论文导读:：时下，电子血压计与传统血压计相比有诸多优势，但因其准确性、重复性不太理想，使用受到很大局限。通过选用高性能硅压式传感器MPXV53GC6U，设计温度补偿电路，优化血压测量的控制计算方法，提高了系统的准确性、稳定性。选用功耗小体积小的器件，紧凑的系统构架，人性化的软件设计，使血压计轻巧便携、使用方便。并对该系统设计做了详细介绍。
论文关键词：MPXV53GC6U，MSP430F149，单片机，便携式，电子血压计
0引言
血压是人体重要的生理参数之一，对其进行精确测量，有利于早期发现和鉴别高血压类型医学检验论文，提出合理的治疗建议。目前，临床上对普通病人主要采用无创检测的方法，它大致分为人工柯氏音法和示波法两类，人工柯氏音法虽然比较准确，但操作困难，受主观因素影响较大，而示波法虽然操作简单医学检验论文，但稳定性和个体适应性都比较差，不利于其在临床应用上的普及和推广。本文在示波法的基础上，从硬件实现和软件设计两个方面，改进了原来的测量方法，并进行了比对测试
在研究国内外已有产品或设计构思的基础上，使用先进的信号处理技术与智能控 制技术，尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非线性失真医学检验论文，提高血压测量的准确性与稳定性，并提高了测量的自动化和智能化论文开题报告。
1系统的硬件设计
本设计采用Motorola公司的MPXV53GC6U硅压式 传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件， 构成电子血压计，系统构成如图1。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分构成。
 
图1 系统组成方框图
1.1微处理器的选择
单片机是整个系统的大脑，它不仅要对系统进行监控、对数据进行运算处理，而且要通过对测量 结果的判定调整硬件的参数；使系统能够自动调节 在最佳的工作状态，具有一定的智能性。根据系统的设计要求医学检验论文，选用TI公司的MSP430F149单片机 。
TI公司生产的16位单片机MSP430F149，采用高效RISC结构，有16个快速响应中断，最高时钟频率为8MHz，中断唤醒时间小于6微秒。其单片集成了多通道A/D转换器、模拟比较器、定时器、串行通信接口、数控振荡器(DCO)、硬件乘法器，可以满足大多数设备的应用需要论文开题报告。其内部预设了JTAG模块．具有完整的在线调试功能，可利用片内FLASH方便地实现软件升级。
1.2传感器电路设计
MPXV53GC6U是MOTOROLA公司生产的硅压式传感器医学检验论文，该类传感器 价格低廉、线性优良、噪声小、响应迅速，并且在恒流源供电的情况下具有温度自补偿特性。传感器电路的组成如图2所示，压力传感器的输出信号先经过滤波电路，然后进行放大，同时单片机 MSP430F149将产生1：10脉宽控制锯齿波，锯齿波与经过处理的压力信号相比较，将电平信号转换为脉宽信号。单片机MSP430F149测量脉宽医学检验论文，然后经过相应的运算处理转换为收缩压(SP)、舒张压(DP)、平均压(MP) 。
图2 传感器电路模块框图
1.3滤波电路设计
在血压测量过程中，由于传感器MPXV53GC6U输出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，如果电路设计不合理，微弱的信号就会被噪声淹没。因此在每一级放大电路中，都应有相应的噪声滤除或抑制 电路 ，此外要尽量的消除分布电容耦合医学检验论文，在必要处进行屏蔽论文开题报告。如图3所示，采用有源低通滤波器，有效地削弱高频噪声，并适当放大信号。
图3 有源低通滤波器
1.4 充放气控制电路设计
充放气电路也是影响测量结果准确度的一个至关重要的因素。因此，怎样控制充﹑放气电磁阀，才能得到最精确的测量结果是电子血压计设计中的关键。在设计过程中，我们通过单片机MSP430F149来控制充放气速率医学检验论文，根据压力数值进行控制充气阀和放气阀的动作，这样不但能够准确控制充放气的速率，而且能很好的监测整个系统的运行情况，从而得到一个较为精确的测量结果。其控制过程见图4。工作原理如下︰按下START键开始充气，当压力达到预设值后停止充气，转为均速放气论文开题报告。放气过程中，采用PWM脉宽调制进行控制医学检验论文，并随时测量血压袖套CUFF内的压力情况，保持匀速放气。当压力小于30mmHg时，将放气阀全部打开进行快速放气，使得压力降为0mmHg。
 图4 充放气控制框图
1.5液晶显示模块设计
LMS0192A液晶模块是一种小型的液晶系统，它的外观尺寸为79×42mm，44个引脚。160×64点阵显示，点大小为0.30×0.34(mm)医学检验论文，点间距0.34×0.38(mm)。内部拥有大规模集成并带有驱动器和控制器，它直接受单片机控制，接收8位的串行或并行显示数据的同时可将数据显示，并将数据存储在片内的数据存储器中（DDRAM）。DDRAM中的数据显示单元与液晶屏的点阵单元存在一一对应关系，并且LMS0192A液晶模块数据的读写操作不受外部时钟的控制，因而LMS0192A的显示具有很高的灵活性论文开题报告。LMS0192A液晶模块带有液晶必须的电源驱动电路，这样可用最少的元件和最小的功耗实现模块的功能。
在该血压计中采用LMS-0192A液晶显示模块作为测量结果的显示。它以MSP430作为液晶的微处理器医学检验论文，通过单片机采集和处理测量数据，输出给液晶显示。
MSP430与LMS-0192A的接口如图5所示。
图5 MSP430 与LMS-0192A的接口
1.6电源模块设计
本系统电源采用两节1．5V的电池供电，经过 XC6382芯片升压至3．5V直接为系统提供电源。
2 软件设计
软件部分是整个系统有效工作的核心，系统只有软件和硬件有效配合，才能正常工作论文开题报告。程序流程图如图6所示。
图6 系统软件流程框图
当用户测量血压时，按下“测量”按键，MSP430发出控制信号给气泵医学检验论文，开始加压充气。充气的过程中，来自压力传感器的血压信号经放大、滤波后送入A／D转换模块，信号经A／D转换后送入MCU系统执行相应的信号处理算法，计算出心率、收缩压和舒张压的值。MCU计算出测量值以后，保存本次测试结果至Flash芯片(写Flash)，如果测量结果正常，则LCD显示出所测的数据并执行快速放气操作；如果测量出的结果超出正常范围医学检验论文，则显示相应提示信息，同时发出警报声音。如果在测量过程中出现错误，系统将停止充气并启动电磁阀进行放气，蜂鸣器也会发出报警声音，同时显示测量出错的提示信息。
用户可按下相应按键来完成“查看”(读Flash芯片)、“删除”(擦除Flash芯片中当前存储区的内容)等功能论文开题报告。若用户想退出当前操作或者是测量过程中出现错误，直接按下复位键系统即可回到初始化状态等待新的操作信息。
3系统标定
测量系统需要标定，电子血压计也不例外。在软件系统中专门有一个压力标定程序医学检验论文，该程序的作用是帮助调试者进行调试。调试过程如下：给系统零压力(即：让传感器与大气连通)，经过一段时间稳定后，系统自动记录零点的脉宽；然后提示调试者，给系统300mmHg的压力，此时调试者应将显示的数值调整到16268±100以内，系统即标定完毕。
4结论
通过一系列的分析、研究和改进，系统的设计较好的达到我们测试的要求。在测量的过程中，被测者应做到保持不动，否则可能因为被测者的动作形成一个假脉冲信号，同时可能改变CP信号。为了进一步提高准确性和可靠性，传感器线性、PCB 板布线、气泵和气阀选择等等都需要进一步研究改进。
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