瑞薩單片機(jī)智能血壓計(jì)測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 含源碼,手機(jī)APP,電路圖與詳細(xì)資料

ID:246976 · 發(fā)表于 2017-12-4 09:20

RL78/L1A 智能血壓計(jì)
Mini-Solution on Ultra-low Power 16-bit Microcontroller
Easygo示例，包括：應(yīng)用說(shuō)明（用戶手冊(cè)）、原理圖、BOM表、源代碼等完整資料，在展示瑞薩電子MCU特點(diǎn)的同時(shí)，提供多種小家電和典型應(yīng)用的設(shè)計(jì)參考，希望用戶能Easy Use，Easy Go。

功能概要：
1. RL78/L1A通過(guò)串口控制RL78/G1D實(shí)現(xiàn)BLE功能。
2. RL78/L1A實(shí)現(xiàn)血壓測(cè)量、脈搏測(cè)量、LCD顯示等。
3. Android App實(shí)現(xiàn)電池電量、收縮壓、舒張壓、脈搏等數(shù)據(jù)顯示。

操作概要：
1. Android App，掃描名稱(chēng)為“Renesas Blood Pressure”的設(shè)備，點(diǎn)擊連接設(shè)備。
2. 按下智能血壓計(jì)的“Start/Stop”按鍵或者Android  App的“Start measurement”鍵，啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)量過(guò)程。測(cè)量完成后，測(cè)量結(jié)果在LCD和智能血壓計(jì)App上顯示。在測(cè)量過(guò)程中，如果想終止測(cè)量，按下“Start/Stop”鍵，快速放氣電磁閥打開(kāi)，釋放袖套中的空氣。

本篇用戶手冊(cè)介紹了低功耗 LCD 微控制器 RL78/L1A 配合藍(lán)牙低功耗（BLE）微控制器 RL78/G1D 在智能血壓計(jì)上的應(yīng)用（用于 Android）。RL78/L1A 通過(guò)串口通信控制 RL78/G1D 的 BLE 協(xié)議程序，相關(guān)應(yīng)用的程序結(jié)構(gòu)和使用信息等請(qǐng)參考以下相關(guān)文檔。
1 系統(tǒng)功能概述 3
11 智能血壓計(jì)介紹  3
12 血壓測(cè)量原理介紹 4
13 操作說(shuō)明  5
131 設(shè)備連接  5
132 血壓測(cè)量  5

2 硬件說(shuō)明  8
21 智能血壓計(jì)演示板介紹  8
22 硬件結(jié)構(gòu)框圖 9
23 主控 MCU  10
24 BLE MCU 11
25 電源電路  12
26 壓力檢測(cè)電路 12
27 氣泵和電磁閥控制電路  13
28 LCD 控制電路  13
29 LED 控制電路  14

3 原理圖、 PCB 及元器件清單 15
31 原理圖 15
32 PCB 圖  17
33 元器件清單  18

4 軟件說(shuō)明  19
41 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 19
42 選項(xiàng)字節(jié)配置 19
43 軟件安裝  19
431 主控 MCU 固件下載  19
432 BLE MCU 固件下載  19
44 流程圖 20
441 主時(shí)序流程圖  20
442 固件主函數(shù)流程圖 21
443 智能手機(jī) APP 流程圖  22
5 參考例程  23
6 參考文獻(xiàn)  23
1.  系統(tǒng)功能概述
1.1    智能血壓計(jì)介紹
血壓是反映心血管系統(tǒng)狀態(tài)的重要生理參數(shù)，合適的血壓是維持人體正常新陳代謝的必要條件。隨著生活水平的提高，人們也更加注重自身的健康問(wèn)題，而不健康的生活方式與不科學(xué)的飲食習(xí)慣，導(dǎo)致人類(lèi)疾病越來(lái) 越多的出現(xiàn)。高血壓已逐漸上升到人類(lèi)疾病危害排行榜的前列，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。有效、便捷地測(cè)量血壓，可使人們及時(shí)了解身體狀況，及早進(jìn)行防治與治療，從而有效地預(yù)防和治療高血壓。
電子血壓計(jì)具有低成本、小型化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，便于攜帶而且易于操作，逐漸成為家庭必備的保健用品。
隨著智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，智能電子血壓計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，記錄各血壓參數(shù)值等優(yōu) 勢(shì)，越來(lái)越受到人們的青睞。本篇用戶手冊(cè)介紹的智能電子血壓計(jì)在普通電子血壓計(jì)上集成了藍(lán)牙模塊，利用藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸功能。
為了實(shí)現(xiàn)本次應(yīng)用，需分別燒寫(xiě) BLE 程序及應(yīng)用程序到 RL78/G1D 模塊和 RL78/L1A，并安裝相應(yīng) APP 到 Android 智能手機(jī)，通過(guò) BLE 功能實(shí)現(xiàn)手機(jī)和智能血壓計(jì)的通信。智能手機(jī)接收來(lái)自血壓計(jì)的收縮壓、擴(kuò)張壓及脈搏數(shù)據(jù)，顯示并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本應(yīng)用中的智能血壓計(jì)演示板由主控單片機(jī) RL78/L1A、RL78/G1D 模塊和外圍電路（LCD 顯示、血壓測(cè)量電路、氣壓控制電路等）組成，其中 RL78/G1D 模塊來(lái)自于 RL78/G1D 評(píng)價(jià)板
（RTK0EN0001D01001BZ）。智能血壓計(jì)系統(tǒng)如“圖 1.1”所示

1.2 血壓測(cè)量原理介紹
無(wú)損血壓測(cè)量一般基于柯氏法和示波法，但是柯氏法存在一些固有的缺點(diǎn)，所以目前電子血壓計(jì)大多采用示波法測(cè)量。示波法的測(cè)量過(guò)程中，采用充氣袖套來(lái)阻斷上臂動(dòng)脈血流。由于心搏的血液動(dòng)力學(xué)作用，在充氣袖套壓力上會(huì)重疊與心搏同步的壓力波動(dòng)，即脈搏波。當(dāng)袖套壓力遠(yuǎn)高于收縮壓時(shí)，脈搏波消失。隨著袖套壓力下降，脈搏波開(kāi)始出現(xiàn)。當(dāng)袖套壓力從高于收縮壓到收縮壓以下時(shí)，脈搏波會(huì)突然增大。當(dāng)壓力下降到平均壓時(shí)脈搏波達(dá)到最大值。然后又隨著袖套壓力下降而衰減。示波法血壓測(cè)量就是根據(jù)脈搏波振幅與袖套壓力之間的關(guān)系來(lái)估算血壓的。與脈搏波振幅最大值對(duì)應(yīng)的是平均壓，收縮壓和舒張壓分別由脈搏波最大振幅的比例來(lái)確定。

血壓測(cè)量原理框圖如“圖 1.3”所示。Pm 為平均壓，Ps 為收縮壓，Pd 為舒張壓。Um 為脈搏波最大幅值，Ks 和 Kd 為收縮壓和舒張壓對(duì)應(yīng)的脈搏波幅值與平均壓對(duì)應(yīng)的脈搏波幅值的比值系數(shù)。Ks 和 Kd 由血壓計(jì)生產(chǎn)廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選取。
安卓手機(jī)安裝本應(yīng)用的智能血壓計(jì) APP。啟動(dòng)后進(jìn)入掃描階段，掃描周?chē)Q(chēng)為“Renesas Blood Pressure” 的設(shè)備，發(fā)現(xiàn)后可點(diǎn)擊連接設(shè)備。

智能血壓計(jì) APP 連接界面如“圖 1.4”所示。

按下智能血壓計(jì)的“Start/Stop”按鍵或者智能血壓計(jì) APP 的“Start measurement”鍵（測(cè)量過(guò)程中按下無(wú) 效），智能血壓計(jì)開(kāi)始自動(dòng)測(cè)量過(guò)程。首先對(duì)充氣袖套加壓，加壓過(guò)程中關(guān)閉快速放氣電磁閥，PWM 控制氣泵對(duì)袖套加壓。壓力達(dá)到設(shè)定值后（本應(yīng)用為 160mmHg）停止加壓，開(kāi)始線性放氣過(guò)程。在線性放氣過(guò)程中，智能血壓計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算處理，運(yùn)算完成后，在 LCD 上循環(huán)顯示收縮壓，舒張壓，脈搏數(shù)據(jù)。同時(shí)，智能血壓計(jì) APP 也顯示相同的數(shù)據(jù)。在測(cè)量過(guò)程中，如果想終止測(cè)量，按下“Start/Stop”按鍵，快速放氣電磁閥打開(kāi)，釋放掉袖套中的空氣。
血壓測(cè)量完成后，收縮壓測(cè)量結(jié)果的 LCD 顯示如“圖 1.5”所示。LED0（紅色）點(diǎn)亮，代表收縮壓顯示。

主控 MCU
智能血壓計(jì)使用 RL78/L1A（R5F11MMF）作為主控 MCU。RL78/L1A 的 Flash ROM 大小為 96KB，RAM
大小為 5.5KB。RL78/L1A 的外圍功能分配及用途，如“表 2.1”所示。

本應(yīng)用中 RL78/L1A 通過(guò)串口 UART 控制 RL78/G1D 模塊（RTK0EN0002C01001BZ）以實(shí)現(xiàn) BLE 功能，
RL78/G1D 模塊接口電路如“圖 2.7”所示。

2.4 BLE MCU
智能血壓計(jì)使用 RL78/G1D 模塊（RTK0EN0002C01001BZ）作為 BLE MCU，它是 RL78/G1D 評(píng)價(jià)板（RTK0EN0001C01001BZ）的子板，RL78/G1D模塊如“圖 2.5”所示。

本應(yīng)用中 RL78/L1A 通過(guò)串口 UART 控制 RL78/G1D 模塊（RTK0EN0002C01001BZ）以實(shí)現(xiàn) BLE 功能，RL78/G1D模塊接口電路如“圖 2.7”所示。

2.5 電源電路
電源部分采用 4 節(jié) AAA干電池供電和 DC 6V 電源輸入供電 2 種方式。撥動(dòng)開(kāi)關(guān) SW2 接通后，智能血壓計(jì)上電，+6V 電壓經(jīng)穩(wěn)壓芯片 XC6206-3.3V 得到穩(wěn)定 3.3V 供給 MCU 和其他外圍設(shè)備，同時(shí)電池電壓通過(guò)A/D端口完成采樣。+6V電壓直接給充氣泵和電磁閥供電。電源電路如“圖 2.8”所示。

2.6 壓力檢測(cè)電路
本應(yīng)用使用的壓力傳感器是 Honeywell 公司的 ABPDANN005PG2A3 壓力傳感器。該壓力傳感器有 12-bit的 I2C 數(shù)字輸出，具有高精度和良好的線性度。壓力測(cè)量范圍為 0~5 psi，對(duì)應(yīng)的血壓值約為 0~258mmHg，和血壓計(jì)的設(shè)計(jì)要求匹配。
壓力檢測(cè)電路如“圖 2.9”所示。

2.7 氣泵和電磁閥控制電路
氣泵和電磁閥控制電路采用 NPN型三極管 DTC114和P溝道 MOSFET(IRLML6402)構(gòu)成，DTC114和IRLML6402具有 1MHz以上的開(kāi)關(guān)速度，適用于高速 PWM控制。氣泵使用 MITSUMI公司的 MAP-AM-265，額定電壓為 6V，最高壓力能達(dá)到 400mmHg。電磁閥選用 Yujin Electronic公司的 KSV05B，6V供電，壓力從300mmHg降低到 15mmHg僅需要 3秒。氣泵和電磁閥控制電路如“圖 2.10”所示。

3. 原理圖、 PCB 及元器件清單
3.1 原理圖
智能血壓計(jì)演示板原理圖如“圖 3.1”和“圖 3.2”所示。

3.2 PCB圖
智能血壓計(jì)演示板 PCB圖如“圖 3.3”所示。

全部資料51hei下載地址（包含app與瑞薩單片機(jī)的源碼及文檔,僅供參考）：

智能血壓計(jì)測(cè)量?jī)x源碼及APP.zip (3.51 MB, 下載次數(shù): 308)

智能血壓計(jì)測(cè)量?jī)x硬件設(shè)計(jì).zip (500.21 KB, 下載次數(shù): 217)

智能血壓計(jì)測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)說(shuō)明.zip (2.5 MB, 下載次數(shù): 204)

概要.zip (234.32 KB, 下載次數(shù): 188)

ID:201660 · 發(fā)表于 2018-1-29 15:15

真心好東西！

ID:195177 · 發(fā)表于 2018-2-5 16:31

不錯(cuò)，真是好東西。

ID:335879 · 發(fā)表于 2018-5-22 18:06

頂一個(gè)！

ID:162514 · 發(fā)表于 2018-5-24 21:00

thank you!

ID:253767 · 發(fā)表于 2018-6-23 07:23

謝謝分享，學(xué)習(xí)了

ID:143232 · 發(fā)表于 2018-10-9 09:14

謝謝分享，學(xué)習(xí)了

ID:59830 · 發(fā)表于 2018-12-16 15:00

參考一方案的下思維挺好的，信息！

ID:199811 · 發(fā)表于 2019-4-8 20:47

不錯(cuò)，很實(shí)用

ID:220497 · 發(fā)表于 2019-4-17 10:15

學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)血壓計(jì)的算法

ID:603066 · 發(fā)表于 2019-8-23 14:30

好資料，謝謝

ID:530701 · 發(fā)表于 2019-11-24 18:39

正想研究一下

ID:530701 · 發(fā)表于 2019-11-24 18:40

正想研究一下，好資料！

ID:277190 · 發(fā)表于 2019-11-28 08:19

單片機(jī)給的是hex，有源文件嗎

ID:812098 · 發(fā)表于 2020-8-7 10:46

這個(gè)分享內(nèi)容非常給力，給個(gè)超級(jí)點(diǎn)贊

ID:846483 · 發(fā)表于 2020-11-20 15:05

膜拜大神！

ID:968165 · 發(fā)表于 2021-9-25 14:39

怎么仿真啊

ID:394023 · 發(fā)表于 2021-10-11 10:14

ecpc 發(fā)表于 2019-11-28 08:19
單片機(jī)給的是hex，有源文件嗎

有C文件的，在另外一個(gè)文件夾里

ID:1067505 · 發(fā)表于 2023-7-14 20:47

正想做一個(gè)看下效果......

ID:1064915 · 發(fā)表于 2023-11-10 09:00

好文章，51能改不

ID:1000179 · 發(fā)表于 2024-5-31 21:20

真心好東西！

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