基于STC89C52单片机的血压计设计

　　1 引言

　　随着生活水平的不断提高以及老龄化比例的提高,近年来高血压在中老年人群中发病率不断上升,心血管病人呈现出低龄化大众化的趋势。如果能经常测量自己的血压,对预防和治疗心血管疾病大为有益。电子血压计应用而生, 与传统水银血压计相比有操作简单, 轻巧便携的特点,越来越多的走进了人们的家庭里。本文介绍了以STC89C52 单片机为控制核心,采用示波法进行测量的电子血压计设计。具有很高的参考价值。

　　2 示波法原理

　　示波法又称为压力振荡法,其工作过程是先将气袋充气以阻断动脉血流,然后在放气过程中检测气袋内的气体压力并提取微弱的脉搏波。如图 1 所示,当气袋压力 P 远高于收缩压时,搏波消失,随着气袋压力下降,脉搏开始出现。当气袋压力从高于收缩压降到收缩压Ps 以下时,脉搏波会突然增大,在平均压 Pm 时幅值达到最大。然后脉搏波又随气袋压力下降而衰减。示波法血压测量就是根据脉搏波幅度与气袋压力之间的关系来估计血压的。脉搏波最大值对应的是平均压,收缩压 Ps 和舒张压 Pd 分别由对应脉搏波最大幅值的比例来确定[1]。

　　3 系统工作原理

　　系统框图如图 2 所示。系统由气路及电路组成,气路包括:气泵,气阀,气袋和 mps3117 气压传感器组成,中间用皮管相连。电路由放大器(INA128),带通滤波器(LM324),二次运放放大电路(LM324),AD 转换器(ADC0809),LCD 驱动(1602 液晶),串口通信电路(MAX232)键盘,报警电路及单片机STC89C52 组成。

　　单片机主要工作原理,通过 P2.2 引脚接三极管控制3V 的 CJP30-C03A 气泵,P2.3 引脚接三极管控制CJV08 电磁阀,通过气泵和气阀可调整手腕气袋中的气压。先使气泵向气袋中打气至 200mmHg 时停止,然后通过 PWM 控制气阀以约 5mmHg 的速度排气,排气的同时,气袋中气压通过MPS3117 传感器转换为8-50mv的电压信号,该电压信号经过仪表放大器INA128 放大90 倍,然后分直流电压与交流电压两路,直流电压直接送给 ADC 通道 1 采样,得到直流电压序列,交流电压经过带通滤波后,再经过 50 倍左右的二次放大调整,然后送入 ADC 通道 2 采样,得到交流电压序列,该电压序列即为脉搏波在气袋压力影响下的电压序列。波的振幅有先小后大再小的规律。分析交流电压时找出并存储脉搏波峰值,先找出最大振 幅值 Amax,在往前找幅值为0.5Amax 的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压,往后找幅值为 0.8Amax 的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压,将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。血压信号及收缩压和舒张压位置如图 3 所示[3]。