基于C8051F020的生理参数监护实验系统电路设计

　　监护仪作为临床医用的重要设备，在现代化的今天应用到医院、家庭、学校各个单位。随着国内教学改革的深入，国内应用到教学上的监护设备相对陈旧落后，大都是依赖国外进口，封闭式使用，价格昂贵，故障频频发生且非专业人员无法进行检查、校准和维修，因此对教学仪器的改进的要求越来越迫切。

　　文章研究了以低功耗芯片C8051F020为核心的模块化电路，在记录生物点位时，技术人员或医生能够快速校准，可操作性强，同时易于检查错误和更换灵活方便

　　1. 系统总体结构

　　系统由传感器、信号采集部分和核心电路组成，总体框架如图1所示。传感器将生命信息转换为测量可用电信号;然后进入到模块电路进行相应处理，目标信号送至单片机，经模数装换后RS232C串行数据输出。核心芯片C8051f020是SOC型单片机。运放采用OPA277/227集成运放，具有精度高的良好特性，偏移电压仅10μV 供电电压±5V，降低了功耗，满足生物电放大器前置级一般要求。

　　2. 模块电路设计

　　2.1 心电电路的设计

　　测量采用标准肢体导联方式(又称前额面心电图)，电池供电的工作模式。信号在输入端对信号进行RC低通滤波，以减少高频干扰。运放以电压跟随方式接入器件CD4052输入端，由单片机控制信号选择某一路信号，实现选通功能，输出接到差分放大电路两个输入端。

　　同相并联差动放大电路分两级，第一级是同相并联放大器，由A1 、A2组成，其输入电阻可高达10M 以上。第二级是差动放大电路，由A3组成，具有共模抑制能力。

　　R ₅和R ₆(或者R ₈和R ₉)相当于一个电压分压衰减器，不受与它相连的运放或电路中的任何其它变化的影响。

　　初步放大后的差动信号V _o接电容C去除电极的极化电压并与R ₁₀=0.1M 电阻组成前置级一阶高通滤波器，期截止频率(-3dB)为

　　随后初级是三阶巴特沃斯滤波器。衰减高于200Hz的频率成分，用于保证整机的上限截止频率。二次低通放大有用信号，RW2抬高直流电平2V左右，以适应AD转换需要。

　　最后总信号经电压跟随器输出到MAX295，对角频率从0.1Hz~50KHz频带内的响应具有最大的低通平坦响应，所以又称为ADC反走样滤波器，使信号保真输出。

　　2.2 血压电路的设计

　　血压间接测量(NIBP)系统以示波法为基础。传感器为压力传感器，测量范围:40mmHg~280mmHg,测量精度：静态压力±3mmHg。