89C51电子血压计毕业设计论文.docx
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89C51电子血压计毕业设计论文
便携式血压计的设计
摘要
现代社会的迅速发展,导致环境日益恶化,不健康的生活习性与不科学的饮食习惯,导致人类疾病越来越多的出现。
其中,有着人类第一无形杀手称号的高血压病,已逐渐上升到人类疾病危害排行榜的前几名,长期危害着人体健康,让饱受高血压折磨的患者痛不欲生。
如何便捷有效地测量与监控高血压,从而有效预防与治疗高血压,成为人们对抗高血压病的首要问题。
于是,设计一台便捷的测量血压的装置,成为重中之重。
家用电子血压计,主要是用于家庭。
家庭医疗保健已成为现代人的医疗保健时尚。
过去人们测量血压必须到医院才行,而今只要拥有了家用电子血压计,坐在家里便可随时监测血压的变化,如发现血压异常便可及时去医院治疗,起到了预防脑出血、心功能衰竭等疾病猝发的作用。
本文将详细介绍我们设计的智能型血压测量装置。
关键词:
ASDX001;AT89C51;液晶显示;压力测量。
THEDESIGNOFPORTABLEBLOODPRESSUREMONITOR
ABSRACT
Therapiddevelopmentofmodernsociety,leadingtodeterioratingenvironment,unhealthylivingincreasingnumberofdiseases.Which,andtothetopranksofdisease,along-termpain.Howconvenientandeffectivemeasurementandmonitoring,andthuseffectivepreventionandtreatmentof,aconfrontationisthemostimportantissue.Therefore,designaconvenientmeasurementofbloodpressuredevices,ofourintelligentbloodpressuremeasuringdevices.
HomeBloodPressureMonitor,mainlyforthepastpeoplebeatanytime,suchasabnormalbloodpressurecanbefoundintimetotheplaysacerebral脉宽调变)方式控制,MCU将依据压力值之泄气变化调整泄气速率在规格范围内。
C11与C12做为稳定电源与滤波作用,减少PWM控制避免电源变动造成电压不稳。
具体工作方式:
当充气到200KPA时,开始漏气,由IC发出一个信号给第3脚,经R12流过到Q2,使Q2导通,输出一个2.7V的电压给V1,使V1开始工作,D2保护Q2和V1的正常工作而设计。
如图2-13所示:
图2-13线性阀PWM控制电路
§2.5.3充气PUMP控制电路
PUMPcontrol讯号控制PUMP动作,R27为限流电阻。
具体工作方式:
由IC的4脚输出一个低电平约(0.6V)信号给R27,经Q1导通,VBT为Q1提供3V的电压,Q1导通输出一个3.2V的电压经PUMP,使PUMP导通。
D3为保护二极管,使PUMP能稳定工作。
如图2-14所示:
图2-14充气PUMP控制电路原理图
§2.5.4按键电路
开关连接单片机的27脚,构成整个系统的开关电源。
按下POWER键,则系统导通,开始工作。
如图所示:
图2-15按键电路原理图
第三章软件系统流程以及程序的设计
§3.1单片机主程序流程图
主程序流程
图3-1主程序流程图
流程图说明
主程序依此调用5个模块:
处理模块、测量模块、信号处理模块显示模块、显示模块、电源处理模块
§3.2处理模块
判断键盘的当前状态(是否开关电源),执行相应的操作。
图3-2处理模块流程图
3.3测量模块
测量信号为二路,压力传感器的信号经放大送AD1,作为静态直流血压信号;隔直后经再次放大送AD2,作为脉搏波信号。
由于传感器的AD为10位,因此最高精度可达11024。
采样后的信号经信号处理模块的处理,最终计算得到收缩压、舒张压。
§3.4信号处理模块
主要功能是脉搏波的判断和检测,主要分为两步:
第一步,对AD采样的脉搏波信号进行低通滤波处理,排除因外界干扰造成的信号读数的误差;第二步,采用相关运算,最大程度的排除因手臂的运动造成的误差。
在这基础上,分析信号,得到波形的峰值(供判断收缩压,舒张压和平均压),得到每个脉搏波的时间。
图3-3信号处理模块流程图
§3.5显示模块
主要显示3种信息:
测量过程显示当前压力值、漏气速率;测量结束后分别以mmHgH和Kpa方式滚动显示收缩压、舒张压及心率;校准状态下显示当前压力值、漏气速率。
串行通信模块
采用PC机主叫的中断方式,一旦接到PC机发来的命令,对血压进行初始值的设定,主要包括起始加压值,每次的压力递增值和最高压力限制。
LCD显示子程序流程LCD1602:
§3.6电源处理模块
用于稳压模块的控制,按开关键,稳压模块的控制端为高电平,稳压模块处于正常输出状态。
此时,血压计处于“开”状态;再次按开关键,置PAO低电平,关闭稳压模块的输出,处于断电的“关”状态。
结论
目前常用的血压测量系统大多存在两大缺点:
其一,需要大量的连线才能把现场传感器的信号送到采集卡上,布线施工麻烦,成本也高;其二,线路上传送的是模拟信号,易受干扰和损耗,为了克服这些缺点,一种基于数字化技术的系统应运而生。
本设计是针对于以上两个缺点,设计的集成式AD传感器大大降低了因为线路复杂而造成的信号干扰,并且使信号传输更为快速准确性也大大提高,降低了产品成本。
通过实验,我们提出下列使测量结果质量得到保证应注意的问题。
(1)由于袖带内传感器为一高灵敏度的仪器,如袖带捆扎及传感器放置不当、身体运动等情况会导致误差,故不在周围有电场的地方使用,防止其受干扰,影响准确度;测量血压时手臂要放松,不要移动、用力、不要说话;测量血压时不要振动放置血压计的桌子;保证电源电量充足;测量血压时要“三点”在同一水平面,即血压计的水银柱零位,肘窝动脉处和胸骨中段处均在同一水平,在同样的心理状态下测量血压,才有可能得到可比性的血压值。
(2)正常人的血压因情绪、饮食、环境及状态等因素的影响,特别是茶、酒、咖啡都可以使血压升高,每时每刻都在变化,连续测量也可存在差别,即使一个健康人在1天内也会有15~30mmHg的变化,高血压病人的变动则更大。
所以,有必要告知人们血压会经常波动的现象,不要因前一次和后一次的测量值不同,就认为血压计不准确。
电子血压计采用的是通过血液流动时对血管壁产生振动的示波法。
虽然二者的测量原理不同,但测试结果从理论上讲是一样的。
所以尽可能地给使用者的电子血压计作必要、适当的调整,使其更能适应使用者个体差异的范围,降低电子血压计使用的误差率。
同时,即使通过评价显示血压计是精确的,也应坚持对血压计进行每6个月或12个月的常规校正,以确保血压计的准确性,为临床提供准确依据。
参考文献
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[5]宋家友张友汉.新编电子线路设计实用手册.福建科学技术出版社2007
[6]王武江陈树凯.常用集成电路速查手册.冶金工业出版社.2004
[7]崔桂华 万兆强 金少华.高血压的自我疗法.中国中医药出版社.2005
[8]汪吉鹏.微机接口原理与技术.高等教育出版社.1997
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[14]赵光胜.现代高血压学.人民军医出版社.1999
[15]MotorolaSemiconductorTechnicalDATA[J].2002[16]LarryGaddy.[SelectinganADconverter][M].ApplicationBulletinofburr-brown.1998
致谢
经过本次毕业设计,使我能够把大学四年中系统所学的理论知识和实际应用得以结合,总结出了很多实践设计中的技术经验。
同时接触到电子产品的一些新技术,了解到电子产品的发展趋势。
在设计期间,通过张发玉老师的悉心指导,使我在设计思路上更加明了。
在刚开始我使用PIC单片机进行设计,但由于所学的单片机是89C51,在汇编语言上面遇到了很大障碍,最后放弃了利用PIC单片机的设计,转向用51单片机进行设计,特别感谢董冠强老师对我对我在编程方面的指导,使我对单片机编程思路有了更加清晰的认识。
本次设计同时参考了报旭鹤老师刊登在现代电子技术杂志的基于PIC单片机血压计设计思路。
也让我对电路的硬件方面有了全面的设计能力的和动手能力,在软件方面也有了很大的提高,了解到要编好一个程序首先要有丰富程序积累并多去动手做实验、调试。
附录
子程序流程:
(1)读状态命令子程序流RDcommand:
(2)读数据子程序ASDX001:
(3)复位子程序REST:
(5)写命令子程序流程图GETWD:
部分参考程序
DATEQUP1.0
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0030H
START:
LCALLASDX001;调用读数据子程序ASDX001
LCALLLCD1602;调用LCD显示子程序LCD1602
SJMPSTART
RD18B20:
LCALLINIT
LCALLGETWD
REET
INIT:
CLREA;关闭总中断
INI10:
SETBDAT;主机释放总线,P1.0改为输入
MOVR2,#200
INI11:
CLRDAT
DJNZR2,INI11;主机发复位脉冲持续3μs×200=600μs
SETBDAT;主机释放总线,口线P1.0改为输入
MOVR2,#30
IN12:
DJNZR2,INI12;ASDX001等待2μs×30=60μs
CLRC
ORLC,DAT;ASDX001数据线变低(存在脉冲)吗?
JCINI10;ASDX001未准备好,重新初始化
MOVR6,#80
INI13:
ORLC,DAT
JCINI14;ASDX001数据线变高,初始化成功
DJNZR6,INI13;数据线低电平可持续3μs×80=240μs
SJMPINI10;初始化失败,重来
INI14:
MOVR2,#240
IN15:
DJNZR2,INI15;ASDX001应答最少2μs×240=480μs
RET
WRITE:
CLREA
MOVR3,#8;循环8次,写一个字节
WR11:
SETBDAT
MOVR4,#8
RRCA;写入位从A中移到CY
CLRDAT
WR12:
DJNZR4,WR12;等待16μs
MOVDAT,C;命令字按位依次送给ASDX001
MOVR4,#20
WR13:
DJNZR4,WR13;保证写过程持续60μs
DJNZR3,WR11;未送完一个字节继续
SETBDAT
RET;
READ:
CLREA
MOVR6,#8;循环8次,读一个字节
RD11:
CLRDAT
MOVR4,#4
NOP;低电平持续2μs
SETBDAT;口线设为输入
RD12:
DJNZR4,RD12;等待8μs
MOVC,DAT;主机按位依次读入ASDX001的数据
RRCA;读取的数据移入A
MOVR5,#30
RD13:
DJNZR5,RD13;保证读过程持续60μs
DJNZR6,RD11;读完一个字节的数据,存入A中
SETBDAT
RET
附录元件清单
序号
名称
标号
规格
数量
1
单片机
U4
89c51
1
2
电位器
W1
10K
1
3
无极性电容
C2
22uF
1
4
电阻
R4
2K
1
5
无极性电容
C3
20pF
1
6
无极性电容
C4
20pF
1
7
无极性电容
C1
100uF
1
8
极性电容
C12
470uF10V
1
9
稳压二极管
D2
5V
1
10
继电器
V1
3mA5V
1
11
电阻
R3
1K
1
12
开关三极管
Q2
PNP
1
13
开关三极管
Q5
PNP
1
14
稳压二极管
D3
5V
1
15
电动机
M1
2A5V
1
16
电阻
R5
200Ω
1
17
开关三极管
SW-1
PNP
1
18
传感器
ASDX001
50mA5V
1
19
电阻
R2
10K
1
20
电阻
R1
10K
1
21
电池
AAA
1.5V
2
22
滤波电容
C8
104pF
1
23
稳压二极管
SX6383
500mA
1
24
滤波电容
C9
47uFF10V
1
25
电感
L1
330uF
1
26
开关二极管
Q4
PNP
1
27
电阻
R26
470R
1
28
电容
C10
110uF
1
29
二极管
D1
500mA
1
主电路图:
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- 89 C51 电子 血压计 毕业设计 论文