基于单片机的电子血压计

基于单片机的电子血压计

李少婕 1 谭晓霞 1 梁一佳 1 雪涵 1张展召 2

1.新乡医学院三全学院，河南新乡， 453003； 2.通讯作者，新乡医学院三全学院，河南新乡， 453003；

摘要:基于单片机的多功能电子血压计，设计出了高性能的CMOS8位的微型处理器、4k字节FLASH低电压储存器为随身携带电子血压计的控制核心，我们着重强调了软硬件设计的方法和电子血压计测量原理。利用进口血压计传感器把血管压力变成电子信号，把模拟信号转化成详细的数字信号传回单片机，经过一系列的计算、存储和显示等等。这种电子血压计更加让人感到便利并且不浪费时间，此外，该系统在设计过程中有低成本、低功耗、小型化、稳定性、高适应性等等优点。这适合家庭使用，更符合时代发展的潮流。

关键词:单片机、压力传感器、电子血压计。

Abstract: Based on the multi-functional electronic sphygmomanometer, a high-performance CMOS 8-bit microprocessor and 4K byte flash low-voltage memory are designed as the control core of portable electronic sphygmomanometer. We emphasize the design method of software and hardware and the measurement principle of electronic sphygmomanometer. Using the imported sphygmomanometer sensor to change the blood pressure into an electronic signal, the analog signal into a detailed digital signal and send it back to the MCU, after a series of calculation, storage and display, etc. In addition, the system has the advantages of low cost, low power consumption, miniaturization, stability, high adaptability and so on. This is suitable for family use, more in line with the trend of the development of the times.

Keywords: single chip microcomputer, pressure sensor, electronic sphygmomanometer.

引言

随着我国社会的不断发展，人口老龄化问题加剧，医院回收问题做的不到位，水银血压计造成严重重金属污染，人们的自我保护意识不断增强，我们现在需要一种更加便携操作简单的电子血压计。以便更好的满足老年人的需求。

1.测量原理

基于单片机电子血压计的测量原理，该仪器主要用示波法进行检测，使用过程中，在用充气袖带来阻断人体手臂中动脉血液的流动，换而言之，就是说当袖带里面的气体压强比心脉收缩压要高的时候，脉搏的波动也随之消失，随着压力的逐渐下降，脉搏的波动也会渐渐出现，脉搏波动迅速增长的原因使充气袖带中的压强从比心脏收缩压高转为比它低。最终会达到一个平均压的最大值，从而使充气袖的压力慢慢减小。

2.系统的硬件设计

单片机的硬件设计分为压力传感器、放大模块、滤波模块、显示模块。其中单片机负责处理从压力传感器中收集到的血压波信号，进而推算出精准的平均圧力。这款压力传感器我两个好处，在不超过测量范围的情况下，保持浮动；线型误差小，可以直接进行补偿，使用更便捷。

在相关设计的过程中，通常利用传感器进行信号收集，把测到的物理量通过相应的信号传感器转化为模拟信号，最后再对信号进行放大，测量所得的信号大小决定了放大器的信号放大能力。所以要想保证放大器获得既稳定又能放大的各种幅值，就要让输入电阻远大于输出电阻。输出电阻越小，测的数据越准确。可以看出放大器不仅放大能力强、精准度高还需要准备较高的共模抑制比，它的功耗低、成本低、性价比高、准确度强，为实验测得数据提供了便捷的条件，所以可以放心使用。

测量血压时用于输出信号不稳定，所以需要使用有源带通滤波器进行稳定信号，滤除杂音并且适当放大信号。选择的带通滤波器增益为400，将这部分的增益与直流放大器的增益相加，整个电路的增益大小适当。得到的交流波形是由高低截止频率提供的。

本设计采用TC1603液晶模块，在LCD显示屏上能显示，内部储存了足够多的字符图形，可以将测量出的内容全部显示出来。性价比高，符合人民的需求。

3.系统的软件设计

本系统的主要程序包括测量模块和起始模块，在测量的过程中可以自动增加压力，简化程序，患者操作更方便，设备开始工作，自动测量患者手臂气压。当标准值低于气压值时，该程序会进去自动测量血压的子程序，并且将数据在液晶屏幕上显示出来，在该电子血压计的设计过程中，为了方便操作，选用按钮调节，控制气量、自动加压，让使用者操作方便，并保证了数据的准确。

4.系统的总体设计

该系统由模拟信号变化成数字信号电路、信号滤波电路、单片机控制电路、电压转变基础电路、液晶显示电路组成。测量原理是在人体手臂上缠绕气压传感器，将气压转变成电子信号，将信号转化为能够被单片机操作的信号，再通过AD转换电路对信号进行量化及采样，再对心率和血压值用标准法进行计算处理，再由单片机把数据传送到显示屏上供操作者查看。

5.使用价值

系统经过调试后，能够达到好的设计要求，但是由于一些小的问题的存在，所以需要不断的进行改进和完善。总得来说，该电子血压计有低成本、易操作、性价比高、方便快捷等优点。还是拥有很高的使用价值，更适合家庭测量。

6.总结

这个基于单片机的电子血压计，它应用了当前先进的集成电路和医学仪器发展的最新成果，在保证软件和系统简洁可靠的前提下测量的数据更加准确，有更好的性价比和使用价值。

参考文献

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项目1：新乡医学院三全学院2019年“专创融合”课程建设项目（电子技术课程设计）；

项目2：新乡医学院三全学院2019年度校级教学改革项目---新工科视域下基于医工跨界产教融合的智能医学人才培养模式构建（项目编号：201912）。