基于51单片机的电子血压计的设计与实现.doc

摘要:血压是人体重要的健康指标，它直接关系到人们的身体健康。电子血压计有臂式、腕式之分，其技术经历了最原始的第一代、第二代（臂式使用）、第三代（腕式使用）的发展。电子血压计已经成为家用医疗设备中的重要工具，也越来越多地被用于医院等医疗机构。

以第二代电子血压计为例，其主要由充气泵、放气阀、传感器和控制器四个部分组成。传感器完成物理信号到电信号的转换。充气泵和放气阀实现对人体血压的控制，便于ADC采样。

传感器是血压计的最重要器件，它直接决定着电子血压计测量结果的准确度；ADC采样、充气泵和放气阀的控制是电子血压计的核心，它影响着电子血压计的精度。在本设计中，通过一个低通滤波器和一个高通滤波器，确保采样波形在1—30Hz范围内，滤掉无用的其他频率成分，保证测量的准确度。放气阀采用匀速放气阀，能够实现气压的匀速下降，保证测量的精确度。

关键词 单片机；血压计；传感器；滤波

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 电子血压计简介-1

1.2 电子血压计的发展历程-1

1.2.1 第一代电子血压计-1

1.2.2 第二代电子血压计-2

1.2.3 第三代电子血压计-2

1.3 国内外研究现状-2

1.4 设计论文的研究内容-3

1.4.1 设计需要解决的主要问题-3

1.4.2 论文的总体结构-3

2 电子血压计的设计理论和总体方案-4

2.1电子血压计基本设计原理与实现方法-4

2.1.1 电子血压计测量的基本原理-4

2.1.2 引起测量不准确的原因-5

2.2设计的总体方案选取及性能指标-5

2.2.1 总体方案选取-5

2.2.2 性能指标-5

3 系统的硬件设计与实现-6

3.1 STC12C5A60S2单片机的简述及电路设计-6

3.1.1 STC12C5A60S2单片机的简述-6

3.1.2 STC12C5A60S2单片机的主要性能参数-6

3.1.3 STC12C5A60S2单片机的引脚介绍-7

3.1.4 STC12C5A60S2内部ADC的应用-8

3.1.5 STC12C5A60S2单片机硬件接口电路-8

3.2 电源模块的设计-9

3.2.1 设计方案-9

3.2.2 实现步骤-9

3.2.3 硬件电路设计-9

3.3 US9111-006系列压力传感器-10

3.3.1 US9111-006系列压力传感器简介-10

3.3.2 主要技术指标-11

3.3.3 硬件电路设计-12

3.4 放大电路的设计-12

3.5 滤波电路设计-13

3.5.1 二阶高通巴特沃斯滤波器设计-13

3.5.2 200倍放大电路设计-14

3.5.3 二阶低通巴特沃斯滤波器设计-14

3.6 充气泵与放气阀控制方案-14

3.6.1 充气泵选择与简介-14

3.6.2 放气阀选择与简介-15

3.6.3 硬件电路设计-15

3.7 液晶显示模块简介及电路设计-15

3.7.1 液晶显示模块LCD1602简介-16

3.7.2 液晶显示模块LCD1602电路设计-17

3.8 控制按键模块设计-18

3.9 本章小结-18

4 系统的软件设计-20

4.1 主程序设计-20

4.2 各子模块软件设计-21

4.2.1 初始化模块设计-21

4.2.2 按键输入模块设计-21

4.2.3 充气模块设计-21

4.2.4 信号采集模块设计-21

4.2.4 计算收缩压和舒张压模块设计-23

4.2.6 错误处理模块设计-24

4.2.7 显示输出模块设计-24

4.3 本章小结-24

5 系统功能测试与分析-25

5.1 测量仪器-25

5.2 测量数据及结果分析-25

5.2.1 直流电压和传感器的压力值关系表-25

5.2.2 实验中测量的血压信号及收缩压-25

5.3 本章小结-26

结论-28

致谢-29

参考文献-30

附录-31

附录1 部分程序-31

附录2 系统主要电路图-38

附录3 实物图-40