C電子血壓計設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、便攜式血壓計的設(shè)計摘 要現(xiàn)代社會的迅速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境日益惡化，不健康的生活習(xí)性與不科學(xué)的飲食習(xí)慣，導(dǎo)致人類疾病越來越多的出現(xiàn)。其中，有著人類第一無形殺手稱號的高血壓病，已逐漸上升到人類疾病危害排行榜的前幾名，長期危害著人體健康，讓飽受高血壓折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地測量與監(jiān)控高血壓，從而有效預(yù)防與治療高血壓，成為人們對抗高血壓病的首要問題。于是，設(shè)計一臺便捷的測量血壓的裝置，成為重中之重。目前市場上的大部分動態(tài)血壓記錄儀，只記錄每次測量的結(jié)果，醫(yī)生面對的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字，無法判別血壓計的準(zhǔn)確性、可靠性。本課題研究最終旨在設(shè)計出全信息的動態(tài)血壓記錄儀，使每次測量結(jié)果完全透明，使醫(yī)生可

2、以對照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)危行д鐒e出干擾和偽差引起的錯誤檢測，恢復(fù)真實血壓，保證血壓報告的有效性和可靠性。家用電子血壓計，主要是用于家庭。家庭醫(yī)療保健已成為現(xiàn)代人的醫(yī)療保健時尚。過去人們測量血壓必須到醫(yī)院才行，而今只要擁有了家用電子血壓計，坐在家里便可隨時監(jiān)測血壓的變化，如發(fā)現(xiàn)血壓異常便可及時去醫(yī)院治療，起到了預(yù)防腦出血、心功能衰竭等疾病猝發(fā)的作用。本文將詳細(xì)介紹便攜式血壓測量裝置的設(shè)計。關(guān) 鍵 詞：ASDX 001，AT89C51，液晶顯示，壓力測量THE DESIGN OF PORTABLE BLOOD PRESSURE MONITORABSRACTThe rapid developm

3、ent of modern society, leading to deteriorating environment, unhealthy living habits and unscientific eating habits, leading to the emergence of an increasing number of human diseases. Which has one invisible killers of the human hypertension, and has gradually risen to the top ranks of human diseas

4、e, a long-term hazard to human health, so that patients suffering from hypertension pain. How convenient and effective measurement and monitoring hypertension, and thus effective prevention and treatment of hypertension, a confrontation hypertension is the most important issue. Therefore, design a c

5、onvenient measurement of blood pressure devices, has become a priority. This article will detail the design of our intelligent blood pressure measuring devices.Currently on the market most of the ambulatory blood pressure recording devices only records the results of each measurement, the doctor fac

6、ed with a group of authenticity Nanbian figures. This study is designed eventually to full information, ambulatory blood pressure recorder, so that each measurement is entirely transparent, real-time analysis combined with retrospective analysis, so that doctors can control the data to judge the aut

7、henticity of the original waveform, effectively screening out interference and artifact caused The error detection, recovery true blood pressure, blood pressure reports to ensure the validity and reliability.Home Blood Pressure Monitor, mainly for home. Home health care has become a fashionable mode

8、rn health care. Measuring blood pressure in the past people have to go to the hospital for the job now as long as the electronic blood pressure monitor has a home, sit at home monitoring of blood pressure can be at any time, such as abnormal blood pressure can be found in time to the hospital for tr

9、eatment, prevention plays a cerebral hemorrhage, heart failure The role of diseases such as burst.Keyword: ASDX 001，AT89C51，liquid crystal show that the module，Pressure measurements目 錄前言1第一章 便攜式血壓計裝置總體概述31.1 便攜式血壓計簡介31.1.1 便攜式血壓計的介紹31.1.2 便攜式血壓計功能簡介31.1.3 便攜式血壓計使用注意事項31.2 血壓計裝置設(shè)計方案31.2.1 設(shè)計總體要求31.2.

10、2 具體設(shè)計方案41.3 便攜式血壓計工作原理51.3.1 血壓測量的工作原理51.3.2 便攜式血壓計的工作原理6第二章 硬件電路的設(shè)計72.1 傳感器簡介以及電路設(shè)計72.1.1 傳感器簡介72.1.2 傳感器電路設(shè)計82.2 AT89C51單片機的簡介及其電路設(shè)計92.2.1 AT89C51簡介92.2.2 主要性能參數(shù)92.3 單片機電路設(shè)計122.3.1 AT89C51的復(fù)位電路122.3.2 AT89C51的時鐘電路122.3.3 AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接132.4 液晶顯示模塊簡介及電路設(shè)計132.4.1 液晶顯示模塊DM-1602簡介132.4.2 液晶顯示模塊D

11、M-1602電路設(shè)計162.5 其他電路設(shè)計172.5.1 電源電路172.5.2 線性閥PWM控制電路182.5.3 充氣PUMP控制電路182.5.4 按鍵電路19第三章 軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計203.1 單片機主程序流程圖203.2 處理模塊203.3測量模塊213.4 信號處理模塊213.5 顯示模塊223.6 電源處理模塊23結(jié)論24參考文獻(xiàn)25致謝26附錄27附錄A 子程序流程圖27附錄B 部分參考程序29附錄C 元件清單31附錄D 主電路圖：33前言在現(xiàn)代疾病譜上，高血壓的危害無疑高居前幾位。對于上了年紀(jì)的人，血壓是一個重要的健康信號。隨著生活水平的提高，時下老年人對自己的血

12、壓越來越關(guān)注。高血壓是世界最常見的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害非常的巨大，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料顯示，我國現(xiàn)有的高血壓患者已達(dá)一億，并且每年新增人數(shù)在300萬以上。從高血壓目前的危害來看，高血壓病已成為人類的頭號隱形殺手病。高血壓病不但是長期危害人體健康的一種慢性病，而且它還是腦中風(fēng)、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、腎衰等疾病的禍?zhǔn)?，因此被人們稱為“無形殺手”。治療高血壓病，首先是要測量準(zhǔn)確的血壓。測量血壓的儀器稱為血壓計。血壓計可分為直接式和間接式兩種。兩種血壓計的工作原理是不相同的，直接式是用壓力傳感器直接測量壓力變化；間接式的工作原理則是控制從外部施加到被測部位上的壓強，并將控制的結(jié)果

13、與其相關(guān)的柯氏音的產(chǎn)生和消失的信息加以判斷。前者不管對動脈或靜脈都可連續(xù)測試，而后者只能測量動脈的收縮壓和舒張壓。 傳統(tǒng)的血壓計是模擬的血壓計。此類血壓計操作比較復(fù)雜，測量精度不夠，而且受環(huán)境影響較大。為了讓廣大血壓計使用者更方便的使用與維護(hù)血壓計，也讓更多的人學(xué)會使用血壓計進(jìn)行簡單的血壓測量，設(shè)計出一臺操作便捷，測量精確，無需維護(hù)的智能型測量血壓的裝置，以幫助人們對抗高血壓。本論文也具有比較重要的現(xiàn)實意義。目前，市場上的使用的血壓計大部分仍是水銀血壓計，也有一些動態(tài)血壓記錄儀。水銀血壓計每次測量必須由醫(yī)生戴上聽診器進(jìn)行測量，測量過程復(fù)雜；而且對不同的醫(yī)生，測量結(jié)果可能不同：對同一個人來說，影

14、響血壓因素非常多，由于每次測量的時間不可能很長，測得結(jié)果在某些情況就不能真實的反映被測對象的血壓值。在動態(tài)血壓檢測中干擾和偽差是不可避免的。目前市場上的大部分動態(tài)血壓記錄儀，只記錄每次測量的結(jié)果，醫(yī)生面對的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字。本課題研究最終旨在設(shè)計出全信息的動態(tài)血壓記錄儀，使每次測量結(jié)果完全透明，實時分析結(jié)合回顧分析，使醫(yī)生可以對照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效甄別出干擾和偽差引起的誤檢測，恢復(fù)真實血壓，保證血壓報告的有效性和可靠性。第一章 便攜式血壓計裝置總體概述1.1 便攜式血壓計簡介 便攜式血壓計的介紹該產(chǎn)品重量輕，便攜，可放入醫(yī)生護(hù)士口袋。無水銀，增強環(huán)保性，避免了因水銀泄露而造成的污

15、染事故。操作簡單易懂，特別適合家庭使用。2 便攜式血壓計功能簡介該血壓計以壓力傳感器測得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳入單片機，然后由控制核心單片機控制，經(jīng)主程序處理數(shù)據(jù)之后，在液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來。 便攜式血壓計使用注意事項71.袖帶位置須與心臟高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過高；2. 每天要在固定時間和同樣狀態(tài)下，以相同的姿勢測量血壓；3. 應(yīng)該在安靜的狀態(tài)下進(jìn)行測量，測量前安靜休息1020分鐘，深呼吸23次；4. 飯后或運動后至少休息一小時再進(jìn)行測量；5. 不要在浴

16、后、吸煙、飲酒、喝咖啡后測血壓；6. 要在沒有尿意時測血壓。7. 測量時應(yīng)保持心情舒暢，沒有疲勞感，不緊張。1.2 血壓計裝置設(shè)計方案 設(shè)計總體要求便攜式電子血壓計是傳感技術(shù)和微電腦技術(shù)的結(jié)合體，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能保證完成三項基本任務(wù)：感應(yīng)血流的壓力；判別高壓和低壓；在屏幕上顯示測量結(jié)果。感受血流壓力離不了傳感器，民用電子血壓計中所應(yīng)用的壓力傳感器必須是高性能低成本的，靈敏度要高，測量范圍倒不需要很大。在各種傳感器中有一類是利用壓電效應(yīng)的，還有一種人工合成的被稱為PVDF的壓電薄膜，它是柔軟的塑料。其次就是能根據(jù)血壓變動及時抓住高、低壓的微處理器。另外，血壓會通過電子血壓計的液晶顯示屏進(jìn)行顯示。

17、具體設(shè)計方案在這里介紹一下有關(guān)血壓的基本知識，血壓是血液在血管內(nèi)流動時對血管壁的側(cè)壓力。血壓分收縮壓和舒張壓。當(dāng)心室收縮向動脈泵血時，血壓升高，其最高值為收縮壓。心室舒張時，血壓降低，其最低值為舒張壓。血壓通常以上肢肪動脈測得的血壓為代表，正常成年人上膠動脈的收縮壓為90140毫米汞柱，舒張壓為6090毫米汞柱。血壓過低或過高都是疾病的征象。血液在動脈血管中的壓力隨著心臟的收縮、舒張而不斷變化，而人的心臟的收縮頻率即心率比較低，一般在30300bpm，由此血壓脈動鑲號是相對而言還是屬于一種緩慢變化的信號，我的設(shè)計是采用外接式的結(jié)構(gòu)，以89C51單片機為核心，由其內(nèi)部自帶的10位8通道A/D轉(zhuǎn)換

18、模塊構(gòu)成的采樣模塊，該模塊的采樣數(shù)據(jù)由單片機串口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送到上位機的串口COMI或COMZ，形成種連續(xù)數(shù)據(jù)采集串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞奖驹O(shè)計是基于89C51單片機的設(shè)計，具體裝置方案如圖1-1所示。圖1-1便攜式血壓計設(shè)計方案系統(tǒng)工作示意圖如圖 1-2所示。圖1-2 血壓計系統(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機對其進(jìn)行設(shè)置。經(jīng)過了這個階段以后，系統(tǒng)將對某些參數(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。待采樣的時間達(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

19、即為收縮壓和舒張壓。將它們送往LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。1.3 便攜式血壓計工作原理 血壓測量的工作原理血壓有兩種，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,血液開始可以流通而產(chǎn)生所謂的袖帶聲，這時候也就是收縮壓，必須開始從這里做記錄，直到最后當(dāng)袖帶聲沒有的時候，此點即為舒張壓。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候，氣袖的壓力是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應(yīng)于振幅包絡(luò)線的第一個拐點，舒張壓對應(yīng)于包絡(luò)線的第二個拐點。收縮壓判斷的確定：通常采用最大的振

20、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)某一個脈搏波的幅度與之比時，就認(rèn)為此時對應(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)某一個脈搏波的幅度與之比時，就認(rèn)為此時對應(yīng)的氣袖壓力為舒張壓。 （1-2）血壓信號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)位置對應(yīng)血壓直流分量即為舒張壓，將計算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至液晶驅(qū)動器顯示。 便攜式血壓計的工作原理馬

21、達(dá)在充氣時，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89C51的第1腳讀入，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。單片機在程序的控制下，嚴(yán)格按照ASDX 001壓力傳感器的要求的工作時序進(jìn)行讀寫控制，讀入信號后，對數(shù)字信號進(jìn)運算，然后經(jīng)DM-162液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。第二章 硬件電路的設(shè)計2.1 傳感器簡介以及電路設(shè)計 傳感器簡介11 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)品的一種增強型品種。也是工業(yè)水平領(lǐng)先的一種SDX系列傳感器增強型。ASDX 001 傳感器的外形尺寸要比SDX

22、稍大，能提供高電平(4.0 V測量范圍)的輸出電壓，價格便宜。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)并有溫度補償。ASDX 001壓力傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)DIP封裝，可對傳感器偏置、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16進(jìn)制格式的己校正的壓力值，

23、其分辨率為12位。該壓力傳感器可用于測量絕對壓、差力壓和表力壓。范圍從1PSI到100PSI，絕壓型傳感器有一個內(nèi)部真空參比值(基準(zhǔn)值)，因此可直接輸出一個與絕對壓成比例的信號。差壓型裝置允許在傳感膜片的任一側(cè)施加壓力，可用于壓力差的測量。數(shù)字壓力傳感器ASDX 001的結(jié)構(gòu)簡介。（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。 多路分配器；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；微控控制；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖2-2 ASDX 00內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 傳感器電路設(shè)計ASDX 001的外圍引腳共有8個，其中5個為空腳。工作電壓為正5負(fù)。由腳引入正5負(fù)電壓，為

24、數(shù)據(jù)輸出腳，將所測量得到的數(shù)字電壓信號傳送到單片機的P1.0腳，ASDX 001的地腳為GND腳，接地。因此，這個電路連接十分簡單，只需要將傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機的1腳上即可，如圖2-3所示。圖2-3 ASDX 001與單片機的連接電路原理圖2.2 AT89C51單片機的簡介及其電路設(shè)計 AT89C51簡介AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓 ，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM )，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51

25、指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機能應(yīng)用許多高性價比的場合，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 主要性能參數(shù)（1）主要特性：811 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路（2）管腳說明： VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳

26、可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當(dāng)P2口

27、被寫“1”時，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，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)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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

28、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（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，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

29、于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， 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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部

30、程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求

31、的寬度。（4）芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，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，定時器，計數(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，直到下一個硬件復(fù)位為止。 2.3 單片機電路設(shè)計 AT89C51的復(fù)位電路：同時在第9腳引出一個22uF的電容和一個2K的電阻接+5V的

32、電源組成一個復(fù)位電路，如圖2-5所示。圖2-5 AT89C51復(fù)位電路原理圖 AT89C51的時鐘電路：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20pF的無極性電路組成一個時鐘振蕩電路，如圖2-6所示。圖2-6 AT89C51時鐘電路原理圖 AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接液晶顯示模塊所要的數(shù)字信號從AT89C51的口引出，分別對應(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，以實現(xiàn)微處理器對液晶顯示模塊的控制，如圖2-7所示。圖2-7 AT

33、89C51與顯示模塊電路接線原理圖2.4 液晶顯示模塊簡介及電路設(shè)計 液晶顯示模塊DM-1602簡介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，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個字、2行16個字、2行20個字等等，實物圖片如圖2-8所示。圖2-8 DM-162實物圖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為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，

34、使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4 腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(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，液晶模塊執(zhí)行命令。第 714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第1516腳：空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，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

35、用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點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應(yīng)關(guān)系高位地位0000001000110100010101110000CGRAM(1)1Qp0001(2)！2ARq0010(3)“3BSr0011(4)#4CTs0100(5)$5DUt0101(6)%6EVu0110(7)&7FWv0111(8)8GXw1000(1)(9HYx1001(2):IZy1010(3)“;Jz1011(4)+M1110(7).?

36、N-1111(8)/O1602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)部控制指令指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址(AGG)8置數(shù)字存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲器地址（ADD）9讀忙標(biāo)志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM10要寫的數(shù)11從CGRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊DM-1602

37、電路設(shè)計VSS為地電源，VDD接5V正電源，V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。PS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)PS和PR共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)PS為低電平PR為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)PS為高電平PR為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令，如圖2-11所示。圖2-11 液晶顯示模塊電路2.5 其他電路設(shè)計 電源電路電源由AAA

38、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。實測中，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)機狀態(tài)下，Q4不導(dǎo)通，C9，C11為濾波電容。當(dāng)POWER鍵按下時Q4導(dǎo)通，輸出一個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 線性閥PWM控制電路泄氣速率以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

39、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控制避免電源變動造成電壓不穩(wěn)。12具體工作方式：當(dāng)充氣到200KPA時，開始漏氣，由IC發(fā)出一個信號給第3腳，經(jīng)R12流過到Q2，使Q2導(dǎo)通，輸出一個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，如圖2-13所示。圖2-13 線性閥 PWM控制電路 充氣PUMP控制電路PUMP control訊號控制PUMP動作，R27為限流電阻。具體工作方式：由IC的4腳輸出一個低電平約（0.6V）信號給R27，經(jīng)Q1導(dǎo)通，VBT為Q1提供3V的電壓，Q1導(dǎo)通輸出一個3.2V的電壓經(jīng)PUMP，使PUMP導(dǎo)通。D3

40、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 按鍵電路開關(guān)連接單片機的27腳，構(gòu)成整個系統(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 按鍵電路原理圖第三章 軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計3.1 單片機主程序流程圖主程序流程如圖3-1所示。圖3-1主程序流程圖主程序依此調(diào)用5個模塊：處理模塊、測量模塊、信號處理模塊顯示模塊、顯示模塊、電源處理模塊。3.2 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3.3測量模塊測量信號為二路，壓力傳感器的

41、信號經(jīng)放大送AD1，作為靜態(tài)直流血壓信號；隔直后經(jīng)再次放大送AD2，作為脈搏波信號。由于傳感器的AD為10位，因此最高精度可達(dá)1/1024。采樣后的信號經(jīng)信號處理模塊的處理，最終計算得到收縮壓、舒張壓。3.4 信號處理模塊主要功能是脈搏波的判斷和檢測，主要分為兩步：第一步，對A/D采樣的脈搏波信號進(jìn)行低通濾波處理，排除因外界干擾造成的信號讀數(shù)的誤差；第二步，采用相關(guān)運算，最大程度的排除因手臂的運動造成的誤差。在這基礎(chǔ)上，分析信號，得到波形的峰值（供判斷收縮壓，舒張壓和平均壓），得到每個脈搏波的時間。信號處理模塊流程圖如圖3-3所示。圖3-3 信號處理模塊流程圖3.5 顯示模塊主要顯示3種信息：

42、測量過程顯示當(dāng)前壓力值、漏氣速率；測量結(jié)束后分別以mmHgH和Kpa方式滾動顯示收縮壓、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。串行通信模塊采用PC機主叫的中斷方式，一旦接到PC機發(fā)來的命令，對血壓進(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3.6 電源處理模塊用于穩(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，血壓計處于“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)。結(jié)論目前市場上的大部分動

43、態(tài)血壓記錄儀，存在很多缺點，如：只記錄每次測量的結(jié)果，醫(yī)生面對的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字；需要大量的連線才能把現(xiàn)場傳感器的信號送到采集卡上，布線施工麻煩，成本也高；其二，線路上傳送的是模擬信號，易受干擾和損耗。為了克服這些缺點，一種基于數(shù)字化技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)運而生。本課題研究最終旨在設(shè)計出全信息的動態(tài)血壓記錄儀，使每次測量結(jié)果完全透明，實時分析結(jié)合回顧分析，使醫(yī)生可以對照原始波形判斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效甄別出干擾和偽差引起的誤檢測，恢復(fù)真實血壓，保證血壓報告的有效性和可靠性；設(shè)計的集成式A/D傳感器大大降低了因為線路復(fù)雜而造成的信號干擾；并且使信號傳輸更為快速準(zhǔn)確性也大大提高，降低了產(chǎn)品成本。但同時由于作

44、者能力有限設(shè)計方面也有缺陷，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。參考文獻(xiàn)1 張國雄.測控電路M.第3版.機械工業(yè)出版社 2 包旭鶴.便攜式電子血壓計設(shè)計.現(xiàn)代電子技術(shù)J.2007年第8期總第247期 7-11頁3 張毅剛 彭喜元.單片機原理與應(yīng)用設(shè)計M.電子工業(yè)出版社.20084 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.第4版.高等教育出版社.19895 宋家友 張友漢.新編電子線路設(shè)計實用手冊M.福建科學(xué)技術(shù)出版社20076 王武江 陳樹凱.常用集成電路速查手冊M.冶金工業(yè)出版社.20047 崔桂華萬兆強金少華.高血壓的自我

45、療法M.中國中醫(yī)藥出版社.20058 汪吉鵬.微機接口原理與技術(shù)M.高等教育出版社.19979 邱關(guān)源、羅先覺.電路M.高等教育出版社.200010 孟立凡、藍(lán)金輝.傳感器原理與應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社.200111 來清民.傳感器與單片機接口及實例M.北京航空航天大學(xué)出版社.200512王曉明.電動機的單片機控制M.第2版.北京航空航天大學(xué)出版社.200113 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機儀器系統(tǒng)設(shè)計M.西安電子科技大學(xué)出版.199714 趙光勝.現(xiàn)代高血壓學(xué)M.人民軍醫(yī)出版社.1999 15 Motorola Semiconductor Technical DATAJ. 2002 16Lar

46、ryGaddy.SelectinganA/DconverterM.ApplicationBulletinofburr-brown.1998 致謝經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，使我能夠把大學(xué)四年中系統(tǒng)所學(xué)的理論知識和實際應(yīng)用得以結(jié)合，總結(jié)出了很多實踐設(shè)計中的技術(shù)經(jīng)驗。同時接觸到電子產(chǎn)品的一些新技術(shù)，了解到電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。在設(shè)計期間，通過張發(fā)玉老師的悉心指導(dǎo)，使我在設(shè)計思路上更加明了。在剛開始我使用PIC單片機進(jìn)行設(shè)計，但由于所學(xué)的單片機是89C51，在匯編語言上面遇到了很大障礙，最后放棄了利用PIC單片機的設(shè)計，轉(zhuǎn)向用51單片機進(jìn)行設(shè)計，特別感謝董冠強老師對我在編程方面的指導(dǎo)，使我對單片機編程思路有了更加清晰的認(rèn)識。本次設(shè)計同時參考了報旭鶴老師刊登在現(xiàn)代電子技術(shù)雜志的基于PIC單片機血壓計設(shè)計思路。也讓我對電路的硬件方面有了全面的設(shè)計能力的和動手能力，在軟件方面也有了很大的提高，了解到要編好一個程序首先要有豐富程序積累并多去動手做實驗、調(diào)試。在設(shè)計同時我也認(rèn)識到自己在技術(shù)方面的種種不足，以及在設(shè)計思路上面的欠缺，我會在以后的學(xué)習(xí)生活中注意提高自己的種種不足，同時非常感謝學(xué)校老師們的諄諄