基于单片机的数字血压计设计_

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 monitorAbstractSingle 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.Keywords: Single-chip；blood pressure；Sphygmomanometer；Oscillometric method；pulse waveform目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 血压测量方法 (1)1.3 血压计测量现状 (2)2 血压计设计原理 (3)2.1 示波法测量血压原理 (3)2.1.1 示波法概述 (3)2.1.2 示波法原理 (3)2.2 设计的总体思路 (4)3 滤波电路设计 (6)3.1 传感器 (6)3.1.1 压力传感器简介 (6)3.1.2 压力传感器的选用 (6)3.2 滤波器设计 (7)3.2.1 滤波器概述 (7)3.2.2 低通滤波器设计 (9)3.2.3 带通滤波器设计 (11)4 单片机系统设计 (15)4.1 单片机AT89C51 (15)4.2 时钟及复位电路设计 (17)4.3 ADC0809转换电路及内部结构及功能部件 (18)4.3.1 A/D转换系统 (18)4.3.2 ADC0809内部结构及功能部件 (19)4.3.3 ADC0809的运行时序 (22)4.4 自动充放气电路的设计 (22)4.5 控制按钮电路与显示电路 (23)4.5.1 控制按钮电路设计 (24)4.5.2 显示电路 (24)5 软件设计 (26)5.1 血压信号采集 (26)5.2 控制按钮及显示电路程序设计 (28)5.2.1 控制按钮程序设计 (28)5.2.2 液晶显示程序设计 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)基于单片机的电子血压计设计1 绪论1.1背景随着人们生活水平的不断提高，心血管疾病特别是高血压、动脉硬化疾病的发病率和死亡率较30年前有了明显提高，据统计全世界死亡人数中，约有三分之一死于此类疾病，很多病人由于没能及时发现病变延误了治疗而死于非命。

基于单片机的电子血压计设计一、引言血压是人体重要的生理参数之一，对于健康监测和疾病诊断具有重要意义。

传统的血压测量方法通常需要专业医护人员操作，且不够便捷。

随着电子技术的发展，电子血压计逐渐普及，为人们提供了更加方便、快捷的血压测量方式。

本文将介绍一种基于单片机的电子血压计的设计。

二、总体设计方案（一）系统功能需求电子血压计应能够准确测量收缩压和舒张压，并以直观的方式显示测量结果。

同时，应具备存储测量数据、设置测量时间间隔等功能。

（二）系统组成本电子血压计主要由压力传感器、信号调理电路、单片机、显示屏、按键和电源等部分组成。

压力传感器用于采集血压信号，将其转换为电信号。

信号调理电路对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量。

单片机作为核心控制器，负责对处理后的信号进行分析和计算，得出血压值，并控制显示屏和其他模块的工作。

显示屏用于显示测量结果和相关信息，按键用于用户操作，如启动测量、设置参数等，电源为整个系统提供电力支持。

三、硬件设计（一）压力传感器选择选用合适的压力传感器是保证测量精度的关键。

常见的压力传感器有电容式、电阻式和压电式等。

综合考虑精度、成本和可靠性等因素，本设计选用_____型压力传感器。

（二）信号调理电路设计信号调理电路主要包括放大器和滤波器。

放大器用于将压力传感器输出的微弱信号放大到适合单片机处理的范围。

滤波器用于去除信号中的噪声和干扰，提高信号的质量。

（三）单片机选型单片机是整个系统的控制核心，应具备足够的计算能力和接口资源。

本设计选用_____型号的单片机，其具有高性能、低功耗和丰富的外设接口，能够满足系统的需求。

（四）显示屏和按键设计显示屏选用_____型液晶显示屏，具有显示清晰、功耗低等优点。

按键采用_____式按键，操作方便、可靠。

（五）电源设计为了保证系统的稳定工作，电源设计至关重要。

本设计采用_____电源方案，提供稳定的_____V 电压输出。

河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称基于单片机的血压测量计设计学生姓名…. 专业班级电信07-3班学号3……..一、选题的目的和意义：1.选题的目的：本文研究的动态血压检侧仪属于微机检侧与控制领域，由于单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低可靠性高、价格便宜、实用灵活、开发周期短、适合国情等诸多优点，因此，在工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、智能仪器仪表、遥感遥测、通讯设备、机器人、高档家电中随处可见其身影。

所以本次设计采用单片机为核心，设计出血压测量计。

2.选题的意义：随着生活水平的提高，人们越来越观注自己的身体健康，血压是身体健康与否的一个重要指标。

据2001年全国普查显示，我国平均每三个家庭就有一个高血压患者；慢性低血压的发病率为4%左右，其在老年人群中可高达10%。

因此，研制既适合家庭保健人员又适合专业人士智能型血压计具有重要的意义。

本课题研究最终旨在设计出全信息的动态血压记录仪，使每次测量结果完全透明，实时分析结合回顾分析，使医生可以对照原始波形判断数据的真伪，有效辨别出干扰和伪差引起的误检测，恢复真实血压，保证血压报告的有效性和可靠性。

二、国内外研究综述：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。

国家把血压计列为强制检定计量器具。

一般医院使用的水银血压计基于人工柯氏音法，这种方法存在一些固有的缺点：一是放气的快慢对读数有直接影响，国际标准放气速度为每秒3～5mmHg，而不同的医生放气有快有慢，会影响测量的准确度；二是这种方法以人的视觉、听觉和协调程度为主要依据，很难标准化。

为此，本设计从血压的检测方法着手，可以适当的解决以上问题。

三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：本文利用微弱信号的检测技术设计出动态血压测量计。

该血压测量计可以进行简单的血压测量。

本文以目前较为流行的PIC单片机为血压测量计的核心，利用Motorola公司的压力传感器将血液对血管壁的压力转换为电信号，并送入单片机中集成的A/D转换模块将血压信号转换为数字信号后进行显示、存储、传输等处理。

基于AVR 单片机的数字血压计设计The Design o f Digital Blood Pressure Monitor Based on AVR郭 岳 熊和金(武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430063)摘 要:本文以Atmel 公司生产的ATm ega128为控制核心,配合压力传感器,外围电路和LCD 显示提出了一种数字血压计的设计方案。

该血压计具有低成本,体积小,低功耗,便于携带和操作的优点,是现代家庭的必备工具。

关键词:数字血压计;压力传感器;ATm ega1281 系统工作原理1 1 血压测量原理心脏每时每刻如泵一样对血液施加压力,而血液流经血管壁所施加的压力就是血压。

其中心脏收缩,输出血液时的最高压,称为收缩压(高压),心脏舒张,血液回流心脏时的最低压,称为舒张压(低压)。

血压计的测量原理:由袖带冲气压迫测量部位阻断血流,然后通过排放袖带中的气体使血液再次流动。

血压测量就是根据血液再次流动时发出的血流声音及振动的变化来判定的。

这里采用示波法(振荡法)来测量血压,即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。

1 2 工作原理血压传感器将用户的血压变换成电压信号,经过信号调理电路送到ATmeg a128单片机的AD 模块中,再经过单片机处理后在LCD 上显示,随时可以看到血压值。

具体工作过程是:单片机PWM 输出控制气泵充气至200mmHg 高,慢慢以每秒约下降(3~5)mmH g 的速度放气。

一路AD 采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压;一路AD 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。

最后通过软件将计算出的收缩压和舒张压结果输出至LCD 显示,并且可将测量到的血压值存储到EEPROM 中保存起来作为原始数据方便就医时参考。

系统框图如图1。

图1 系统原理框图2 硬件电路设计2 1 压力传感器本电路采用M PS -3117型压力传感器。

基于AT89S51单片机的电子血压计设计摘要电子血压计具有易携带、精度高、智能化等特点，随着现代电子技术的发展，电子血压计呈现出家用化的趋势。

然而传统单片机的电路设计复杂、稳定性不好、测量精度不高，因此本设计首先从血压测量方法切入设计出电路系统，然后以AT89S51单片机为控制核心，外围硬件电路由气体压力传感器US9111、串行A/D转换芯片ADC0832、LCD驱动芯片和其他模拟电路组成，同时采用KeiluVision2进行C语言编程来使硬件满足一个简易血压计的功能。

本文所设计的血压计稳定性高，测量速度快，测量精度高，测试结果基本与水银血压计一致。

另外，本系统的设计能满足人体健康测量需要，对提高日常生活质量有很多好处，具有很高的市场价值。

关键词:单片机血压计传感器精度The Design of Electronic Sphygmomanometer Based on AT89S51 MCUAbstractThe electronic blood pressure monitor is easy to be carried, high accuracy, intelligent features .With the development of modern electronic technology, electronic blood pressure monitor shows the trend of the household. The circuit of the t raditional microcontroller’s design process is complex, and the stability is not good, as well as that the measurement accuracy is not high. Therefore, to sum up, the method of how to design the circuit system is the blood pressure measurement briefly, and then around the AT89S51 microcontroller development platform, composed of the peripheral hardware circuit by the gas pressure sensor US9111, the serial A/D conversion chip ADC0832, the LCD driver chip and other analog circuits under the preparation of KeiluVision2 the C programming language. This sphygmomanometer designed perfect stability, excellent speed, high accuracy, and above all, the test results are basically consistent with the mercury sphygmomanometer. In addition, the design of this system meets the needs of the human health measurement. Moreover, there are many benefits to improve the quality of daily life, and of course it has a very high market value.Key Words: MCU; sphygmomanometer; sensor; accuracy;目录1.绪论 (1)1.1课题背景与现实意义 (1)1.2血压计发展现状 (2)1.3本文的研究内容 (3)2.设计要求及方案论证 (4)2.1血压测量原理 (4)2.2设计要求 (5)2.3设计方案 (5)2.4器件介绍 (6)2.4.1 AT89S51单片机简介 (6)2.4.2 模数转换器ADC0832简介 (7)2.4.3 压力传感器（US9111-006-D）简介 (9)2.4.4 运算放大器OP07和AD620简介 (10)3.硬件电路设计 (11)3.1数据处理模块 (11)3.2模数转换模块 (12)3.31602点阵液晶显示 (12)3.4气体压力传感器电路模块 (14)3.5血压信号二次放大电路 (15)3.6滤波电路 (15)3.7气泵和气阀驱动电路 (17)4.软件设计 (18)4.1数据处理模块 (18)4.2A/D转换模块 (19)4.3液晶显示模块 (20)5.系统性能测试 (23)结语 (24)参考文献 (25)附录 (26)附1实物图 (26)附2部分程序代码 (27)致谢 (32)1. 绪论1.1 课题背景与现实意义伴随着单片机的不断升级，许多智能型电器设计都加入了单片机，单片机也成为许多产品不可或缺的一部分，因此，现在的电子产品的开发单片机为核心。

基于单片机的电子血压计设计随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，血压计已经成为家庭必备的医疗设备之一。

传统的血压计多为水银柱式血压计，但因其操作繁琐、测量精度低、不易读数等缺点，已经逐渐被电子血压计所取代。

本文将介绍一种基于单片机的电子血压计设计。

一、系统组成本系统主要由以下几个部分组成：1、血压传感器：用于测量血压，将血压信号转换成电信号输出。

2、信号处理电路：对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以便于单片机采集。

3、单片机控制电路：采用单片机作为控制核心，对信号处理电路输出的数据进行采集、处理和分析。

4、显示电路：将测量结果显示在液晶屏上，以便于用户查看。

5、电源电路：为整个系统提供稳定的电源。

二、工作原理本系统的工作原理如下：1、血压传感器采集血压信号，将其转换成电信号输出。

2、信号处理电路对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，使得信号更易于采集和处理。

3、单片机控制电路对信号处理电路输出的数据进行采集、处理和分析，计算出收缩压和舒张压的值。

4、显示电路将测量结果显示在液晶屏上，用户可以直接查看测量结果。

三、硬件设计1、血压传感器：采用压电陶瓷传感器作为血压传感器，可以将血压信号转换成电信号输出。

2、信号处理电路：采用放大器和滤波器对传感器输出的电信号进行放大和滤波处理，使得信号更易于采集和处理。

3、单片机控制电路：采用单片机作为控制核心，对信号处理电路输出的数据进行采集、处理和分析。

本设计采用AT89C51单片机进行控制。

4、显示电路：采用液晶显示屏作为显示器件，将测量结果显示在液晶屏上，以便于用户查看。

本设计采用液晶显示屏进行显示。

5、电源电路：采用线性稳压器LM7805作为电源电路，为整个系统提供稳定的5V电源。

四、软件设计1、主程序：主程序主要完成系统的初始化、数据采集、数据处理、结果显示等功能。

主程序流程图如图3所示。

2、数据处理子程序：数据处理子程序主要完成对采集到的数据进行处理和分析，计算出收缩压和舒张压的值。

基于MSP430F149单片机的电子血压计设计测量血压的传统仪器是机械式水银血压计，血压计近几年才在市场上浮现。

电子血压计与传统血压计相比，虽然操作容易、用法便利，但精确性、稳定性往往不太抱负。

本设计力求精确、稳定，以适用于老年人或病人随时监测自己血压状况及临床医学检测。

2 系统的硬件设计本设计采纳Motorola公司的MPX53GC硅压式和TI公司F149为主要器件，构成电子血压计，系统构成1。

系统由、传感器、液晶、操作面板、充放气控制、气泵和蔼阀、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囫囵系统的大脑，它不仅要对系统进行监控、对数据举行运算处理，而月.要通过对测量结果的判定调节硬件的参数;使系统能够自动调整在最佳的工作状态，具有一定的智能性。

按照系统的设计要求，选用TI公司的MSP430F1 49单片机。

MSP430内嵌12，它是12位的A/D模数转换器，具有高速、通用的特点。

ADC12可对8个外部模拟信号之一或4个内部之一作转换。

ADC12具有通用的采样/保持电路，给用户提供了采样时序的各种挑选。

MSP430F149单片机则能很好满足系统设计的要求。

2.2 传感器电路设计MPX53GC是Motorola X型传感器，该类传感器价格低廉、线性优良、噪声小、响应快速，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2所示，的输出信号先经过滤波电路，然后举行放大，同时单片机 MSP430F149将产生1：10脉宽控制锯齿波发生器，产生锯齿波与经过处理的压力信号相比较，将电平信号转换为脉宽信号。

单片机MSP430F149测量脉宽，然后经过相应的运算处理转换为收缩压(SP)、舒张压(DP)、平均压(MP) 。

2.3 滤波电路设计在血压测量过程中，因为传感器MPX53GC输出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，假如电路设计不合理，微弱的信号就会被噪声沉没。

因此在每一级放大电路中，都应有相应的噪声滤除或抑制电路，此外要尽量的消退分布与分布的耦合，在须要处举行屏蔽。

基于单片机的血压测量计设计摘要：随着生活水平的提高，人们越来越观注自己的身体健康，血压是身体健康与否的一个重要指标。

据2001年全国普查显示，我国平均每三个家庭就有一个高血压患者；慢性低血压的发病率为4%左右，其在老年人群中可高达10%。

因此，研制既适合家庭保健人员又适合专业人士智能型血压计具有重要的意义。

本文研究的动态血压检侧仪属于微机检侧与控制领域，因为在国民经济的各个部门都己渗透微机检测与控制系统。

国防技术、航天、航空、铁路、冶金、化工等产业自是不必说，就连日常生活中也用上了微机测控技术，如电梯、微波炉、电冰箱等。

因此，通过对它的研究将对自己以后从事机电一体化产品的开发具有重要的意义。

本文利用微弱信号的检测技术设计出动态血压测量计。

该血压测量计可以进行简单的血压测量。

本文以目前较为流行的PIC单片机PIC16F874为血压测量计的核心，利用Motorola公司的压力传感器将血液对血管壁的压力转换为电信号，并送入单片机中集成的A/D转换模块将血压信号转换为数字信号后进行显示、存储、传输等处理。

关键词：血压；单片机；传感器；LEDBased on monolithic integrated circuit'sblood pressure survey meter designAbstract:With the improvement of living standard，people more and more concern their health. Blood pressure is an important symbol whether health or not.It is significant to design intelligent sphygmomanometer which applied to both family member and doctor.In this paper, the ambulatory blood pressure detection of computer-detection and control of the area, because in the various sectors of the national economy has infiltrated computer detection and control system. National defense technology, aerospace, aviation, railways, metallurgy, chemical industry naturally Needless to say, even in daily life also use the computer monitoring and control technologies, such as elevators, microwave ovens, refrigerators and so on. Therefore, it will own after the study in mechatronics product development is of great significance.A blood presser dynamic testing system will be worked out in this article, which use testing technique of delicated signal.The sphygmomanometer can be used simple blood pressure measure.This article use PIC singlechip “PIC16F874”as the sphygmomanometer’s kernel,which is prevalent at present.Pressure which blood oppress vein is translated to electric signal.Through PIC16F874‘s A/D translation model it i s be transformed digital signal.Then the singlechip processes these digital signal such as display, saving, transmitting.Keywords:Blood pressure；singlechip；sensor；LED第1章绪论1.1课题研究的意义和总体目标1.1.1 课题研究的意义本文研究的动态血压检侧仪属于微机检侧与控制领域，通过对它的研究将对自己以后从事机电一体化产品的开发具有重要的意义。