家用智能血压测量仪的设计

2017-03-13贵州省经济学校唐晓艳

电子世界 2017年4期

贵州省经济学校唐晓艳

家用智能血压测量仪的设计

贵州省经济学校唐晓艳

随着国内医学水平的提高，医学知识的普及和民众对自身保健意识的增强，便越来越看重自己的身体健康，血压是身体健康的一项重要指标，所以，血压测量仪走进千家万户，成为普通家庭的保健器材。本文设计的智能血压测量仪属于民用类型的血压计，体积小、结构简单、数据精确，适合家庭使用。

压力传感器；液晶显示器；单片机

引言

随着电子技术、传感器技术的发展，使医疗产品实现智能化、简单方便化，受益颇多，本设计的测量值以数字形式呈现在液晶屏幕上，操作简单、数据直观，作为一个常用的家庭医疗设备，必定有广阔的市场前景。智能血压测量仪利用压力传感器测量人体血压值，并将感应到的人体血压的压力信息传输到单片机控制系统，通过单片机控制系统将压力传感器的电信号转换成数字信号显示在液晶显示器上，完成测量任务。

1 系统的结构与原理

系统由主控电路、显示电路、按键电路、电源及开关电路、压力传感器电路组成，具体方案如图1所示，设计能实现测量和显示血压值、自动完成信号转换等功能。

工作原理：血管里活动的血液产生的压力作用到血管壁上称为血压，通常分为收缩压和舒张压，电路连接电源后，根据气袖中的压力判定血压值，当袖带的压力足够强时传感器便能够快速感应产生电信号，处理后的电信号送入单片机1引脚，并进行A/D转换，单片机在程序的控制下将测量的血压值送给0.96Oled显示电路进行显示。

图1 数字式血压计方案图

2 系统硬件的设计

智能血压测量仪的主控电路、按键电路、显示电路、压力传感器电路是本设计的核心部分，电路的硬件工作过程图如图2所示。

若设计中有需要修改的参数，输入数据后，主控电路自动进行初始化相关工作，开启A/D转换，并将转换值送到主控电路进行数据分析，最终可读出最大值（收缩压）和最小值（舒张压）两个血压值。

2.1 主控电路

主控电路采用的STC12C5A60S2单片机，是宏晶公司研发的小型计算机，拥有高速、低功耗、抗干扰强等特点，它的这些特点是传统8051不具有的，还能够很好的兼容传统单片机的指令代码，在处理速度上也快了8-12倍。

图2 硬件流程图

图3 主程序流程图

图4 子程序流程图

2.2 按键电路

按键电路主要由K1、K2两个按键组成，K1的作用是启动和暂停按钮，K2的作用是设置显示屏上的显示时间。

2.3 显示电路

0.96 寸的oled显示器是利用有机电致发光二极管制成的显示屏，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性。供电方式有3.3V和5V两种电压，两种电源可以很好兼容，拥有两种兼容的通信方式分别为四线SPL和IIC，两种通信模块之间的切换可以通过零欧电阻来实现。

2.4 压力传感器电路

压力传感器电路的主要作用是将采集到的信号传输到单片机上，然后由单片机经过计算，以数字的形式显示在显示器上。设计主要应用于家庭，压力传感器必须满足高性能、低成本、高灵敏度等要求，采用XGZP6847 型传感器，尺寸小、易安装，作为敏感元件并集成了数字调理芯片，PCB 板的 2 面分别安装有 SOP 封装的压力传感器与信号处理电路芯片，对传感器的偏移、灵敏度、温漂和非线性进行数字补偿，以供电电压为参考，产生一个经过校准、温度补偿后的标准电压信号。

3 系统软件的设计

3.1 软件设计思路

软件设计和硬件电路相辅相成，整个设计软件部分和硬件部分缺一不可，软件设计驱动硬件电路完成整个工作过程。软件设计分为主程序的设计和子程序的设计。

3.2 主程序设计思路

第一步：硬件接通电源后初始化。第二步：短时间内判断设置时间按键是否被按下，如果有则调用设置时间子程序，如果没有则执行第三步。第三步：启动设备，并判断开始测试按键是否按下，若按下则进行测试，否则执行结束命令。第四步：判断是否在进行测试，若在测试则等待测试完成并显示结果，若没有执行结束命令。其流程图如图3所示。

3.3 子程序设计思路

子程序的设计主要作用是判断设置按钮和开始按钮是否有按下，若有则执行电路显示和设计时间等命令。流程图如图4所示。