基于单片机的电子血压计设计文档格式.doc

基于单片机的电子血压计设计文档格式.doc

《基于单片机的电子血压计设计文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的电子血压计设计文档格式.doc（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

关键词：

单片机；

血压；

血压计；

示波法；

脉搏波

Thedesignofportablebloodpressuremonitor

Abstract

Singlechipwithitssuperiorperformance,arewidelyusedtodrillinvariousfieldshasbecomeamaturetechnology,inmedicineallthemoreyesgetabetterapplication.Bloodpressureisextremelyimportanthealthindicators;

bloodpressuremeasurementaccuracyisdirectlyrelatedtopeople'

shealth.Moderncardiovasculardiseasetrendsshowedyoungerage,sokeepaneyeonourbloodpressureBaileyusharmless.

Thispaperstudiesinbloodpressuremeasurementmethodandwavemethod,onthebasisofpulsewavetheory,discusseswithAT89C51measuringprincipleofelectronicdevice.Aftertheairtoairpump,thevoltagesensorthroughenlargement,filtering,calculatethepulsesignalobtainedsystolicpressure,diastolicpressureandpulse.Mainlyintroducesthedesignandtheentirecircuitchip.

Firstofall,andthepulsewavebasedonoscillometricbloodpressuremeasurementsystemdesigntheorydesignproject.TheprogramhardwarewithAT89C51microcontrollerasthecore,includingsignalacquisitionandprocessingcircuit,A/Dconvertercircuit,memoryexpansioncircuits,LCDcircuits,AutomaticFillingandReleasingcircuit,mostofthekeyboardcircuitafew.Inthispaper,severalpartsoftheabovedetaileddescriptionofhardwareandsoftwaredesign,introducedtheselectionofcorechips,theexternalcircuitconnection,theconnectionbetweenthechipandthechipcircuit,programdesignmethodsandcorrespondingsoftwareprogram.Discussionillustratesthepointofallpartsofthecircuitworks,andthespecificdesignofitshardwareandsoftware.

Keywords:

Single-chip；

bloodpressure；

Sphygmomanometer；

Oscillometricmethod；

pulsewaveform

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

4.3ADC0809转换电路及内部结构及功能部件 18

4.3.1A/D转换系统 18

4.3.2ADC0809内部结构及功能部件 19

4.3.3ADC0809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

36

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。

因此，对人体的血压准确地测量，及时的预防和治疗心血管疾病，具有非常重要的意义。

动脉血压一般也简称血压，表示血液在动脉血管内流动时对血管壁所施加的压力。

动脉血压在循环系统中占有重要地位，它能促使血液克服阻力，向前流动。

血压过低，则不能维持血液有效循环，以保证供应各器官组织的需要，特别是位置比心脏高的头部组织，如脑组织等，它们得不到足够的血液供应就要影响其正常活动。

血压过高则增加心脏和血管的负荷，心脏必须加强收缩才能完成射血任务，严重时可引起心室扩大，心输出量减少，使循环功能发生障碍，血压过高还可导致血管破裂，严重时要影响生命。

因此动脉血压不能过低也不能过高，维持一定相对稳定的水平，才能维持人体组织的正常功能。

本课题是对电子血压计的研究，让人们随时可以在家里测量自己的血压，随时关注自己的血压情况，及早发现问题，能及时的去医院就诊，所以，及时、准确地掌握自己血压高、低压变化的情况，适时治疗和采取有效措施具有十一分积极的意义。

1.2血压测量方法

血压测量技术可以分为直接法和间接法两种。

直接法血压测量是将一根导管插入欲测部位的血管或心脏内，通过导管内的液柱同放在体外的应变式传感器、线性可变电感式差动变压器、电容式传感器等相连，从而测出导管端部的压力。

另一种形式是把传感器放在导管的末端，直接测出端部所在点的血压值。

这种方法的优点是测量准确，并能进行连续测量。

但它必须经皮肤将导管插入血管内，所以是一种创伤性的方法。

间接法是利用脉管内压力与血液阻断开通时刻所出现的血流变化间的关系，从体表测出相应的压力值。

由于这种方法不需要剖切的外科手术，同时测量简便，所以在临床上得到广泛的应用，只是测量精度较低，难以准确测定心脏、静脉系统的压力。

间接式血压测量的方法很多，其中最主要的一种方法是利用袖带充气加压阻断动脉后，随后缓慢放气，在袖带下或动脉的远端检测脉搏的变化或血流的变化作为收缩压和舒张压的判据；

也可把袖带内压力波动的形式作为判据。

间接法包括柯氏音法、示波法、超声法、双袖带法、恒定袖带压力法、脉搏延时法等多种方法。

在这些方法的基础上，人们开发了很多自动及半自动的血压间接测量系统，即各种类型的数字血压计。

本次设计利用示波法原理来设计一种血压计对血压测量，该血压计能够对平均压，收缩压，舒张压测量，分别对这三种血压计进行显示。

论文主要包括研究包括：

对示波法原理的学习与研究；

设计滤波电路对从压力传感器输出的袖带压力信号、脉搏波信号的获取；

设计A/D转换电路对模拟信号数字化处理；

设计液晶显示电路对其三种血压的显示；

以及自动充放气电路和键盘电路。

研究学习血压算法，编写血压判定程序对平均压、收缩压、舒张压的计算。

1.3血压计测量现状

以往测量血压都使用气压式血压计，这种血压计除医生外一般人不容易掌握，且自己为自己测量多有不便。

现代电子科学技术的发展使这一测量仪器也进人了电子时代——电子血压计。

早期的电子血压计有在电子手表的功能上再附加测量血压功能，操作比较繁琐。

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。

电子式血压计，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。

电子式血压计具备了诸多优点，越来越受到普通家庭的欢迎，已经成为家庭自测血压的主要工具，它也越来越多地被用于医院等医疗机构[1]。

2血压计设计原理

2.1示波法测量血压原理

在硬件电路设计之前，必须知道本系统的软件算法分析是基于什么理论的，也就是说必须知道系统所需要提取的是什么信号。

因此，本章首先对本系统血压所基于的示波法理论做一个说明。

2.1.1示波法概述

示波法（Oscillometricmethod），也称为振动法或测振法。

示波法是70年代发展起来的新方法。

此法也需要用袖带阻断动脉血流，但在放气过程中，不是检测柯氏音，而是检测袖带内气体的振荡波。

这些振荡波起源于血管壁的搏动，理论计算和实践均证明此振荡波与动脉收缩压、平均压及舒张压有一定函数关系。

2.1.2示波法原理

示波法血压测量中采用充气袖带来阻断动脉血流，当动脉血流被阻断时，由于近端血液的脉动，在袖带内可以检测出动脉血流产生的气压振动波。

首先，将袖带充气到高于收缩压20mmHg左右，然后使袖带缓慢放气。

当袖带内压力等于收缩压（PS）时，振动波幅度增大，随着袖带内压力不断降低，振动波幅度不断增大。

当袖带内压力等于平均压（PM）时，动脉管壁处于去负荷状态，振动波幅度达到最大。

当袖带内压力小于平均压时振动波幅值逐渐减小，袖带内压力小于舒张压（PD）以后，动脉管壁在舒张期已充分扩张，管壁刚性增加，而振动波维持在较小的水平。

示波法是根据不同袖带压力下的脉搏波幅度变化特征（如图2-1所示）,来识别动脉收缩压、平均