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1、毕业设计说明书课题名称： 血压计的设计与制作 学生姓名 学 号 所在学院 浙江机电职业技术学院 专 业 机电一体化 班 级 机电 指导教师 起讫时间： 2012 年2 月12 日 2012 年4 月6 日便携式血压计的设计摘 要现代社会的迅速发展，导致环境日益恶化，不健康的生活习性与不科学的饮食习惯，导致人类疾病越来越多的出现。其中，有着人类第一无形杀手称号的高血压病，已逐渐上升到人类疾病危害排行榜的前几名，长期危害着人体健康，让饱受高血压折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地测量与监控高血压，从而有效预防与治疗高血压，成为人们对抗高血压病的首要问题。于是，设计一台便捷的测量血压的装置，成为重中之
2、重。家用电子血压计，主要是用于家庭。家庭医疗保健已成为现代人的医疗保健时尚。过去人们测量血压必须到医院才行，而今只要拥有了家用电子血压计，坐在家里便可随时监测血压的变化，如发现血压异常便可及时去医院治疗，起到了预防脑出血、心功能衰竭等疾病猝发的作用。本文将详细介绍我们设计的智能型血压测量装置。关键词：ASDX 001；AT89C51；液晶显示；压力测量。目 录前言1第一章 便携式血压计装置总体概述71.1 便携式血压计简介71.1.1 便携式血压计的介绍71.1.2 便携式血压计功能简介71.1.3 便携式血压计使用注意事项71.2 血压计装置设计方案71.2.1 设计总体要求71.2.2 具
3、体设计方案81.3 便携式血压计工作原理91.3.1 血压测量的工作原理91.3.2 便携式血压计的工作原理10第二章 硬件电路的设计122.1 传感器简介以及电路设计122.1.1 传感器简介122.1.2 传感器电路设计132.2 AT89C51单片机的简介及其电路设计142.2.1 AT89C51简介142.2.2 主要性能参数142.3 单片机电路设计172.3.1 AT89C51的复位电路：172.3.2 AT89C51的时钟电路：182.3.3 AT89C51与液晶显示模块的电路连接182.4 液晶显示模块简介及电路设计192.4.1 液晶显示模块DM-1602简介192.4.2
4、液晶显示模块DM-1602电路设计212.5 其他电路设计222.5.1 电源电路222.5.2 线性阀PWM控制电路232.5.3 充气PUMP控制电路242.5.4 按键电路24第三章 软件系统流程以及程序的设计253.1 单片机主程序流程图253.2 处理模块253.3测量模块253.4 信号处理模块263.5 显示模块263.6 电源处理模块27结论28参考文献29致谢30附录31子程序流程：31部分参考程序32附录元件清单36第1章 绪论引言随着生活水平的提高，人们越来越观注自己的身体健康，血压是身体健康与否的一个重要指标。据2001年全国普查显示，我国平均每三个家庭就有一个高血压患
5、者；慢性低血压的发病率为4%左右，其在老年人群中可高达10%。因此，研制既适合家庭保健人员又适合专业人士智能型血压计具有重要的意义。在现代疾病谱上，高血压的危害无疑高居前几位。对于上了年纪的人，血压是一个重要的健康信号。随着生活水平的提高，时下老年人对自己的血压越来越关注。高血压是世界最常见的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害非常的巨大，据有关统计资料显示，我国现有的高血压患者已达一亿，并且每年新增人数在300万以上。从高血压目前的危害来看，高血压病已成为人类的头号隐形杀手病。高血压病不但是长期危害人体健康的一种慢性病，而且它还是脑中风、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、肾衰等疾病的祸首，因
6、此被人们称为“无形杀手”。 高血压对人体的损害是全身性的，也是造成死亡的恶魔，直接威胁着人的生命，所以，对高血压这个无形杀手，不可掉以轻心。 治疗高血压病，首先是要测量准确的血压。测量血压的仪器称为血压计。血压计可分为直接式和间接式两种。两种血压计的工作原理是不相同的，直接式是用压力传感器直接测量压力变化；间接式的工作原理则是控制从外部施加到被测部位上的压强，并将控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。前者不管对动脉或静脉都可连续测试，而后者只能测量动脉的收缩压和舒张压。 传统的血压计是模拟的血压计。此类血压计操作比较复杂，测量精度不够，而且受环境影响较大。且时常需要校准精度，需
7、用一只准确的汞柱血压计或血压表一同校验。其方法是将听诊器上“Y”形管取下，其两端分别接准确的血压计(血压表)和校验的弹簧表式血压表，第三端接臂带及气阀，这样利用同一压力，观察要校验的血压表与准确的血压计(血压表)的读数是否葙伺，如不同则说明该校验的血压表已不准确，如读数相同，仅零位有偏差时，并不影响实际使用。如发现血压表指针不能回复零位时，切勿擅自调节螺钉，以免损害表内机芯，此时应将血压表送到生产厂家或指定服务部维修。因此，此类血压计的使用与维护相对麻烦。为了让广大血压计使用者更方便的使用与维护血压计，也让更多的人学会使用血压计进行简单的血压测量，我们设计出一台操作便捷，测量精确，无需维护的智
8、能型测量血压的装置，以帮助人们对抗高血压。本论文也具有比较重要的现实意义。目前，市场上的使用的血压计大部分仍是水银血压计，也有一些动态血压记录仪。水银血压计每次测量必须由医生戴上听诊器进行测量，测量过程复杂，只能是每个医生一次对一个人进行测量;而且对不同的医生，测量结果可能不同:对同一个人来说，影响血压因素非常多，由于每次测量的时间不可能很长，测得结果在某些情况就不能真实的反映被测对象的血压值。将脉动波的记录引入动态血压技术，提供24小时内的每次血压测量结果，而且能再现每次测量过程中的波形。在动态血压检测中干扰和伪差是不可避免的。目前市场上的大部分动态血压记录仪，只记录每次测量的结果，医生面对
9、的是一批真伪难辩的数字。本课题研究最终旨在设计出全信息的动态血压记录仪，使每次测量结果完全透明，实时分析结合回顾分析，使医生可以对照原始波形判断数据的真伪，有效甄别出干扰和伪差引起的误检测，恢复真实血压，保证血压报告的有效性和可靠性。第一章 便携式血压计装置总体概述1.1 便携式血压计简介1.1.1 便携式血压计的介绍该产品重量轻，便携，可放入医生护士口袋。无水银，增强环保性，避免了因水银泄露而造成的污染事故。操作简单易懂，特别适合家庭使用。1.1.2 便携式血压计功能简介该血压计以压力传感器测得血压值，再将血压数据通过A/D转换器转换成数字信号，传入单片机，然后由控制核心单片机控制，经主程序
10、处理数据之后，在液晶显示器上把数据显示出来。1.1.3 便携式血压计使用注意事项1.袖带位置须与心脏高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整个胳膊平伸在高于心脏位置的桌子上，或用垫子将胳膊垫得过高；2. 每天要在固定时间和同样状态下，以相同的姿势测量血压；3. 应该在安静的状态下进行测量，测量前安静休息1020分钟，深呼吸23次；4. 饭后或运动后至少休息一小时再进行测量；5. 不要在浴后、吸烟、饮酒、喝咖啡后测血压；6. 要在没有尿意时测血压。7. 测量时应保持心情舒畅，没有疲劳感，不紧张。1.2 血压计装置设计方案1.2.1 设计总体要求便携式电子血压计是传
11、感技术和微电脑技术的结合体，它的结构应该能保证完成三项基本任务：感应血流的压力；判别高压和低压；在屏幕上显示测量结果。感受血流压力离不了传感器，民用电子血压计中所应用的压力传感器必须是高性能低成本的，灵敏度要高，测量范围倒不需要很大。在各种传感器中有一类是利用压电效应的，还有一种人工合成的被称为PVDF的压电薄膜，它是柔软的塑料。其次就是能根据血压变动及时抓住高、低压的微处理器。另外，血压会通过电子血压计的液晶显示屏进行显示。1.2.2 具体设计方案在这里介绍一下有关血压的基本知识，血压是血液在血管内流动时对血管壁的侧压力。血压分收缩压和舒张压。当心室收缩向动脉泵血时，血压升高，其最高值为收缩
12、压。心室舒张时，血压降低，其最低值为舒张压。血压通常以上肢肪动脉测得的血压为代表，正常成年人上胶动脉的收缩压为90140毫米汞柱，舒张压为6090毫米汞柱。血压过低或过高都是疾病的征象。血液在动脉血管中的压力随着心脏的收缩、舒张而不断变化，而人的心脏的收缩频率即心率比较低，一般在30300bpm，由此血压脉动镶号是相对而言还是属于一种缓慢变化的信号，我的设计是采用外接式的结构，以89C51单片机为核心，由其内部自带的10位8通道A/D转换模块构成的采样模块，该模块的采样数据由单片机串口经电平转换后送到上位机的串口COMI或COMZ，形成种连续数据采集串行数据传输的方式本设计是基于89C51单片
13、机的设计，具体装置方案如下图1-1所示：图1-1便携式血压计设计方案系统工作示意图：图1-2 血压计系统工作示意图硬件工作流程图如图 1-2所示。电源开启过后，若有必要修改系统的默认参数，将由键盘输入或PC机对其进行设置。经过了这个阶段以后，系统将对某些参数和硬件内部的一些寄存器进行初始化工作。初始化完成之后，将启动A/D转换，等待直至A/D转换结束。然后将A/D转换结果送入上位机。待采样的时间达1秒钟后将分析数据结果，求出最大值和最小值，将这些数据处理后即为收缩压和舒张压。将它们送往LED数码管进行显示。1.3 便携式血压计工作原理1.3.1 血压测量的工作原理血压有两种,一是收缩压:是当心
14、脏收缩把血液打到血管所测得的血压,二是舒张压:是心脏在不收缩所得的压力。当袖带的压力等于血压时,血液开始可以流通而产生所谓的袖带声,这时候也就是收缩压,必须开始从这里做记录,直到最后当袖带声没有的时候,此点即为舒张压。根据气袖在减压过程中，其压力振荡波的振幅变化包络线来判定血压的。目前比较一致的看法是当气袖压力振荡波的振幅最大的时候，气袖的压力是动脉的平均压。动脉的收缩压对应于振幅包络线的第一个拐点，舒张压对应于包络线的第二个拐点。收缩压判断的确定：通常采用最大的振幅法，即在放气过程中脉搏波振幅度包络线的上升段，当某一个脉搏波的幅度与Um之比时，就认为此时对应的气袖压力为收缩压。 （1-1）舒张压判断的确定：也是用最大的振幅法来判定，不过是在脉搏波振幅包络线的下降段，当某一个脉搏波的幅度与之比时，就认为此时对应的气袖压力为舒张压。 （1-2）血压信号以及收缩舒张压的位置如图1-3所示图1-3 血压交直流信号及收缩压和舒张压位置先找出最大振幅值 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1.3.2 便携式血压计的工作原理马达在充气时，袖带内部产生
