便攜式血壓計(jì)的設(shè)計(jì)

1、便攜式血壓計(jì)的設(shè)計(jì)摘 要現(xiàn)代社會(huì)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境日益惡化，不健康的生活習(xí)性與不科學(xué)的飲食習(xí)慣，導(dǎo)致人類疾病越來(lái)越多的出現(xiàn)。其中，有著人類第一無(wú)形殺手稱號(hào)的高血壓病，已逐漸上升到人類疾病危害排行榜的前幾名，長(zhǎng)期危害著人體健康，讓飽受高血壓折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地測(cè)量與監(jiān)控高血壓，從而有效預(yù)防與治療高血壓，成為人們對(duì)抗高血壓病的首要問(wèn)題。于是，設(shè)計(jì)一臺(tái)便捷的測(cè)量血壓的裝置，成為重中之重。家用電子血壓計(jì)，主要是用于家庭。家庭醫(yī)療保健已成為現(xiàn)代人的醫(yī)療保健時(shí)尚。過(guò)去人們測(cè)量血壓必須到醫(yī)院才行，而今只要擁有了家用電子血壓計(jì)，坐在家里便可隨時(shí)監(jiān)測(cè)血壓的變化，如發(fā)現(xiàn)血壓異常便可及時(shí)去醫(yī)院治療，

2、起到了預(yù)防腦出血、心功能衰竭等疾病猝發(fā)的作用。本文將詳細(xì)介紹我們?cè)O(shè)計(jì)的智能型血壓測(cè)量裝置。關(guān)鍵詞：ASDX 001；AT89C51；液晶顯示；壓力測(cè)量。THE DESIGN OF PORTABLE BLOOD PRESSURE MONITORABSRACTThe rapid development of modern society, leading to deteriorating environment, unhealthy living habits and unscientific eating habits, leading to the emergence of an increa

3、sing number of human diseases. Which has one invisible killers of the human hypertension, and has gradually risen to the top ranks of human disease, a long-term hazard to human health, so that patients suffering from hypertension pain. How convenient and effective measurement and monitoring hyperten

4、sion, and thus effective prevention and treatment of hypertension, a confrontation hypertension is the most important issue. Therefore, design a convenient measurement of blood pressure devices, has become a priority. This article will detail the design of our intelligent blood pressure measuring de

5、vices.Home Blood Pressure Monitor, mainly for home. Home health care has become a fashionable modern health care. Measuring blood pressure in the past people have to go to the hospital for the job now as long as the electronic blood pressure monitor has a home, sit at home monitoring of blood pressu

6、re can be at any time, such as abnormal blood pressure can be found in time to the hospital for treatment, prevention plays a cerebral hemorrhage, heart failure The role of diseases such as burst.Keyword: ASDX 001、AT89C51、liquid crystal show that the module、Pressure measurements.目 錄前言5第一章 便攜式血壓計(jì)裝置總體

7、概述7§1.1 便攜式血壓計(jì)簡(jiǎn)介7§1.1.1 便攜式血壓計(jì)的介紹7§1.1.2 便攜式血壓計(jì)功能簡(jiǎn)介7§1.1.3 便攜式血壓計(jì)使用注意事項(xiàng)7§1.2 血壓計(jì)裝置設(shè)計(jì)方案7§1.2.1 設(shè)計(jì)總體要求7§1.2.2 具體設(shè)計(jì)方案8§1.3 便攜式血壓計(jì)工作原理9§1.3.1 血壓測(cè)量的工作原理9§1.3.2 便攜式血壓計(jì)的工作原理10第二章 硬件電路的設(shè)計(jì)12§2.1 傳感器簡(jiǎn)介以及電路設(shè)計(jì)12§2.1.1 傳感器簡(jiǎn)介12§ 傳感器電路設(shè)計(jì)13§2.2 A

8、T89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介及其電路設(shè)計(jì)14§2.2.1 AT89C51簡(jiǎn)介14§2.2.2 主要性能參數(shù)14§2.3 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)17§2.3.1 AT89C51的復(fù)位電路：17§2.3.2 AT89C51的時(shí)鐘電路：18§2.3.3 AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接18§2.4 液晶顯示模塊簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì)19§2.4.1 液晶顯示模塊DM-1602簡(jiǎn)介19§2.4.2 液晶顯示模塊DM-1602電路設(shè)計(jì)21§2.5 其他電路設(shè)計(jì)22§ 電源電路22§2.5.2 線性閥

9、PWM控制電路23§2.5.3 充氣PUMP控制電路24§2.5.4 按鍵電路24第三章 軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計(jì)25§3.1 單片機(jī)主程序流程圖25§3.2 處理模塊253.3測(cè)量模塊25§3.4 信號(hào)處理模塊26§3.5 顯示模塊26§3.6 電源處理模塊27結(jié)論28參考文獻(xiàn)29致謝30附錄31子程序流程：31部分參考程序32附錄元件清單36前言隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越觀注自己的身體健康，血壓是身體健康與否的一個(gè)重要指標(biāo)。據(jù)2001年全國(guó)普查顯示，我國(guó)平均每三個(gè)家庭就有一個(gè)高血壓患者；慢性低血壓的發(fā)病率為4%左右

10、，其在老年人群中可高達(dá)10%。因此，研制既適合家庭保健人員又適合專業(yè)人士智能型血壓計(jì)具有重要的意義。在現(xiàn)代疾病譜上，高血壓的危害無(wú)疑高居前幾位。對(duì)于上了年紀(jì)的人，血壓是一個(gè)重要的健康信號(hào)。隨著生活水平的提高，時(shí)下老年人對(duì)自己的血壓越來(lái)越關(guān)注。高血壓是世界最常見(jiàn)的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害非常的巨大，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)現(xiàn)有的高血壓患者已達(dá)一億，并且每年新增人數(shù)在300萬(wàn)以上。從高血壓目前的危害來(lái)看，高血壓病已成為人類的頭號(hào)隱形殺手病。高血壓病不但是長(zhǎng)期危害人體健康的一種慢性病，而且它還是腦中風(fēng)、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、腎衰等疾病的禍?zhǔn)?，因此被人們稱為“無(wú)形殺手”。 高血

11、壓對(duì)人體的損害是全身性的，也是造成死亡的惡魔，直接威脅著人的生命，所以，對(duì)高血壓這個(gè)無(wú)形殺手，不可掉以輕心。 治療高血壓病，首先是要測(cè)量準(zhǔn)確的血壓。測(cè)量血壓的儀器稱為血壓計(jì)。血壓計(jì)可分為直接式和間接式兩種。兩種血壓計(jì)的工作原理是不相同的，直接式是用壓力傳感器直接測(cè)量壓力變化；間接式的工作原理則是控制從外部施加到被測(cè)部位上的壓強(qiáng)，并將控制的結(jié)果與其相關(guān)的柯氏音的產(chǎn)生和消失的信息加以判斷。前者不管對(duì)動(dòng)脈或靜脈都可連續(xù)測(cè)試，而后者只能測(cè)量動(dòng)脈的收縮壓和舒張壓。 傳統(tǒng)的血壓計(jì)是模擬的血壓計(jì)。此類血壓計(jì)操作比較復(fù)雜，測(cè)量精度不夠，而且受環(huán)境影響較大。且時(shí)常需要校準(zhǔn)精度，需用一只準(zhǔn)確的汞柱血壓計(jì)或血壓表一

12、同校驗(yàn)。其方法是將聽(tīng)診器上“Y”形管取下，其兩端分別接準(zhǔn)確的血壓計(jì)(血壓表)和校驗(yàn)的彈簧表式血壓表，第三端接臂帶及氣閥，這樣利用同一壓力，觀察要校驗(yàn)的血壓表與準(zhǔn)確的血壓計(jì)(血壓表)的讀數(shù)是否葙伺，如不同則說(shuō)明該校驗(yàn)的血壓表已不準(zhǔn)確，如讀數(shù)相同，僅零位有偏差時(shí)，并不影響實(shí)際使用。如發(fā)現(xiàn)血壓表指針不能回復(fù)零位時(shí)，切勿擅自調(diào)節(jié)螺釘，以免損害表內(nèi)機(jī)芯，此時(shí)應(yīng)將血壓表送到生產(chǎn)廠家或指定服務(wù)部維修。因此，此類血壓計(jì)的使用與維護(hù)相對(duì)麻煩。為了讓廣大血壓計(jì)使用者更方便的使用與維護(hù)血壓計(jì)，也讓更多的人學(xué)會(huì)使用血壓計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的血壓測(cè)量，我們?cè)O(shè)計(jì)出一臺(tái)操作便捷，測(cè)量精確，無(wú)需維護(hù)的智能型測(cè)量血壓的裝置，以幫助人們對(duì)

13、抗高血壓。本論文也具有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，市場(chǎng)上的使用的血壓計(jì)大部分仍是水銀血壓計(jì)，也有一些動(dòng)態(tài)血壓記錄儀。水銀血壓計(jì)每次測(cè)量必須由醫(yī)生戴上聽(tīng)診器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，只能是每個(gè)醫(yī)生一次對(duì)一個(gè)人進(jìn)行測(cè)量;而且對(duì)不同的醫(yī)生，測(cè)量結(jié)果可能不同:對(duì)同一個(gè)人來(lái)說(shuō)，影響血壓因素非常多，由于每次測(cè)量的時(shí)間不可能很長(zhǎng)，測(cè)得結(jié)果在某些情況就不能真實(shí)的反映被測(cè)對(duì)象的血壓值。將脈動(dòng)波的記錄引入動(dòng)態(tài)血壓技術(shù)，提供24小時(shí)內(nèi)的每次血壓測(cè)量結(jié)果，而且能再現(xiàn)每次測(cè)量過(guò)程中的波形。在動(dòng)態(tài)血壓檢測(cè)中干擾和偽差是不可避免的。目前市場(chǎng)上的大部分動(dòng)態(tài)血壓記錄儀，只記錄每次測(cè)量的結(jié)果，醫(yī)生面對(duì)的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字。本課題研

14、究最終旨在設(shè)計(jì)出全信息的動(dòng)態(tài)血壓記錄儀，使每次測(cè)量結(jié)果完全透明，實(shí)時(shí)分析結(jié)合回顧分析，使醫(yī)生可以對(duì)照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效甄別出干擾和偽差引起的誤檢測(cè)，恢復(fù)真實(shí)血壓，保證血壓報(bào)告的有效性和可靠性。第一章 便攜式血壓計(jì)裝置總體概述§1.1 便攜式血壓計(jì)簡(jiǎn)介§ 便攜式血壓計(jì)的介紹該產(chǎn)品重量輕，便攜，可放入醫(yī)生護(hù)士口袋。無(wú)水銀，增強(qiáng)環(huán)保性，避免了因水銀泄露而造成的污染事故。操作簡(jiǎn)單易懂，特別適合家庭使用。§ 便攜式血壓計(jì)功能簡(jiǎn)介該血壓計(jì)以壓力傳感器測(cè)得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳入單片機(jī)，然后由控制核心單片機(jī)控制，經(jīng)主程序處理數(shù)據(jù)之后，在

15、液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。§1.1.3 便攜式血壓計(jì)使用注意事項(xiàng)1.袖帶位置須與心臟高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個(gè)胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過(guò)高；2. 每天要在固定時(shí)間和同樣狀態(tài)下，以相同的姿勢(shì)測(cè)量血壓；3. 應(yīng)該在安靜的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前安靜休息1020分鐘，深呼吸23次；4. 飯后或運(yùn)動(dòng)后至少休息一小時(shí)再進(jìn)行測(cè)量；5. 不要在浴后、吸煙、飲酒、喝咖啡后測(cè)血壓；6. 要在沒(méi)有尿意時(shí)測(cè)血壓。7. 測(cè)量時(shí)應(yīng)保持心情舒暢，沒(méi)有疲勞感，不緊張。§1.2 血壓計(jì)裝置設(shè)計(jì)方案§ 設(shè)計(jì)總體要求便攜式電子

16、血壓計(jì)是傳感技術(shù)和微電腦技術(shù)的結(jié)合體，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能保證完成三項(xiàng)基本任務(wù)：感應(yīng)血流的壓力；判別高壓和低壓；在屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。感受血流壓力離不了傳感器，民用電子血壓計(jì)中所應(yīng)用的壓力傳感器必須是高性能低成本的，靈敏度要高，測(cè)量范圍倒不需要很大。在各種傳感器中有一類是利用壓電效應(yīng)的，還有一種人工合成的被稱為PVDF的壓電薄膜，它是柔軟的塑料。其次就是能根據(jù)血壓變動(dòng)及時(shí)抓住高、低壓的微處理器。另外，血壓會(huì)通過(guò)電子血壓計(jì)的液晶顯示屏進(jìn)行顯示。§ 具體設(shè)計(jì)方案在這里介紹一下有關(guān)血壓的基本知識(shí)，血壓是血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)對(duì)血管壁的側(cè)壓力。血壓分收縮壓和舒張壓。當(dāng)心室收縮向動(dòng)脈泵血時(shí)，血壓升高，其

17、最高值為收縮壓。心室舒張時(shí)，血壓降低，其最低值為舒張壓。血壓通常以上肢肪動(dòng)脈測(cè)得的血壓為代表，正常成年人上膠動(dòng)脈的收縮壓為90140毫米汞柱，舒張壓為6090毫米汞柱。血壓過(guò)低或過(guò)高都是疾病的征象。血液在動(dòng)脈血管中的壓力隨著心臟的收縮、舒張而不斷變化，而人的心臟的收縮頻率即心率比較低，一般在30300bpm，由此血壓脈動(dòng)鑲號(hào)是相對(duì)而言還是屬于一種緩慢變化的信號(hào)，我的設(shè)計(jì)是采用外接式的結(jié)構(gòu)，以89C51單片機(jī)為核心，由其內(nèi)部自帶的10位8通道A/D轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成的采樣模塊，該模塊的采樣數(shù)據(jù)由單片機(jī)串口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送到上位機(jī)的串口COMI或COMZ，形成種連續(xù)數(shù)據(jù)采集串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞奖驹O(shè)計(jì)是基于8

18、9C51單片機(jī)的設(shè)計(jì)，具體裝置方案如下圖1-1所示：圖1-1便攜式血壓計(jì)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)工作示意圖：圖1-2 血壓計(jì)系統(tǒng)工作示意圖硬件工作流程圖如圖 1-2所示。電源開啟過(guò)后，若有必要修改系統(tǒng)的默認(rèn)參數(shù)，將由鍵盤輸入或PC機(jī)對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。經(jīng)過(guò)了這個(gè)階段以后，系統(tǒng)將對(duì)某些參數(shù)和硬件內(nèi)部的一些寄存器進(jìn)行初始化工作。初始化完成之后，將啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，等待直至A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。然后將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入上位機(jī)。待采樣的時(shí)間達(dá)1秒鐘后將分析數(shù)據(jù)結(jié)果，求出最大值和最小值，將這些數(shù)據(jù)處理后即為收縮壓和舒張壓。將它們送往LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。§1.3 便攜式血壓計(jì)工作原理§ 血壓測(cè)量的工作原理血壓

19、有兩種,一是收縮壓:是當(dāng)心臟收縮把血液打到血管所測(cè)得的血壓,二是舒張壓:是心臟在不收縮所得的壓力。當(dāng)袖帶的壓力等于血壓時(shí),血液開始可以流通而產(chǎn)生所謂的袖帶聲,這時(shí)候也就是收縮壓,必須開始從這里做記錄,直到最后當(dāng)袖帶聲沒(méi)有的時(shí)候,此點(diǎn)即為舒張壓。根據(jù)氣袖在減壓過(guò)程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡(luò)線來(lái)判定血壓的。目前比較一致的看法是當(dāng)氣袖壓力振蕩波的振幅最大的時(shí)候，氣袖的壓力是動(dòng)脈的平均壓。動(dòng)脈的收縮壓對(duì)應(yīng)于振幅包絡(luò)線的第一個(gè)拐點(diǎn)，舒張壓對(duì)應(yīng)于包絡(luò)線的第二個(gè)拐點(diǎn)。收縮壓判斷的確定：通常采用最大的振幅法，即在放氣過(guò)程中脈搏波振幅度包絡(luò)線的上升段，當(dāng)某一個(gè)脈搏波的幅度與Um之比時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓

20、力為收縮壓。 （1-1）舒張壓判斷的確定：也是用最大的振幅法來(lái)判定，不過(guò)是在脈搏波振幅包絡(luò)線的下降段，當(dāng)某一個(gè)脈搏波的幅度與之比時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓力為舒張壓。 （1-2）血壓信號(hào)以及收縮舒張壓的位置如圖1-3所示圖1-3 血壓交直流信號(hào)及收縮壓和舒張壓位置先找出最大振幅值 Amax ,在往前找幅值為0. 5Amax的瞬態(tài)位置對(duì)應(yīng)血壓直流分量即為收縮壓,往后找幅值為0. 8Amax的瞬態(tài)位置對(duì)應(yīng)血壓直流分量即為舒張壓,將計(jì)算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至液晶驅(qū)動(dòng)器顯示§ 便攜式血壓計(jì)的工作原理馬達(dá)在充氣時(shí)，袖帶內(nèi)部產(chǎn)生壓力，數(shù)字壓力傳感器ASDX 001感應(yīng)到該壓力值，經(jīng)過(guò)放大以

21、及濾波電路后，由單片機(jī)89C51的第1腳讀入，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。單片機(jī)在程序的控制下，嚴(yán)格按照ASDX 001壓力傳感器的要求的工作時(shí)序進(jìn)行讀寫控制，讀入信號(hào)后，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)運(yùn)算，然后經(jīng)DM-162液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。第二章 硬件電路的設(shè)計(jì)§2.1 傳感器簡(jiǎn)介以及電路設(shè)計(jì)§ 傳感器簡(jiǎn)介ASDX 001屬于微型結(jié)構(gòu)壓力傳感器ASDX DO系列。ASDX系列是Sensym 公司檢定合格的ICT 代表產(chǎn)品的一種增強(qiáng)型品種。也是工業(yè)水平領(lǐng)先的一種SDX系列傳感器增強(qiáng)型。ASDX 001 傳感器的外形尺寸要比SDX稍大，能提供高電平(4.0 V測(cè)量范圍)的輸出電壓，價(jià)格便宜。ASD

22、X 001壓力傳感器內(nèi)置專用集成電路（ASIC)經(jīng)全面CI校準(zhǔn)并有溫度補(bǔ)償。ASDX 001壓力傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)DIP封裝，可對(duì)傳感器偏置、靈敏度、溫度系數(shù)和非線性度進(jìn)行數(shù)字校正。ASDX 001采用了IC兼容性協(xié)議，無(wú)需額外的元件或電子電路，就可容易地連接最常用的微控制器和微處理器。所有ASDX DO壓力傳感器的精度在滿量程范圍內(nèi)為 。具有可用單一5 供電電壓土作的特性。傳感器的設(shè)計(jì)和制造均遵循ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)。此系列傳感器可用于非腐蝕性、非電離的工作流體，如空氣和干燥氣體。傳感器的輸出是一個(gè)16進(jìn)制格式的己校正的壓力值，其分辨率為12位。該壓力傳感器可用于測(cè)量絕對(duì)壓、差力壓和表力壓。范圍

23、從1PSI到100PSI，絕壓型傳感器有一個(gè)內(nèi)部真空參比值(基準(zhǔn)值)，因此可直接輸出一個(gè)與絕對(duì)壓成比例的信號(hào)。差壓型裝置允許在傳感膜片的任一側(cè)施加壓力，可用于壓力差的測(cè)量。數(shù)字壓力傳感器ASDX 001的結(jié)構(gòu)（1）外部結(jié)構(gòu)：圖2-1 ASDX 001外部結(jié)構(gòu)圖（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)ASDX 001的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括4部分： 多路分配器；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；微控控制；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。如圖2-2所示：圖2-2 ASDX 00內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖§ 傳感器電路設(shè)計(jì)ASDX 001的外圍引腳共有8個(gè)，其中5個(gè)為空腳。工作電壓為正5負(fù)。由腳引入正5負(fù)電壓，為數(shù)據(jù)輸出腳，將所測(cè)量得到的數(shù)字電壓信號(hào)傳送到單片機(jī)的P1.0腳

24、，ASDX 001的地腳為GND腳，接地。因此，這個(gè)電路連接十分簡(jiǎn)單，只需要將傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機(jī)的1腳上即可。如圖2-3所示：圖2-3 ASDX 001與單片機(jī)的連接電路原理圖§2.2 AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介及其電路設(shè)計(jì)§2.2.1 AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓 ,高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM ),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央

25、處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)能應(yīng)用許多高性價(jià)比的場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51的封裝如圖2-4所示：圖2-4 AT89C51封裝圖§ 主要性能參數(shù)（1）主要特性：·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路（2

26、）管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。

27、 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它

28、們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：口管腳 （備選功能）P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/P

29、ROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部

30、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。（3）振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸

31、入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。（4）芯片擦除整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。

32、67;2.3 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)§ AT89C51的復(fù)位電路：同時(shí)在第9腳引出一個(gè)22uF的電容和一個(gè)2K的電阻接+5V的電源組成一個(gè)復(fù)位電路。如圖2-5所示：圖2-5 AT89C51復(fù)位電路原理圖§ AT89C51的時(shí)鐘電路：AT89C51的+5V電源由39腳引入，第19腳接地，第17腳和第18腳間由12MHz的晶振及兩個(gè)20pF的無(wú)極性電路組成一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路。如圖2-6所示：圖2-6 AT89C51時(shí)鐘電路原理圖§ AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接液晶顯示模塊所要的數(shù)字信號(hào)從AT89C51的口引出，分別對(duì)應(yīng)的接DM-162的D0-D7端口，完成數(shù)據(jù)傳輸，液

33、晶顯示模塊的控制引腳RS、PR、E分別接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口，以實(shí)現(xiàn)微處理器對(duì)液晶顯示模塊的控制。如圖2-7所示：圖2-7 AT89C51與顯示模塊電路接線原理圖§2.4 液晶顯示模塊簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì)§ 液晶顯示模塊DM-1602簡(jiǎn)介液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn),在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這里介紹的字符型液晶模塊是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器,根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等等實(shí)物圖片如圖2-8：圖2-8 DM-162實(shí)物圖1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳

34、接口,其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端,接正電源時(shí)對(duì)比度最弱,接地電源時(shí)對(duì)比度最高,對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”,使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4 腳：RS為寄存器選擇,高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線,高電平時(shí)進(jìn)行讀操作,低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址,當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào),當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第 6腳：E端為使能端,當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí),液晶模塊執(zhí)行命令。第 714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線

35、。第1516腳：空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形,如表2-1所示,這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等,每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼,比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B（41H）,顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái),我們就能看到字母“A”表2-1 CGRM和CGRAM中字符代碼與字符圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系高位地位000000100011010001010111××××0000CGRAM(1)1èQp×××&#

36、215;0001(2)！2ARq××××0010(3)“3BSr××××0011(4)#4CTs××××0100(5)$5DUt××××0101(6)%6EVu××××0110(7)&7FWv××××0111(8)>8GXw××××1000(1)(9HYx××××1

37、001(2):IZy××××1010(3)“;Jz××××1011(4)+<K¥××××1100(5)|=L|××××1101(6)_>M××××1110(7).?N-××××1111(8)/O1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令,如表2-2所示,表2-2 1062 內(nèi)部控制指令指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01

38、清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址(AGG)8置數(shù)字存儲(chǔ)器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址（ADD）9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM10要寫的數(shù)11從CGRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)§ 液晶顯示模塊DM-1602電路設(shè)計(jì)VSS為地電源，VDD接5V正電源，V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可

39、以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。PS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)PS和PR共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)PS為低電平PR為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)PS為高電平PR為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。如圖所示：圖2-11 液晶顯示模塊電路§2.5 其他電路設(shè)計(jì)§ 電源電路電源由AAA電池兩顆提供。電源透過(guò)L1、D1、U3形成PFM升壓電路，R33與C9做為升壓后電壓濾波作用。實(shí)測(cè)中，加上R33可降低50%之電源離訊。Q

40、4為VCC電源控制電晶體。R13與R14分壓值做為電壓偵測(cè)位準(zhǔn)。具體工作方式：當(dāng)3V電壓從L1流過(guò)給升壓IC后，經(jīng)升壓從第3腳輸出為5V，Q4為開關(guān)管，在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，Q4不導(dǎo)通，C9，C11為濾波電容。當(dāng)POWER鍵按下時(shí)Q4導(dǎo)通，輸出一個(gè)5V的電壓給Vcc，供電給其他設(shè)備。如圖2-12所示：圖2-12 電源電路原理圖§ 線性閥PWM控制電路泄氣速率以PWM（Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)變）方式控制，MCU將依據(jù)壓力值之泄氣變化調(diào)整泄氣速率在規(guī)格范圍內(nèi)。C11與C12做為 穩(wěn)定電源與濾波作用，減少PWM控制避免電源變動(dòng)造成電壓不穩(wěn)。具體工作方式：當(dāng)充氣到200

41、KPA時(shí)，開始漏氣，由IC發(fā)出一個(gè)信號(hào)給第3腳，經(jīng)R12流過(guò)到Q2，使Q2導(dǎo)通，輸出一個(gè)2.7V的電壓給V1，使V1開始工作，D2保護(hù)Q2和V1的正常工作而設(shè)計(jì)。如圖2-13所示：圖2-13 線性閥 PWM控制電路§ 充氣PUMP控制電路PUMP control訊號(hào)控制PUMP動(dòng)作，R27為限流電阻。具體工作方式：由IC的4腳輸出一個(gè)低電平約（0.6V）信號(hào)給R27，經(jīng)Q1導(dǎo)通，VBT為Q1提供3V的電壓，Q1導(dǎo)通輸出一個(gè)3.2V的電壓經(jīng)PUMP，使PUMP導(dǎo)通。D3為保護(hù)二極管，使PUMP能穩(wěn)定工作。如圖2-14所示：圖2-14 充氣PUMP控制電路原理圖§ 按鍵電路開關(guān)

42、連接單片機(jī)的27腳，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)電源。按下POWER鍵，則系統(tǒng)導(dǎo)通，開始工作。如圖所示：圖2-15 按鍵電路原理圖第三章 軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計(jì)§3.1 單片機(jī)主程序流程圖主程序流程圖3-1主程序流程圖流程圖說(shuō)明主程序依此調(diào)用5個(gè)模塊：處理模塊、測(cè)量模塊、信號(hào)處理模塊顯示模塊、顯示模塊、電源處理模塊§3.2 處理模塊判斷鍵盤的當(dāng)前狀態(tài)（是否開/關(guān)電源），執(zhí)行相應(yīng)的操作。圖3-2 處理模塊流程圖3.3測(cè)量模塊測(cè)量信號(hào)為二路，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)放大送AD1，作為靜態(tài)直流血壓信號(hào)；隔直后經(jīng)再次放大送AD2，作為脈搏波信號(hào)。由于傳感器的AD為10位，因此最高精度可達(dá)1/1

43、024。采樣后的信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊的處理，最終計(jì)算得到收縮壓、舒張壓。§3.4 信號(hào)處理模塊主要功能是脈搏波的判斷和檢測(cè)，主要分為兩步：第一步，對(duì)A/D采樣的脈搏波信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，排除因外界干擾造成的信號(hào)讀數(shù)的誤差；第二步，采用相關(guān)運(yùn)算，最大程度的排除因手臂的運(yùn)動(dòng)造成的誤差。在這基礎(chǔ)上，分析信號(hào)，得到波形的峰值（供判斷收縮壓，舒張壓和平均壓），得到每個(gè)脈搏波的時(shí)間。圖3-3 信號(hào)處理模塊流程圖§3.5 顯示模塊主要顯示3種信息：測(cè)量過(guò)程顯示當(dāng)前壓力值、漏氣速率；測(cè)量結(jié)束后分別以mmHgH和Kpa方式滾動(dòng)顯示收縮壓、舒張壓及心率；校準(zhǔn)狀態(tài)下顯示當(dāng)前壓力值、漏氣速率。串行

44、通信模塊采用PC機(jī)主叫的中斷方式，一旦接到PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令，對(duì)血壓進(jìn)行初始值的設(shè)定，主要包括起始加壓值，每次的壓力遞增值和最高壓力限制。LCD顯示子程序流程LCD1602:§3.6 電源處理模塊用于穩(wěn)壓模塊的控制，按開/關(guān)鍵，穩(wěn)壓模塊的控制端為高電平，穩(wěn)壓模塊處于正常輸出狀態(tài)。此時(shí)，血壓計(jì)處于“開”狀態(tài)；再次按開/關(guān)鍵，置PAO低電平，關(guān)閉穩(wěn)壓模塊的輸出，處于斷電的“關(guān)”狀態(tài)。結(jié)論目前常用的血壓測(cè)量系統(tǒng)大多存在兩大缺點(diǎn)：其一，需要大量的連線才能把現(xiàn)場(chǎng)傳感器的信號(hào)送到采集卡上，布線施工麻煩，成本也高；其二，線路上傳送的是模擬信號(hào)，易受干擾和損耗，為了克服這些缺點(diǎn)，一種基于數(shù)字化技術(shù)的系

45、統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本設(shè)計(jì)是針對(duì)于以上兩個(gè)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)的集成式A/D傳感器大大降低了因?yàn)榫€路復(fù)雜而造成的信號(hào)干擾，并且使信號(hào)傳輸更為快速準(zhǔn)確性也大大提高，降低了產(chǎn)品成本。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們提出下列使測(cè)量結(jié)果質(zhì)量得到保證應(yīng)注意的問(wèn)題。（1）由于袖帶內(nèi)傳感器為一高靈敏度的儀器，如袖帶捆扎及傳感器放置不當(dāng)、身體運(yùn)動(dòng)等情況會(huì)導(dǎo)致誤差，故不在周圍有電場(chǎng)的地方使用，防止其受干擾，影響準(zhǔn)確度；測(cè)量血壓時(shí)手臂要放松，不要移動(dòng)、用力、不要說(shuō)話；測(cè)量血壓時(shí)不要振動(dòng)放置血壓計(jì)的桌子；保證電源電量充足；測(cè)量血壓時(shí)要“三點(diǎn)”在同一水平面，即血壓計(jì)的水銀柱零位，肘窩動(dòng)脈處和胸骨中段處均在同一水平，在同樣的心理狀態(tài)下測(cè)量血壓，才有可能得

46、到可比性的血壓值。（2）正常人的血壓因情緒、飲食、環(huán)境及狀態(tài)等因素的影響，特別是茶、酒、咖啡都可以使血壓升高，每時(shí)每刻都在變化，連續(xù)測(cè)量也可存在差別，即使一個(gè)健康人在1天內(nèi)也會(huì)有1530mmHg的變化，高血壓病人的變動(dòng)則更大。所以，有必要告知人們血壓會(huì)經(jīng)常波動(dòng)的現(xiàn)象，不要因前一次和后一次的測(cè)量值不同，就認(rèn)為血壓計(jì)不準(zhǔn)確。電子血壓計(jì)采用的是通過(guò)血液流動(dòng)時(shí)對(duì)血管壁產(chǎn)生振動(dòng)的示波法。雖然二者的測(cè)量原理不同，但測(cè)試結(jié)果從理論上講是一樣的。所以盡可能地給使用者的電子血壓計(jì)作必要、適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其更能適應(yīng)使用者個(gè)體差異的范圍，降低電子血壓計(jì)使用的誤差率。同時(shí)，即使通過(guò)評(píng)價(jià)顯示血壓計(jì)是精確的，也應(yīng)堅(jiān)持對(duì)血壓

47、計(jì)進(jìn)行每6個(gè)月或12個(gè)月的常規(guī)校正，以確保血壓計(jì)的準(zhǔn)確性，為臨床提供準(zhǔn)確依據(jù)。參考文獻(xiàn)1 張國(guó)雄.測(cè)控電路.第3版.機(jī)械工業(yè)出版社 2 包旭鶴.便攜式電子血壓計(jì)設(shè)計(jì).現(xiàn)代電子技術(shù).2007年第8期總第247期 7-11頁(yè)3 張毅剛 彭喜元.單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.20084 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第4版.高等教育出版社.19895 宋家友 張友漢.新編電子線路設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).福建科學(xué)技術(shù)出版社20076 王武江 陳樹凱.常用集成電路速查手冊(cè).冶金工業(yè)出版社.20047 崔桂華 萬(wàn)兆強(qiáng) 金少華.高血壓的自我療法.中國(guó)中醫(yī)藥出版社.20058 汪吉鵬.微機(jī)接口原理

48、與技術(shù).高等教育出版社.19979 邱關(guān)源、羅先覺(jué).電路.高等教育出版社.200010 孟立凡、藍(lán)金輝.傳感器原理與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社.200111 來(lái)清民.傳感器與單片機(jī)接口及實(shí)例.北京航空航天大學(xué)出版社.200512王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制.第2版.北京航空航天大學(xué)出版社.200113 阮德生.自動(dòng)測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.西安電子科技大學(xué)出版.199714趙光勝.現(xiàn)代高血壓學(xué).人民軍醫(yī)出版社.1999 15 Motorola Semiconductor Technical DATAJ. 2002 16LarryGaddy.SelectinganA/DconverterM.ApplicationBulletinofburr-brown.1998 致謝經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠把大學(xué)四年中系統(tǒng)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用得以結(jié)合，總結(jié)出了很多實(shí)踐設(shè)計(jì)中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)接觸到電子產(chǎn)品的一些新技術(shù)，了解到電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)期間，通過(guò)張發(fā)玉老師的悉心指導(dǎo)，使我在設(shè)計(jì)思路上更加明了。在剛開始我使用PIC單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但由于所學(xué)的單片機(jī)是89C51，在匯編語(yǔ)言上面遇到了很大障礙，最后放棄了利用PIC單片機(jī)的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向用51單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別感謝董冠強(qiáng)老師對(duì)我對(duì)我在編程方面的指導(dǎo)，使我