖带压力小於MAP。
二、血压计的硬件实现
使用飞思卡尔Kinetis K53和Flexis MM系列MCU实现的血压计，除了文章开头所提到的几个组成部分之外，在性能方面还具有其他特点，比如K5X系列的产品还还支持包括MAC在的DSP指令集合，MCF51MM也具有执行MAC指令的功能。飞思卡尔公司医疗用途的
MCU可降低医疗设备的BOM成本，兼具最佳的处理能力。只需要少数的外部器件进行压力感应和袖带控制。
1、MED-BPM模拟前端电路
MED-BPM模拟前端demo板针对血压计而设计，与飞思卡尔的医疗专用MCU结合使用。MED-BPM与MCU之间的通信使用专用连接器，使用飞思卡尔配套推出的Tower系统更可以快速的制作出产品原型，加速产品的上市时间。MED-BPM的结构见图3。
图3∶MED-BPM的结构
（1）医疗连接器
demo板块中使用到的医疗器械连接器是标准器件，demo板块的型
电源电路 一、电源电路的功能和组成: 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把 220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电
（ 2 ）全波整流 全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图 2 （ b ）。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。 （ 3 ）全波桥式整流 用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图2 （ c ）。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。 （ 4 ）倍压整流 用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。图 2 （ d ）是一个二倍压整流电路。当 U2 为负半周时 VD1 导通， C1 被充电， C1 上最高电压可接近1.4U2 ；当 U2 正半周时 VD2 导通， C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电，使 C2 上电压接近 2.8U2 ，是 C1 上电压的 2 倍，所以叫倍压整流电路。 三、滤波电路 整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平滑的直流电。 （ 1 ）电容滤波
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)
引言 追求高品质的电力供需，一直是全球各国所想要达到的目标，然而，大量的兴建电厂，并非解决问题的唯一途径，一方面提高电力供给的能量，一方面提高电气产品的功率因数（Power factor）或效率，才能有效解决问题。有很多电气产品，因其内部阻抗的特性，使得其功率因数非常低，为提高电气产品的功率因数，必须在电源输入端加装功率因数修正电路（Power factor correction circuit），但是加装电路势必增加制造成本，这些费用到最后一定会转嫁给消费者，因此厂商在节省成本的考量之下，通常会以低价为重而不愿意让客户多花这些环保金，大多数的消费者，也因为不了解功率因数修正电路的重要性，只以为兴建电厂才是解决电力不足问题的唯一方案，这是大多数发展中国家电力供应的一大问题所在。 功率因数的意义 电力公司经由输配电系统送至用户端的电力（市电）是电压100-110V/60Hz或200-240V/50Hz的交流电，而电气产品的负载阻抗有三种状况，包括电阻性、电容性、和电感性等，其中只有电阻性负载会消耗功率而产生光或热等能源转换，而容性或感性负载只会储存能量，并不会造成能量的消耗。在纯阻性负载状况下，其电压和电流是同相位的，而在电容性负载下，电流的相位是超前电压的，在电感性负载下电压又是超前电流相位的。这超前或滞后的相位角度直接影响了负载对能量的消耗和储存状况，因此定义了实功功率的计算公式： Ｐ＝ＶＩＣｏｓθ θ为V和I和夹角，Cosθ的值介于0-1之间，此值直接影响了电流对负载作实功的状况，称之为功率因数（Power Factor，简称PF）。 为了满足消费者的需要，电力公司必须提供S=VI的功率，而消费者实际上只使用了P的功率值，有一部分能量做了虚功，消耗在无功功率上。PF值越大，则消耗的无功功率越小，电力公司需要提供的S值也越小，将可以少建很多电厂。 功率因数修正器的结构 功率因数修正器的主要作用是让电压与电流的相位相同且使负载近似于电阻性，因此在电路设计上有很多种方法。其中依使用元件来分类，可分为被动式和主动式功因修正器两种。被动式功因修正器在最好状况下PF值也只能达到70%，在严格的功因要求规范下并不适用。若要在全电压范围内（90V~265Vac）且轻重载情况下都能达到80%以上PF值，则主动式功因修正器是必要的选择。主动式功因修正器多为升压式电路结构（Boost Topology）， 如图一所示，图二为电感作用波形，输入电压要求为90V~265Vac，在Vd点则为127V~375V直流电压，由升压电路把输出电压V o升到400V的直流，其工作过程如下：
一、血压原理 什么叫做血压？ 血压，是血液流经血管壁时的压力。由心脏出来的血液，需要有推力，才能绕行身体一周，心脏就是借着不停的收缩、放松，将血液推送前进。 心脏像泵一样将血液送到身体的各个部位。这里我们将心脏比作泵，将血管比作导管。 例如：水量大的情况下，若不用力压泵，水就流不出来，若导管堵塞，或前端变细，就需要较大的压力。 血压的高低是由血管中流动血液的流量和管的弹性、收缩舒张的阻力等决定的。 1.全身的血液量(越多、血压越高)。 2.血液的粘稠度(粘度增大，血压变高)。 3.动脉的弹性(弹性越低，血压越高)因为有弹性，动脉就会扩张，就可降低血液的压力。 4.末梢动脉的阻力(阻力增大，血压变高)。 血压有二种表现法 （１）收缩压：收缩压又叫心缩压，是当心脏收缩把血液打到血管所测得的血压。 （２）舒张压：舒张压又叫心舒压，是心脏在不收缩所得的压力。 根据世界卫生组织定义： （１）收缩压超过140毫米汞柱 （２）舒张压超过90毫米汞柱 符合此两个条件，就称为高血压。 脉博是什么? 心脏博动引起大动脉的舒张收缩，这种张缩传到末梢血管所产生的博动叫脉博。在接近体表或在骨头正 上方流动的动脉上很容易摸到脉博，通常在桡动脉进行测量。安静时的脉博数一分钟60~80次，但根据身 体状况和运动情况有所变动。一般电子血压计在测量血压中同时测量了脉博，脉博值以一分钟内测得的值 进行计算。 脉博测量精度有多大? 脉博测量与血压测同步进行，脉博值以一分钟内测得值计算，落差在±5%以内。脉博极其不规则的情况 下不能正确测量，显示不出脉博值。 血压测量的原理? 血压计的原理： 1.《柯氏音法》1905年，俄国的尼科罗伊，柯罗托夫发现了血管音，现在成了世界广范使的听诊法的基础，柯氏 音法就是以柯罗托夫的名字命名的。 柯氏音法是以听取血液在血管中流动时发出的声音(柯罗托夫音)测量血压。
ATX电源结构简介 ATX电源电路结构较复杂，各部分电路不但在功能上相互配合、相互渗透，且各电路参数设置非常严格，稍有不当则电路不能正常工作。下面以市面上使用较多的银河、世纪之星ATX电源为例，讲述ATX电源的工作原理、使用与维修。其主电路整机原理图见图13-10，从图中可以看出，整个电路可以分成两大部分：一部分为从电源输入到开关变压器T3之前的电路(包括辅助电源的原边电路)，该部分电路和交流220V电压直接相连，触及会受到电击，称为高压侧电路；另一部分为开关变压器T3以后的电路，不和交流220V直接相连，称为低压侧电路。二者通过C2、C3高压瓷片电容构成回路，以消除静电干扰。其原理方框图见图13-1，从图中可以看出整机电路由交流输入回路与整流滤波电路、推挽开关电路、辅助开关电源、PWM脉宽调制及推动电路、PS-ON控制电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路和PW-OK信号形成电路组成。弄清各部分电路的工作原理及相互关系对我们维修判断故障是很有用处的，下面简单介绍一下各组成部分的工作原理。 图13-1 主机电源方框原理图 1、交流输入、整流、滤波与开关电源电路
交流输入回路包括输入保护电路和抗干扰电路等。输入保护电路指交流输入回路中的过流、过压保护及限流电路；抗干扰电路有两方面的作用：一是指电脑电源对通过电网进入的干扰信号的抑制能力：二是指开关电源的振荡高次谐波进入电网对其它设备及显示器的干扰和对电脑本身的干扰。通常要求电脑对通过电网进入的干扰信号抑制能力要强，通过电网对其它电脑等设备的干扰要小。 推挽开关电路由Q1、Q2、C7及T3，组成推挽电路。推挽开关电路是ATX开关电源的主要部分，它把直流电压变换成高频交流电压，并且起着将输出部分与输入电网隔离的作用。推挽开关管是该部分电路的核心元件，受脉宽调制电路输送的信号作激励驱动信号，当脉宽调制电路因保护电路动作或因本身故障不工作时，推挽开关管因基级无驱动脉冲故不工作，电路处于关闭状态，这种工作方式称作他激工作方式。 本章介绍的ATX电源在电路结构上属于他激式脉宽调制型开关电源，220V市电经BD1～BD4整流和C5、C6滤波后产生+300V直流电压，同时C5、C6还与Q1、Q2、C8及T1原边绕组等组成所谓“半桥式”直流变换电路。当给Q1、Q2基极分别馈送相位相差180°的脉宽调制驱动脉冲时，Q1和Q2将轮流导通，T1副边各绕组将感应出脉冲电压，分别经整流滤波后，向电脑提供＋3.3V、±5V、±12V ５组直流稳压电源。 THR为热敏电阻，冷阻大，热阻小，用于在电路刚启动时限制过大的冲击电流。D1、D2是Q1、Q2的反相击穿保护二极管，C9、C10为加速电容，D3、D4、R9、R10为C9、C10提供能量泄放回路，为Q1、Q2下一个周期饱和导通作好准备。主变换电路输出的各组电源，在主机未开启前均无输出。其单元电路原理如下图13.2所示：
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
入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全
部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面
二、电子血压计的分类 按照使用的不同及是否有语音提示功能可分为以下三类： 1.手腕式电子血压计 手掌大小，外形与手腕间隙更小的碗带，抗菌材料制作，数字显示血压及脉搏数。 手腕式血压计由于所测的压力值为腕动脉“脉搏压力值”，对于大多数中、老年人，特别是血液粘稠度高者、微循环不佳者、血管硬化症患者等较特殊的人群，用手腕式血压计与用上臂式血压计多次测量的平均值之间，会有较大的差别——相差±1·3kPa(10mmHg)以上是很常见的。所以，对于已购有手腕式血压计的个人来说，建议：用作个人监测——可随时掌握自己的“血压”变化情况，但要明确指出，它所测的不是习惯上所说的“血压值”，而是“腕部脉搏压力值”。 2、手臂式电子血压计 测量方法与传统水银血压计相近，测的是肱动脉，因其臂带放至上臂，其测量稳定性优于腕式血压计，更适合年纪较大、心率不齐、糖尿病引起末梢血管老化等患者使用，缺点是没有手腕式电子血压计方便。 3、语音电子血压计 语音电子血压计是在原有电子血压计的基础上加上了语音播报功能，解决了老年人看不清等难题，更为人性化。目前国际上有添加此功能的品牌为：威尔康、美体康等。其中威尔康更增加血压判定功能，更智能。 手腕式电子血压计臂式电子血压计语音电子血压计 按照技术发展程度来分可分为三代： 一、第一代电子血压计（G1-NIBPM）的结构 构成的主要元器件：快速加压气泵或手动加压泵、电子快速排气阀、 机械式定速排气阀、气压压力传感器 使用的技术：MWD技术（减压时测量） 测量特点：快速加压到某一压力值，通过一个机械式定速 排气阀按2~7mmHg/s的速度放气，并在此放气的过程中进行血压测量。
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
精心整理广西机电职业技术学院 数字音视频技术实训报告 课题类型：技术应用设计(论文)类 1 1. 2. 3. 4. 2设计要求 1．MPEGLayerIII的编解码原理：（1）MPEG标准简介；（2）MPEGLayerIII编码原理（思路）；（3）MPEGLayerIII解码原理（思路）。 2．MP3播放机：（1）研究MP3播放机的发展历史；（2）MP3播放机的功能；（3）MP3产品的常用解决方案。 3．一种典型MP3播放机的整机电路分析。 3前言 随着数字音视频技术和微电子技术的发展，各种数字音视频产品在当今消费性电子市场中
大量涌现，其中MP3播放机深受人们特别是年轻一代的欢迎。各地区特别是珠江三角洲地区出现了大量的MP3播放机生产厂家。根据国内知名的ICT市场研究与咨询机构赛迪顾问最新发布的《2006年第二季度中国MP3播放机市场分析报告》显示，2006年第二季度，中国MP3播放机销量为163.29万台，销售额为8.59亿元。赛迪顾问预测，2006年中国MP3播放机市场销量将突破730万台。 深入研究MP3播放机的原理和详细分析MP3播放机的整机电路对MP3播放机的制造和维修将起到重要的指导作用。 4MP3播放机的概述 MPEG 数字视/ 域 MPEG MPEG-2：数字电视标准。 MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(High-DefinitionTV，HDTV)工作组。 MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)。 MPEG-7：多媒体内容描述接口标准(正在研究)。
4.1.2MPEGLayerIII编码解码原理（思路） ①MP3是一个数据压缩格式。它丢弃掉脉冲编码调制（PCM）音频数据中对人类听觉不重要的数据（类似于JPEG是一个有损图像压缩），从而达到了小得多的文件大小。 在MP3中使用了许多技术其中包括心理声学以确定音频的哪一部分可以丢弃。MP3音频可以按照不同的位速进行压缩，提供了在数据大小和声音质量之间进行权衡的一个范围。 MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号： *32波段多相积分滤波器(PQF) *36或者12tap改良离散余弦滤波器(MDCT)；每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择*混叠衰减后处理 ②Mp3本身采用的解码芯片是取决其音质好坏的关键。质量上乘的解码芯片所表现出来的音质是那些比较差的难以比拟的。听过赫赫有名的iriver系列的mp3的朋友就知道，其音质的特质 mp3 md 4.2MP3 国 为 广播（ 方 Musicam 素。MP3）格式的定由 和德国 (跟cd播放机或md播放机所播放的音乐效果一样)。 ???(1)机身迷你、轻巧、便携。 ???(2)机内无任何活动部件，完全防震、防磨损。 ???(3)支持mp3/adpcm二种格式。 ???(4)支持windows95/98/2000/me/nt/xp等操作系统，即插即用。 ???(5)内置大容量闪存体，最大可达256mb，可作为活动电子硬盘来贮存各种类型的电脑资料。
Y132.768C1 15P R11.3K S1ON/OFF T1Valve A - +T2motor C13100uF/10V C215P R2200K R339K V40 R4200K R510K V40 C3 104 C4104 R6200K R7200K R8 200K R910K R10300K R115.1K V40 VCC C14 100uF/10V C15100uF/10V V 30 C16 10uF/10V S2 Memory R121K R131K R1447K R1547K VCC VCC T3 BUZZER D1D2 R166.8K R176.8K L1 47uH C17100uF/10V V40 12JP1POWER Vin Vin Vin C51041234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435 36JP2 LCD C O M 1C O M 2C O M 3C O M 4S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 8S E G 9S E G 10SEG12SEG13SEG14SEG15SEG16SEG17SEG18SEG19SEG20SEG21SEG22SEG23SEG24SEG25SEG26SEG27S E G 28S E G 29S E G 30S E G 31S E G 32 COM1COM2COM3COM4C61000p C7104R182M V 30 PWM0PWM1 CE 1Vout 2NC 3VSS 4 Lx 5 U1DC/DC VCC SEG1SEG2SEG3SEG4SEG5SEG6SEG7SEG8SEG9SEG10SEG11SEG12SEG13SEG14SEG15SEG16SEG17SEG18SEG19SEG20SEG21SEG22SEG23SEG24SEG25SEG26SEG27SEG28SEG29SEG30SEG31SEG321 -OUT +OUT 3 -I N 5 +I N 2 U2 MPS-2200 Q1S8050 Q2S8050 D34148 D44148 D5 5819D65817 C8104R190 AVDD 17 OP3+18OP2_O 19OP2-20OP2+21PGA_O 22PGABIAS 23PGA -24PGA+25OP1+26OP1 -27OP1_O 28GND 29OSCO 30OSCI 31RESET 32S E G 28/P 0.31S E G 29/P 0.42S E G 30/P 0.53S E G 31/I N T 21/P 0.64S E G 32/I N T 22/P 0.75R X D /I N T 23/P 2.06T X D /I N T 24/P 2.17I N T 0/P 2.28I N T 1/P 2.39B U Z /I N T 25/P 2.410T 0/P W M 0/P 2.611T 1/P W M 1/P 2.712A N 4/P 1.113A N 3/I N T 20/P 1.014V 3015V I N 16 P L L _C 33 V D D 34C O M 135C O M 236C O M 337C O M 438S E G 1/C O M 539S E G 2/C O M 640S E G 341S E G 442S E G 543S E G 644S E G 745S E G 846S E G 947S E G 1048SEG1249SEG1350SEG1451SEG1552SEG1653SEG1754SEG1855SEG1956SEG20 57SEG21/TDO 58SEG22/TMS 59SEG23/TDI 60SEG24/TCK 61P0.0/SEG2562P0.1/SEG2663P0.2/SEG2764 U3 SH79F164C9 105 R2010K C10105 C11104 R21200K R221.5K R23300K R24 200K V40 C12104 12345678910 JP3JTAG SEG24SEG23SEG22SEG21 VIN V1
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
电子电路图原理分析 电器修理、电路设计都是要通过分析电路原理图, 了解电器的功能和工作原理,才能得心应手开展工作的。作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件 作用。若不知电路的作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位,或反相位。电路和组成形式,是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还是解调电路。 要学会维修电器设备和设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。会划分功能块, 能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。要掌握分析常用电路的几种方法, 熟悉每种方法适合的电路类型和分析步骤。 1.交流等效电路分析法 首先画出交流等效电路, 再分析电路的交流状态,即：电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡, 还是限幅削波、整形、鉴相等。 2?直流等效电路分析法 画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态,如饱和、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。 3?频率特性分析法 主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率和频带宽度等,例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。 4?时间常数分析法 主要分析由R、L、C及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。 最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难看懂。当然要真正融会贯通还需要坚持不懈地学习。 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种 一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器（什么是电位器） 符号详见图1 所示，其中（a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（b ）表示半可调或微调电阻器；（c ）表示电位器；（d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。
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。
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；
经典的20个模拟电路原理及其电路图对模拟电路的掌握分为三个层次：初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 高级层次:是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线： 理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。
二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用： 与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。
四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。
桥式整流电路图及工作原理介绍 桥式整流电路如图1所示，图（a）、（b）、（c）是桥式整流电路的三种不同画法。由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。 图1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图2所示。
在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR 次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压 在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2→ RL →D4 回到Tr次级上端，在负载RL 上得到另一半波整流电压。 这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2／RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL／2 = 0.45 U2／RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图Z图1（c）的形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
二极管整流电路原理与分析 半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。 当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压v o=v i-v d。当输入电压处于交 流电压的负半周时，二极管截止，输出电压v o=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。 二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。 电容输出的二极管半波整流电路仿真演示 通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：
血压的定义 人的血液输送到全身各部位需要一定的压力，这个压力就是血压。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。 收缩压：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”。 舒张压：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”。 （注意：高血压，低血压跟“高压”、“低压”不是同样的概念。） 脉压：收缩压减舒张压的差值。 平均动脉压：一个心动周期中每一瞬间动脉血压的平均值，大约等于舒张压加1/3脉压 KPa:千帕，通常用于表示血压数值。 mmHg:毫米汞柱，用水银血压计来测量血压时用水银柱的高度“毫米汞柱”来表示血压的水平。 1mmHg（毫米汞柱）= 0.133k Pa（千帕斯卡） 7.5mmHg（毫米汞柱）= 1kPa（千帕斯卡） 理想血压：收缩压< 120 mmHg、舒张压<80mmHg。 正常血压：90mmHg<收缩压 <140mmHg、 60mmHg<舒张压<90mmHg。 血压正常高限或高血压前期：收缩压在130~139mmHg和/或舒张压在85～89mmHg。 高血压：动脉血压超过正常值的异常升高。 收缩压≥140mmHg 或舒张压≥90mmHg。 低血压：动脉血压低于正常值的异常降低。 收缩压≤90mmHg 或舒张压≤60 mmHg。 临界高血压（临床观测经验）：收缩压在140～160mmHg（18.6～21.3kPa），舒张压在90～95mmHg（12.0～12.6kPa）。 1．血压升高：血压测值受多种因素的影响，如情绪激动、紧张、运动等；若在安静、清醒的条件下采用标准测量方法，至少3次非同日血压值达到或超过收缩压140mmHg和（或）舒张压90mmHg，即可认为有高血压，如果仅收缩压 达到标准则称为单纯收缩期高血压。高血压绝大多数是原发性高血压，约5% 继发于其他疾病，称为继发性或症状性高血压，如慢性肾炎等。高血压是动脉粥样硬化和冠心病的重要危险因素，也是心力衰竭的重要原因。 2．血压降低：凡血压低于90/60mmHg时称低血压。持续的低血压状态多见于严重病症，如休克、心肌梗死、急性心脏压塞等。低血压也可有体质的原因，患者自诉一贯血压偏低，患者口唇黏膜局部发白，当心脏收缩和舒张时则发白的局部边缘发生有规律地红、白交替改变即为毛细血管搏动征。 高血压是一种很常见的疾病，常常见于老年男性，可通过饮食改善