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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。
第一章 便携式血压计装置总体概述
§1.1 便携式血压计简介
§1.1.1 便携式血压计的介绍
该产品重量轻,便携。无水银,增强环保性。操作简单易懂,适合家庭使用。
§1.1.2 便携式血压计功能简介
该血压计以压力传感器测得血压值,将血压数据通过A/D转换器转换成数字信号,传入单片机,经主程序处理数据之后,在液晶显示器上显示出来。
§1.2 便携式血压计工作原理
§1.2.1 血压测量的工作原理
血压有两种:收缩压、舒张压。
收缩压判断的确定:采用最大振幅法,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之比 时,对应的气袖压力为收缩压。舒张压判断的确定:采用最大振幅法,在脉搏波振幅包络线的下降段,当某一个脉搏波的幅度Ui与Um之比 时,对应的气袖压力为舒张压。
§1.2.2 便携式血压计的工作原理
马达在充气时,袖带内部产生压力,经过ASDX 001及滤波电路后,由单片机89C51的第1脚读入,进行A/D转换,之后按照ASDX 001压力传感器要求的工作时序进行读写控制,读入信号后,对数字信号进运算,然后经DM-162液晶显示模块进行显示。
第二章 硬件电路的设计
§2.1 传感器简介以及电路设计
§2.1.1 传感器简介
ASDX 001可用于测量绝对压、差力压和表力压。范围从1PSI到100PSI,绝压型传感器可直接输出一个与绝对压成比例的信号。
§2.1.2 传感器电路设计
该电路需要将ASDX 001传感器的输出脚Vout连接到AT89C51单片机的1脚上。
§2.2 AT89C51单片机的电路设计
§2.2.1 AT89C51的复位电路:
同时在第9脚引出一个22uF的电容和一个2K的电阻接+5V的电源组成一个复位电路。
§2.2.2 AT89C51的时钟电路:
39脚接+5V,19脚接地,17脚和18脚间由12MHz的晶振及两个20pF的无极性电路组成一个时钟振荡电路。
§2.2.3 AT89C51与液晶显示模块的电路连接
液晶显示模块所要的数字信号从AT89C51的P0.0-P0.7口引出,分别对应的接DM-162的D0-D7端口,完成数据传输,液晶显示模块的控制引脚RS、PR、E分别接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口,以实现微处理器对液晶显示模块的控制。
§2.3 液晶显示模块简介及电路设计
§2.3.1 液晶显示模块DM-1602简介
DM-1602是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器,根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等。
实物图片如图2-1:
§2.3.2 液晶显示模块DM-1602电路设计
VSS为地电源,VDD接5V正电源,V0通过一个10K的电位器调整对比度。PS为寄存器选择,RW为读写信号线。
第三章 软件系统流程以及程序的設计
§3.1 单片机主程序流程图
主程序流程
流程图说明
主程序依此调用5个模块:处理模块、测量模块、信号处理模块显示模块、显示模块、串行通信模块
§3.2 处理模块
判断键盘的当前状态(是否开/关电源),执行相应的操作。
3.3测量模块
测量信号为二路,压力传感器的信号经放大送AD1,作为静态直流血压信号;隔直后经再次放大送AD2,作为脉搏波信号。
§3.4 信号处理模块
主要功能是脉搏波的判断和检测,对A/D采样的脉搏波信号进行低通滤波处理,并采用相关运算排除手臂运动造成的误差并分析信号,得到波形的峰值及每个脉搏波的时间。
§3.5 串行通信模块
采用PC机主叫的中断方式,接到PC机的命令时,对血压进行初始值的设定,主要包括起始加压值,每次的压力递增值和最高压力限制。
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。
第一章 便携式血压计装置总体概述
§1.1 便携式血压计简介
§1.1.1 便携式血压计的介绍
该产品重量轻,便携。无水银,增强环保性。操作简单易懂,适合家庭使用。
§1.1.2 便携式血压计功能简介
该血压计以压力传感器测得血压值,将血压数据通过A/D转换器转换成数字信号,传入单片机,经主程序处理数据之后,在液晶显示器上显示出来。
§1.2 便携式血压计工作原理
§1.2.1 血压测量的工作原理
血压有两种:收缩压、舒张压。
收缩压判断的确定:采用最大振幅法,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之比 时,对应的气袖压力为收缩压。舒张压判断的确定:采用最大振幅法,在脉搏波振幅包络线的下降段,当某一个脉搏波的幅度Ui与Um之比 时,对应的气袖压力为舒张压。
§1.2.2 便携式血压计的工作原理
马达在充气时,袖带内部产生压力,经过ASDX 001及滤波电路后,由单片机89C51的第1脚读入,进行A/D转换,之后按照ASDX 001压力传感器要求的工作时序进行读写控制,读入信号后,对数字信号进运算,然后经DM-162液晶显示模块进行显示。
第二章 硬件电路的设计
§2.1 传感器简介以及电路设计
§2.1.1 传感器简介
ASDX 001可用于测量绝对压、差力压和表力压。范围从1PSI到100PSI,绝压型传感器可直接输出一个与绝对压成比例的信号。
§2.1.2 传感器电路设计
该电路需要将ASDX 001传感器的输出脚Vout连接到AT89C51单片机的1脚上。
§2.2 AT89C51单片机的电路设计
§2.2.1 AT89C51的复位电路:
同时在第9脚引出一个22uF的电容和一个2K的电阻接+5V的电源组成一个复位电路。
§2.2.2 AT89C51的时钟电路:
39脚接+5V,19脚接地,17脚和18脚间由12MHz的晶振及两个20pF的无极性电路组成一个时钟振荡电路。
§2.2.3 AT89C51与液晶显示模块的电路连接
液晶显示模块所要的数字信号从AT89C51的P0.0-P0.7口引出,分别对应的接DM-162的D0-D7端口,完成数据传输,液晶显示模块的控制引脚RS、PR、E分别接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口,以实现微处理器对液晶显示模块的控制。
§2.3 液晶显示模块简介及电路设计
§2.3.1 液晶显示模块DM-1602简介
DM-1602是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器,根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等。
实物图片如图2-1:
§2.3.2 液晶显示模块DM-1602电路设计
VSS为地电源,VDD接5V正电源,V0通过一个10K的电位器调整对比度。PS为寄存器选择,RW为读写信号线。
第三章 软件系统流程以及程序的設计
§3.1 单片机主程序流程图
主程序流程
流程图说明
主程序依此调用5个模块:处理模块、测量模块、信号处理模块显示模块、显示模块、串行通信模块
§3.2 处理模块
判断键盘的当前状态(是否开/关电源),执行相应的操作。
3.3测量模块
测量信号为二路,压力传感器的信号经放大送AD1,作为静态直流血压信号;隔直后经再次放大送AD2,作为脉搏波信号。
§3.4 信号处理模块
主要功能是脉搏波的判断和检测,对A/D采样的脉搏波信号进行低通滤波处理,并采用相关运算排除手臂运动造成的误差并分析信号,得到波形的峰值及每个脉搏波的时间。
§3.5 串行通信模块
采用PC机主叫的中断方式,接到PC机的命令时,对血压进行初始值的设定,主要包括起始加压值,每次的压力递增值和最高压力限制。