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1、本科生毕业设计说明书学 院 精密仪器与光电子工程 专 业 测控技术与仪器 年 级 2008 姓 名 张博林 指导教师 黄银国 张飞 2012年 6 月 1 日本科生毕业设计任务书题目：基于PGA以及高精度AD转换的电子血压计设计学生姓名 张博林 学院名称 精密仪器与光电子工程 专 业 测控技术与仪器 学 号 3008202080 指导教师 黄银国 张飞 职 称 讲师、工程师 一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）该项目来源于九安电子血压计产品新单片机平台的开发，将应用于生命健康医疗相关的家庭领域，让使用者在家中就能方便测量血压。九安公司现有血压计产品的压力采
2、集方案属于较早前设计，由于当时高分辨率的AD成本较高，因此其采集方案采用电压与三角波比较，产生脉宽，然后测量其脉宽得到压力值。随着电子技术的发展，芯片集成度大大增强，高分辨率AD的成本已降到很低，已能达到对成本控制很严格的普通商业产品的要求。本项目基于中颖电子的SH79F6488型号单片机进行开发，该单片机可达16bit分辨率，内置PGA，可极大的减少外围测量电路。因此，本项目目的是开发出一款基于SH79F6488平台的具有PGA和高精度AD转换功能的电子血压计样机。公司实验设施齐全，技术力量雄厚，研究条件优越。目前，公司现有SH79F6488型号单片机硬件开发平台及开发环境，电子血压计标定设
3、备及示波器、信号发生器等通用电子仪器设备。二、参考文献1Adnan Mourad,Alastair Gillies ,Shane Carney. Inaccuracy of wrist-cuff oscillometric blood pressure devices:an arm position artefact CThe University of Newcastle,Australia.，20042Eoin OBrien,Bernard Waeber,Gianfranco Parati,et alBlood pressure measuring devices:recommendati
4、ons of the European Society of Hypertension JClinical review，2001，332(3)：531-5363刘敬华，于红玉，邓军民基于示波法原理的无创血压测量模块的应用J中国医疗设备，2008，23(9)：35-364钱峰，刘晔基于示波法的电子血压计实现J仪器仪表学报，2006，27(6)：1534-15355张慧浅谈电子血压计的原理与检定J科技信息，2010，(25)：92-936彭国意，张政波基于示波法和柯示音法的双踪电子血压测量系统J2008，(11)：26-287范有军数字式电子血压计示值误差测量结果的不确定度评定J中国计量，201
5、0，(2)： 99-1008王怀俊血压计测量不确定度评定J计量与测试技术，2009，36(12)：64-65三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。）1、研究内容（1）收集资料、了解课题，写开题报告；（2）进行单片机选型及单片机最小系统设计；（3）压力传感器选型及其硬件电路设计；（4）系统输入输出控制电路设计，包括按键电路、LCD显示电路等；（5）泵阀控制电路设计；（6）编写并调试程序；（基于Keil平台）（7）异常状况分析。（通过用户体验，对电子血压计性能进一步完善）2、主要指标与技术参数设计实现一款基于中颖电子SH79f6488
6、单片机平台的电子血压计产品，要求完成硬件电路和软件编程，压力测量精度达到1mmHg，算法临床精度等同九安现有血压计产品。3、文献翻译，撰写说明书阅读相关外文技术文献，其中翻译外文文献5000汉字以上；撰写设计说明书，篇幅在15000字以上。 指导教师（签字）年 月 日审题小组组长（签字）年 月 日天津大学本科生毕业设计开题报告课题名称基于PGA以及高精度AD转换的电子血压计设计学院名称精仪学院专业名称测控技术与仪器学生姓名张博林指导教师黄银国、张飞 一、课题来源及意义本课题是天津九安医疗仪器公司电子血压计研发项目，主要围绕着内部可编程增益放大器PGA以及16位分辨率的高精度AD转换技术而展开。
7、血压是人体的主要健康参数，如心电、脑电、脉搏、体温等数据的变化都与血压有直接的对应关系，人体的主要器官，如心脏、肝脏、肾脏、脑组织、动静脉、关节等疾病的产生和治疗，都与血压的数据有密切关系。由于血压有明显波动性的特点，需要非同日的多次反复测量才可判断血压升高是否为持续性。因此经常性地监测血压变化情况，对于及时检测和预防上述疾病有着非常重要的意义。近年来，电子血压计方便快捷，很快取代了水银式血压计占据家用血压计的主导地位，从而也对电子血压计的测量精度提出了很高的要求。本课题研究重点在于提高电子血压计AD转换精度以及硬件电路设计。二、国内外发展状况电子血压计技术从使用原理上经历了听诊法和示波法两个
8、阶段的发展。 听诊法又称为科式音法，也分为人工柯氏音法和电子柯氏音法，人工柯氏音法也就是我们通常所见到的医生、护士用压力表与听诊器进行测量血压的方法；电子柯氏音法则是用电子技术代替医生、护士的柯氏音测量方法。只有极少数公司在电子血压计上使用听诊法原理，而绝大部分主流电子血压计制造企业均使用示波法原理。示波法也叫振荡法，是90年代发展起来的一种比较先进的电子测量方法。压力传感器能实时检测到所测袖带内的压力及震荡波，如图1。逐渐放气，振荡波越来越大。再放气由于袖带与手臂的接触越松，因此压力传感器所检测的压力及波动越来越小。选择波动最大的时刻为参考点，以这点为基础，向前寻找是峰值 0.5的波动点，这
9、一点为收缩压，向后寻找是峰值0.8的波动点，这一点所对应的压力为舒张压，而波动最高的点所对应的压力为平均压。对于不同的血压计生产商，0.5和0.8作为比例系数也不尽相同，主要以临床实验结果为依据。图1 血压震荡波针对于基于示波法的电子血压计，目前国际上比较流行技术代际划分。第一代电子血压计：应用于上臂式电子血压计。快速加压到某一压力值，通过一个机械式定速排气阀按27mmHg/s的速度放气，并在此放气的过程中进行血压测量。第二代电子血压计：应用于上臂式电子血压计。能根据测量者的血压进行智能加压，采用电子控制排气阀的伺服技术（ECV SERVO TECHNOLOGY），减压测量，定速排气的速度真正
10、做到了定速，并使测量结果更加稳定。第三代电子血压计：应用于手腕式电子血压计。匀速加压，并在加压的过程中进行血压测量。第二代电子血压计技术相对于第一代血压计技术的优势突出，是我公司上臂式电子血压计跻身国际电子血压计市场前列的重要筹码之一。三、本课题的研究目标在第一代电子血压计的基础上基于中颖公司提供的SH79F6488单片机研制出一套具有内部可编程增益放大器PGA和高精度AD转换的电子血压计样机。该血压计样 机能够全自动测量血压并将测试者高低压显示在液晶屏上。四、研究内容、方法及手段（1）收集资料、了解课题，写开题报告；（2）进行单片机选型及单片机最小系统设计；（3）压力传感器选型及其硬件电路设
11、计；（4）系统输入输出控制电路设计，包括按键电路、LCD显示电路等；（5）泵阀控制电路设计；（6）编写并调试程序；（基于Keil平台）（7）异常状况分析。（通过用户体验，对电子血压计性能进一步完善）五、进度安排2011.12.202012.3.7 接受任务，了解课题 2012.3.82012.3.15 收集电子血压计相关资料，整理开题报告 2012.3.152012.3.29 拟订设计方案，熟悉单片机及开发环境 2012.3.292012.5.20 电子血压计测控系统设计及调试 2012.5.202012.6.8 撰写毕业论文，准备答辩 六、实验方案的可行性分析1、AD转换技术已经相当成熟，高
12、分辨率AD模块易实现。2、电子血压计测控系统的各功能模块清晰，各个驱动电路均有已设计好的参考电路。3、九安公司已经研发出一套成熟并已通过国际认证的测量血压算法。4、 软硬件实验条件丰富，并有公司研发部工程师作技术指导。七、已具备的实验条件课题来源于九安医疗电子公司的血压事业部，九安公司集研发、生产、国内外销售于一体，在电子血压计领域内具有极高的国际地位，公司实验条件齐全，此项目可在九安公司工程师直接指导下进行。 八、主要参考文献1Adnan Mourad,Alastair Gillies ,Shane Carney. Inaccuracy of wrist-cuff oscillometric
13、 blood pressure devices:an arm position artefact Che University of Newcastle,Australia.，20042Eoin OBrien,Bernard Waeber,Gianfranco Parati,et alBlood pressure measuring devices:recommendations of the European Society of Hypertension JClinical review，2001，332(3)：531-5363刘敬华，于红玉，邓军民基于示波法原理的无创血压测量模块的应用J
14、中国医疗设备，2008，23(9)：35-364钱峰，刘晔基于示波法的电子血压计实现J仪器仪表学报，2006，27(6)： 1534-15355张慧浅谈电子血压计的原理与检定J科技信息，2010，(25)：92-936彭国意，张政波基于示波法和柯示音法的双踪电子血压测量系统J2008， (11)：26-287范有军数字式电子血压计示值误差测量结果的不确定度评定J中国计量，2010，(2)： 99-1008王怀俊血压计测量不确定度评定J计量与测试技术，2009，36(12)：64-659Chin Sung Kuo，Chii Min Hwu，Ching Fai KwokUsing Semi-automated Oscillometric Blood
