測量血壓的傳統(tǒng)儀器是機(jī)械式水銀血壓計(jì),，電子血壓計(jì)近幾年才在市場上出現(xiàn),。電子血壓計(jì)與傳統(tǒng)血壓計(jì)相比，雖然操作簡單,、使用方便,，但準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性往往不太理想,。本設(shè)計(jì)力求準(zhǔn)確,、穩(wěn)定，以適用于老年人或病人隨時(shí)監(jiān)測自己血壓情況及臨床醫(yī)學(xué)檢測,。

　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)采用Motorola公司的MPX53GC硅壓式傳感器和TI公司MSP430F149單片機(jī)為主要器件,， 構(gòu)成電子血壓計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1,。系統(tǒng)由MCU,、 傳感器、LCD液晶顯示器,、操作面板、充放氣控制 電路,、氣泵和氣閥,、蜂鳴器、存貯器,、電源等部分 構(gòu)成,。

　　2.1 微處理器的選擇

　　單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，它不僅要對系統(tǒng)進(jìn) 行監(jiān)控、對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理,，而月.要通過對測量 結(jié)果的判定調(diào)整硬件的參數(shù);使系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié) 在最佳的工作狀態(tài),，具有一定的智能性。根據(jù)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)要求,，選用TI公司的MSP430F1 49單片機(jī) ,。

　　MSP430內(nèi)嵌ADC12，它是12位的A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器,，具有高速,、通用的特點(diǎn)。ADC12可對8個(gè)外 部模擬信號(hào)之一或4個(gè)內(nèi)部電壓之一作轉(zhuǎn)換,。 ADC12具有通用的采樣/保持電路,，給用戶提供了 采樣時(shí)序的各種選擇。MSP430F149單片機(jī)則能很 好滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,。

　　2.2 傳感器電路設(shè)計(jì)

　　MPX53GC是Motorola X型傳感器,，該類傳感器價(jià)格低廉、線性優(yōu)良,、噪聲小,、響應(yīng)迅速，并且在 恒流源供電的情況下具有溫度白補(bǔ)償掙陛,。傳感器電路的組成如圖2所示,，壓力傳感器的輸出信號(hào)先 經(jīng)過濾波電路，然后進(jìn)行放大,，同時(shí)單片機(jī) MSP430F149將產(chǎn)生1：10脈寬控制鋸齒波發(fā)生器,， 產(chǎn)生鋸齒波與經(jīng)過處理的壓力信號(hào)相比較，將電平 信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào),。單片機(jī)MSP430F149測量脈寬,，然后經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算處理轉(zhuǎn)換為收縮壓(SP)、舒張壓(DP),、平均壓(MP) ,。

　　2.3 濾波電路設(shè)計(jì)

　　在血壓測量過程中，由于傳感器MPX53GC輸 出的信號(hào)極其微弱,，而且混有高頻噪聲,，如果電路 設(shè)計(jì)不合理，微弱的信號(hào)就會(huì)被噪聲淹沒,。因此在 每一級(jí)放大電路中,，都應(yīng)有相應(yīng)的噪聲濾除或抑制 電路 ，此外要盡量的消除分布電容與分布電感的 耦合,，在必要處進(jìn)行屏蔽,。如圖3所示，采用有源低通濾波器，有效地削弱高頻噪聲,，并適當(dāng)放大信 號(hào),。其頻率函數(shù)可表示為：

　　2.4 充放氣控制電路設(shè)計(jì)

　　充放氣電路也是影響測量準(zhǔn)確度的一個(gè)重要因素。因此,，怎樣控制充氣閥和放氣閥,，才能得到最好的測量結(jié)果是關(guān)鍵。在測量過程中,，我們采用 單片機(jī)MSP430F149控制充放氣速率,，根據(jù)壓力大小進(jìn)行控制充氣閥和放氣閥的動(dòng)作，這樣不但能夠 準(zhǔn)確控制充放氣的速率,，而且能很好的監(jiān)測整個(gè)系 統(tǒng)的運(yùn)行情況,，此外，還可以避免一些意外的人體傷害,。

其控制過程見圖4充氣電路如圖5所示,。在充氣過程中.可以稍 微快點(diǎn)充氣，并估計(jì)收縮壓和舒張壓,，以便計(jì)算放 氣速率,。當(dāng)達(dá)到最大值后停止充氣，開始慢慢的均 速放氣,。放氣過程中,，采用PWM脈寬調(diào)制進(jìn)行控 制，并時(shí)刻察覺血壓袖套CUFF的壓力情況,，保持 勻速放氣,。最后當(dāng)壓力小于20mmHg時(shí)，立即把放 氣閥全部打開,。

　　2.5 LCD液晶顯示模塊設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用LCD驅(qū)動(dòng)器HT1621,，它為128(32 ×4)段LCD驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)多個(gè)LCD液晶屏,。它 與單片機(jī)接口如圖6所示,，接口只須四根線。 線 用以初始化串行接口電路并終止MSP430F149與 HT1621的通信,。數(shù)據(jù)的瀆/寫及命令的寫入通過數(shù) 據(jù)線傳輸,。RD讀信號(hào)，RAM 內(nèi)的數(shù)據(jù)在RD信號(hào) 的下降沿送至數(shù)據(jù)線上,，使MSP430F 149在而信 號(hào)的上升沿及下一個(gè)下降沿之間讀入正確的數(shù)據(jù),。

　　一WR為寫信號(hào)，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù),、地址及命令可在 一WR信號(hào)上升沿寫入HT1621。IRQ為可選擇控制。

　　2.6電源模塊設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)電源采用兩節(jié)1.BY 的電池供電,，經(jīng)過 XC6382芯片升壓至3.5V直接為系統(tǒng)提供電源,。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件部分是整個(gè)系統(tǒng)有效工作的核心，系統(tǒng)只 有在軟件和硬件有機(jī)結(jié)合,，才能正常工作,。

　　3.1 采集與控制程序模塊

　　它完成采集資料(壓力傳感器信號(hào)，按鍵信號(hào) 等),，控制充放氣等功能,。其程序流程如圖7所示。

　　3.2 數(shù)據(jù)處理和顯示模塊

　　數(shù)據(jù)處理和顯示模塊完成對壓力傳感器數(shù)據(jù) 進(jìn)行數(shù)字濾波,，計(jì)算出收縮壓,、舒張壓、平均壓及 脈搏,，然后把相應(yīng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到EEPROM(24C256)并 顯示到液晶屏(HT1621).程序流程圖如圖8所示,。

　　4 系統(tǒng)標(biāo)定

　　測量系統(tǒng)需要標(biāo)定，電子血壓計(jì)也不例外,。在 軟件系統(tǒng)中專門有一個(gè)壓力標(biāo)定程序,，該程序的作 用是幫助調(diào)試者進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試過程如下：給系統(tǒng) 零壓力(即：讓傳感器與大氣連通),，經(jīng)過一段時(shí) 間穩(wěn)定后,，系統(tǒng)自動(dòng)記錄零點(diǎn)的脈寬;然后提示調(diào) 試者，給系統(tǒng)300mmHg的壓力,，此時(shí)調(diào)試者應(yīng)將 顯示的數(shù)值調(diào)整到16268±100以內(nèi),，系統(tǒng)即標(biāo)定完畢。

　　5 結(jié)論

　　通過一系列的分析,、研究和改進(jìn),，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較好的達(dá)到我們測試的要求。在測量的過程中,，被 測者應(yīng)做到保持不動(dòng),，否則可能因?yàn)楸粶y者的動(dòng)作 形成一個(gè)假脈沖信號(hào)，同時(shí)可能改變CP信號(hào),。為 了進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性和可靠性,，傳感器線性、PCB 板布線,、氣泵和氣閥選擇等等都需要進(jìn)一步研究改進(jìn),。