自动化测控技术与仪器 基于单片机的多功能血压计的设计.docx

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自动化测控技术与仪器基于单片机的多功能血压计的设计

毕业设计（论文）

基于单片机的多功能血压计的设计

院别

控制工程学院

专业名称

测控技术与仪器

班级学号

5080902

学生姓名

龚攀君

指导教师

贾朔

2011年6月15日

基于单片机的多功能血压计的设计

摘要

随着现代社会的迅速发展，环境的日益恶化以及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，设计一台准确易用测量血压的装置，成为重中之重。

目前市场上的大部分动态血压记录仪，只记录每次测量的结果，医生面对的是一批真伪难辩的数字，无法判别血压计的准确性、可靠性。

本课题研究最终旨在设计出简单易用并且增加了一些实用的功能使每次测量结果完全透明，使医生可以对照原始波形判断数据的真伪，有效甄别出干扰和伪差引起的错误检测，恢复真实血压，保证血压报告的有效性和可靠性。

而且简单易于操作的电子血压计可以广泛应用于家庭日常的血压检测，真正实现对高血压的预防。

本文将详细介绍我设计的基于单片机的多功能型血压测量装置。

关键词：

压力测量，血压计，STC12C5A60S2单片机

TheBasedonMCUmulti-functiondigitalsphygmomanometerdesign

Author：

GongPanjunTutor：

JiaShuo

Abstract

Withtherapiddevelopmentofmodernsociety,increasingdeteriorationoftheenvironmentandunhealthylivinghabitsandnotsciencediet,causesthehumandiseasemoreandmoreappear.Amongthem,hashumanfirstinvisiblekillertitlehypertension,alreadygraduallyrosetoharmhumandiseasetopofthe,long-termharminghumanhealth,andletthepatientsufferedfromhighbloodpressuretorturepainnotthedesireliving.Howeffectivemeasurementandmonitoringtheconvenienthighbloodpressure,andiseffectiveforthepreventionandtreatmentofhighbloodpressure,becomethepeopleagainstthechiefproblemofhypertension.So,designaaccurateeasytomeasuretheirbloodpressuredevice,becomeatoppriority.

Currentlyonthemarketmostdynamicbloodpressurerecorderrecordseveryonlytheresultsofthemeasurement,thedoctorfaceisabatchofauthenticitydifficultdebatedigital,cannotidentifytheveracityandreliabilityofblood.Thistopicresearchaimedtodesignasimpletousefinalandincreasedsomepracticalfunctionmakeeverytimemeasurementresultsarecompletelytransparent,makethedoctorcancontroltheveracityoftheoriginaldatawaveformjudgment,effectivelytodiscerninterferenceandpseudopoorercauseerrordetection,restoretruebloodpressure,bloodpressureofthereportthatefficiencyandreliability.Simpleandeasytouseelectronicdevicecanbewidelyusedinfamilydailybloodpressuretesting,torealizethepreventionofhighbloodpressure.ThispaperintroducedthedesignwillIbasedonMCUmulti-functiondigitalsphygmomanometerdesign.

KeyWords:

Pressuremeasurement,sphygmomanometer,STC12C5A60S2MCU

1绪论

1.1血压计的发展

血压计最早由SamuelSiegfriedKarlRittervonBasch发明。

1896年，意大利医生ScipioneRiva-Rocci发明的血压计更为简单易用。

1901年，HarveyCushing发现这种仪器后将其推广使用。

这种血压计包括一个用于充气的气球、一个能充气的袖带和一个水银检压计。

随着人们对健康的关注越来越大，并且科学技术也越来越发达，血压也日渐成为日常生活中传递健康的一种信号。

相应的，血压的检测方法层出不穷，血压的检测工具也日新月异。

我们接触到的血压计种类也不在少数了，总的来说常用的类型有水银（汞）柱式、弹簧表式和电子血压计。

目前电子血压计的品牌也比较多，其中十大电子血压计品牌有欧姆龙Omron,九安andon，松下Panasonic，迈克大夫Microlife，鱼跃YUYUE，金亿帝KINGYIELD，脉博士medipro，日精NISSEI，会好GRACE，海尔Haier。

但是在这十大品牌中日系的牢牢地占据了前三的两个席位，因此我们在单片机领域的发展还得加快速度，开发出更多更有质量的产品。

[1]

水银血压计能直接测得血压的毫米汞柱值，较为直观，准确性和可靠性较高，且价格低廉，但其缺点是较重，携带不方便，且要用听诊器，听力不好及未经专业训练者无法使用；弹簧表式血压计（又称气压表、无液测压计）的优点是携带方便，操作简单，但其准确度不如水银柱式血压计，且维修较困难，刻度数字较小，也需用听诊器，听力视力不好的老人使用较困难；而电子血压计方便易学，可自动显示血压测值（包括收缩压、舒张压、平均动脉压、脉压、脉率等多种参数），除此之外还可以提供脉搏读数，部份型号更能自动记录每天的数据，方便监测血压及脉搏的长期变化情况。

随着技术的不断研发与产品的批量化生产，这部分的血压计的成本也在不断下降，必将成为主流血压计。

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。

电子血压计有臂式、腕式之分；其技术经历了最原始的第一代、第二代（臂式使用）、第三代（腕式使用）的发展。

对于健康人来讲，应该均适用。

但腕式和手指式的电子血压计，不适用于患有血液循环障碍的病人，如糖尿病、高血脂、高血压等病会加速动脉硬化，从而引起末梢循环障碍。

这些患者的手腕（手指）同上臂的血压测量值相差很大。

建议这些患者及老年人应选择臂式电子血压计来使用。

（1）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、心律不齐、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。

（2）腕式电子血压计

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，用腕式血压计与用臂式血压计多次测量的平均值之间，相差±1.3kPa（10mmHg）以上是很常见的。

（3）指套式电子血压计

外形更小，可以直接套在手指上，携带更方便。

所测压力值为指动脉，指动脉属于小动脉，它与肱动脉存在一定关系。

利用他们之间的关系就可以测出血压值了。

随着单片机技术的不断发展，血压计也随着不断地发展。

从原来简单的51单片机到后来的avr，甚至后来的arm单片机都已经应用在血压计上了，而且现在也已经开发出了各种专门用来测血压的单片机。

1.2血压计的研究需求

近年大量研究表明，我国高血压发病率逐年增加，已成为危害人民身体健康的一大问题，要彻底解决这一现状需提高全民健康防范意识，拥有一款能够简单操作精确测量血压的血压计显得尤其重要。

随着生活水平的提高，人们越来越关注自己的身体健康，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%[3]。

因此，研制既适合家庭保健人员又适合专业人士多功能血压计具有重要的意义。

本文研究的多功能血压计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单片机STC12C5A60S2为血压测量计的核心，利用压力传感器将血液对血管壁的压力转换为电信号，将血压信号转换为数字信号后进行显示、存储、传输、报警等处理。

本次设计的目的是在目前市场的电子血压计基础上进行创新，增加更多功能，给使用者带来更多的方便和实惠，确保使用者的身体健康，满足使用者的不同方面的需求。

本血压计使用起来方便快捷，操作简单，实用性强，适合于不同年龄的人使用。

具有小型化、低功耗、智能化程度高的优点，在使用上有便携和易操作的特点，从而呈现出家用化的趋势。

本次课题是基于便携性，设计一款适用于老年人的能准确测量，并能显示出血压值，具有高低压语音报警，能定时关机的多功能电子血压计。

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。

2多功能电子血压计的设计原理

2.1血压的简单介绍

血压（bloodpressure,BP）是体循环动脉血压，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。

但通常所说的血压是指一些体检和实验常用的大型动脉的血压，如肱动脉﹑颈总动脉﹑股动脉等处的动脉血压。

这几处血压大致接近主动脉血压。

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，称为收缩压（systemicbloodpressure，SBP）。

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（diastolicbloodpressure，DBP）。

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