范紅真 山東交通學(xué)院

一種智能血壓計(jì)的方案設(shè)計(jì)

范紅真 山東交通學(xué)院

本論文討論了以STC15單片機(jī)為核心的電子血壓計(jì)測(cè)量原理。氣泵給袖帶充氣后，通過血壓傳感器和檢測(cè)到的脈搏波，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換將血壓值在液晶屏顯示，并對(duì)檢測(cè)到的血壓值進(jìn)行分析，通過短信發(fā)送至手機(jī)。該血壓計(jì)還增添了定時(shí)功能，且能檢測(cè)室內(nèi)溫度，讓人時(shí)刻注意溫度變化。

液晶顯示；分析；發(fā)信息

1.自動(dòng)充放氣電路的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中采用單片機(jī)控制充氣泵和放氣閥對(duì)袖帶自動(dòng)充放氣，在操作過程中排除了操作者主觀因素影響，為測(cè)量的準(zhǔn)確進(jìn)行提供了必要的前提。自動(dòng)充氣控制的電路原理圖如圖1所示。

本儀器中采用IAP15F2K61S2的輸入輸出口P2.1控制充氣泵，P2.2控制放氣閥?？紤]到單片機(jī)上電時(shí)P2口為高電平，而充氣泵和放氣閥都不應(yīng)工作，我們將充氣泵和放氣閥工作的控制電平設(shè)定為低電平，這樣避免了單片機(jī)上電時(shí)氣泵和氣閥多余的啟停。

2.短信模塊的設(shè)計(jì)

我們采用了SIM900A串口通信的GSM模塊完成發(fā)短信功能。GSM模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。

圖1 自動(dòng)充氣控制的電路原理圖

3.血壓信號(hào)的采集設(shè)計(jì)

我們直接采用了已經(jīng)校準(zhǔn)好的的血壓傳感器，無(wú)需再加濾波與放大電路便可測(cè)得血壓值，型號(hào)為XGZP6847，采用 DIP 封裝形式，壓力傳感器作為敏感元件并集成了數(shù)字調(diào)理芯片，PCB 板的 2 面分別安裝有 SOP 封裝的壓力傳感器與信號(hào)處理電路芯片，對(duì)傳感器的偏移、靈敏度、溫漂和非線性進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，以供電電壓為參考,產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償后的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。其單位換算：100kPa = 1bar ≈ 14.5PSI ≈ 750mmHg，將所測(cè)得的模擬量再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

4.溫度檢測(cè)的設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)采用的DS18B20數(shù)字溫度計(jì)，提供9位溫度讀數(shù)，信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線（和地）。讀寫和完成溫度變化所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，無(wú)需外部電源。

DS28B20有三個(gè)主要的數(shù)據(jù)器件：64位激光、溫度靈敏元件、非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL。器件從單線的通信線取得電源，在信號(hào)線為高電平的時(shí)間周期內(nèi)，把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部的電容器中，在單信號(hào)線為低電平的時(shí)間期內(nèi)斷開此電源，直到信號(hào)線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娫礊橹?。DS18B20通過門開通期間內(nèi)低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量溫度，而門開通期由高溫度系數(shù)振蕩器決定。

5.鬧鐘提醒功能

時(shí)鐘電路由DS1302提供，工作電壓為2.5V～5.5V，采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31＊8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，可產(chǎn)生年、月、日、周、時(shí)、分、秒。

6.液晶顯示

該設(shè)計(jì)采用了帶中文字庫(kù)的LCD12864，它具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊;其顯示分辨率為128×64,內(nèi)置8192個(gè)16＊16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16＊8點(diǎn)ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。為了方便和減少引腳的使用，便采用了串行接法。

[1] 張國(guó)雄.測(cè)控電路[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，1998∶10-18.

[2] 包旭鶴.便攜式電子血壓計(jì)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，247∶7-11.

[3] 張毅剛，彭喜元.單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京∶電子工業(yè)出版社，2008∶35-57.

[4] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京∶高等教育出版社，1989∶59-61.

[5] 孟立凡，藍(lán)金輝.傳感器原理與應(yīng)用[M].北京∶電子工業(yè)出版社，2001∶12-35.