本設(shè)計(jì)是基于89C51單片機(jī)的設(shè)計(jì)，具體裝置方案如圖1-1所示。

圖1-1便攜式血壓計(jì)設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)工作示意圖如圖 1-2所示。

圖1-2 血壓計(jì)系統(tǒng)工作示意圖

電源開啟過后，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。

血壓有兩種，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)袖帶聲沒有的時(shí)候，此點(diǎn)即為舒張壓。

根據(jù)氣袖在減壓過程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡(luò)線來判定血壓的。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)脈搏波的幅度與之比時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓力為收縮壓。

    （1-1）

舒張壓判斷的確定：也是用最大的振幅法來判定，不過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。

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)過放大以及濾波電路后，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

模擬開關(guān)之后是模擬通道的轉(zhuǎn)換部分，它包括采樣/保持和A/D轉(zhuǎn)換電路。采樣/保持電路的作用是快速拾取模擬多路開關(guān)輸出的子樣脈沖，并保持幅值恒定，以提高A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，如果把采樣/保持電路放在模擬多路開關(guān)之前(每通道一個(gè))，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采樣。

采樣/保持器輸出的信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模擬輸入通道的關(guān)鍵電路。由于輸入信號(hào)變化速度不同，系統(tǒng)對(duì)分辨力，精度、轉(zhuǎn)換速率及成本的要求也不同，所以A/D轉(zhuǎn)換器的種類較多。

A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果要送給計(jì)算機(jī)。有的則采用并行碼輸出，有的則采用串行碼輸出。使用串行輸出結(jié)果的方式對(duì)長(zhǎng)距離傳輸和需要光電隔離的場(chǎng)合較為有利。

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。ASDX 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)簡(jiǎn)介。

（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，如圖2-2所示。

圖2-2 ASDX 00內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

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，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

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

（1）主要特性：[8][11]

·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）管腳說明：

    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。

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/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(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。但在訪問外部數(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。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(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正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。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。

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+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

液晶顯示模塊所要的數(shù)字信號(hào)從AT89C51的P0.0-P0.7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

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所示。

圖2-8  DM-162實(shí)物圖

1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，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)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(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 7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。

第15～16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，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

1602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

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)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(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2-11所示。

0

圖2-11   液晶顯示模塊電路

傳感器和電路中的器件常會(huì)產(chǎn)生噪聲，人為的發(fā)射源也可以通過各種耦合渠道使信號(hào)通道感染上噪聲。為提高模擬輸入信號(hào)的信噪比，可以用信號(hào)濾波器(Filter)來衰減這些噪聲，即通過濾波器來去除許多與測(cè)量無關(guān)的頻率成分，濾去不必要的高頻、低頻或無關(guān)信號(hào)，或是取得某些特定頻段的信號(hào)。濾波器可以用R，L，C等無源元件組成，也可用無源和有源元件組合而成。前者稱之為無源濾波器(Passive Filter)，后者稱為有源濾波器(Active Filter)。有源濾波器中的有源元件可以用晶體三極管，也可以使用運(yùn)算放大器。采用運(yùn)算放大器組成的有源濾波器具有體積小、重量輕、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，并且可以提供一定的增益，還可以起到緩沖作用，所以采用運(yùn)放形式組成的有源濾波器使用特別廣泛。本設(shè)計(jì)所用的濾波器也采用了二階有源濾波器這種形式。其結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。其中元件的選擇對(duì)其性能有很大影響。

電源由AAA電池兩顆提供。電源透過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。Q4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

PWM是一種波形調(diào)制技術(shù)，可用來產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波輸出，廣泛用于電機(jī)調(diào)速控制空面，電動(dòng)機(jī)是常用的電能—?jiǎng)幽苻D(zhuǎn)換器件。如果簡(jiǎn)單的通過串電阻或者降電壓的方法來降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速往往使得效率下降，能耗增加，嚴(yán)重可能使電動(dòng)機(jī)再非額定參數(shù)下工作而造成損壞。于是需要一種既要電機(jī)工作在額定電壓又可以使電動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速的技術(shù)。PWM應(yīng)運(yùn)而生。

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)。[12]

具體工作方式：當(dāng)充氣到200KPA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

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。[12]如圖2-14所示。

圖2-14  充氣PUMP控制電路原理圖

開關(guān)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2-15所示。

圖2-15   按鍵電路原理圖

主程序流程如圖3-1所示。

圖3-1主程序流程圖

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。

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。處理模塊流程圖如圖3-2所示。

圖3-2 處理模塊流程圖

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)1/1024。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。

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。信號(hào)處理模塊流程圖如圖3-3所示。

圖3-3  信號(hào)處理模塊流程圖

主要顯示3種信息：測(cè)量過程顯示當(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。

§4.6串行通信模塊

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。顯示模塊流程圖如圖3-4所示。

圖3-4  顯示模塊流程圖

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)。

目前市場(chǎng)上的大部分動(dòng)態(tài)血壓記錄儀，存在很多缺點(diǎn)，如：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；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)的系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

本文設(shè)計(jì)的血壓計(jì)在單片機(jī)選擇上，采用了比較常見的Atmel公司生產(chǎn)的AT89C51。這主要是考慮到：一方面本血壓計(jì)在軟件設(shè)計(jì)上不涉及大量的計(jì)算，AT89C51作為8位微控制器（帶4K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器）已經(jīng)能足夠滿足設(shè)計(jì)要求；另一方面，AT89C51系列單片機(jī)技術(shù)發(fā)展比較成熟，且市場(chǎng)價(jià)格較低，能夠很好地節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

本課題研究最終旨在設(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；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。

但同時(shí)由于作者能力有限設(shè)計(jì)方面也有缺陷，如由于成本限制，采用的芯片并不是最新版本，系統(tǒng)計(jì)算速度上不如同類產(chǎn)品；能源消耗量還沒有完全優(yōu)化。望讀者給予建議或意見。

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經(jīng)過本次畢業(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)，特別感謝老師對(duì)我在編程方面的指導(dǎo)，使我對(duì)單片機(jī)編程思路有了更加清晰的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)同時(shí)參考了報(bào)旭鶴老師刊登在現(xiàn)代電子技術(shù)雜志的基于PIC單片機(jī)血壓計(jì)設(shè)計(jì)思路。也讓我對(duì)電路的硬件方面有了全面的設(shè)計(jì)能力的和動(dòng)手能力，在軟件方面也有了很大的提高，了解到要編好一個(gè)程序首先要有豐富程序積累并多去動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、調(diào)試。

在設(shè)計(jì)同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到自己在技術(shù)方面的種種不足，以及在設(shè)計(jì)思路上面的欠缺，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中注意提高自己的種種不足，同時(shí)非常感謝學(xué)校老師們的諄諄教誨，在離開大學(xué)，走進(jìn)工作崗位之際，我會(huì)記住老師們的教導(dǎo)，將自己所學(xué)的知識(shí)貢獻(xiàn)社會(huì)。

(1)  讀狀態(tài)命令子程序流RDcommand：

(2)  讀數(shù)據(jù)子程序ASDX001:

（3）復(fù)位子程序REST:

(5) 寫命令子程序流程圖GETWD: