基于plc单片机的血压测量设计

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1、基于plc单片机的血压测量设计（陈碧强西北师范大学730070）摘要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。本文利用微弱信号的检测技术设计出动态血压测量计。该血压测量计可以进行简单的血压测量。本文以目前较为流行的PIC单片机PIC16F874为血压测量计的核心，利用Motorola公

2、司的压力传感器将血液对血管壁的压力转换为电信号，并送入单片机中集成的A/D转换模块将血压信号转换为数字信号后进行显示、存储、传输等处理。关键词：血压；单片机；测量；PLC1引言因为在国民经济的各个部门都己渗透微机检测与控制系统。国防技术、航天、航空、铁路、冶金、化工等产业自是不必说，就连日常生活中也用上了微机测控技术，如电梯、微波炉、电冰箱等。由于单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低可靠性高、价格便宜、实用灵活、开发周期短、适合国情等诸多优点，因此，在工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、智能仪器

3、仪表、遥感遥测、通讯设备、机器人、高档家电中随处可见其身影。而这些智能器件可以运用到以下领域：(1)、消费者服务领域，它主要应用到家庭器具和娱乐器件；(2)、汽车领域，每辆汽车都将近有50个单片机，它们提供智能化控制，例如报警系统、ABS和安全气囊；(3)、在办公自动化领域，主要包括PC机、键盘、复印机和打印机；(4)、无线电通信领域，包括便携式电话、寻呼机和电话应答机；五是在所有的工业应用领域，例如旅馆房间的门锁、自动化水龙头和工业控制。作为自动化专业的学生，掌握单片机基本知识，学会其运用，并为以后在此基础上结合

4、相关领域设计智能化产品和提高某些产品性能具有重要的实践意义。在plc单片机应用中，可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域，提高plc单片机自身的可靠性是一种有效方法。2设计的总体思路及方法2.1系统硬件的总体设计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30-300bpm，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，本设计是采用外接式的结构，以PIC16F874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

5、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。硬件设计如图2-1所示。图2-1硬件设计图2.1.1采样频率图中A0-A7为传感器采集来的血压信号经过调理后的0-5v的标准信号。由于人的心率一般在30-300bpm范围内，因而血压信号的有效频率范围较小。根据采样定理，(采样频率只要能大于信号频率的2倍理论上采样后的数据就能还原原始信号)，并参考其它血压计和心电启示录仪的采样频率，本文选取每个通道的采样频率为250Hz对血压信号进行采样，能足够满足数据的处理需要。为充

6、分利用硬件潜力，根据需要可以通过键盘或PC机来设置采样速率。2.1.2分辨率PIC16F874单片机A/D转换位数为10位，则分辨率为1/210或约为满刻度的0.1%。由采样位数为10位，即需2个字节来存储，1秒钟就采样500个字节。由于设计要求的采样精度为3%，所以可以去掉结果的低两位，即用一个字节来存储采样结果。采用这种方式系统的精度将降低，省略掉的两位最大占满刻度的3/1024，对系统的测量结果影响较小。2.1.3数据传输率为减小系统的功耗和增加数据传输的可靠性，数据传输速率将根据采样的通道数目进行设定。若只

7、对一个通道进行采样，则每秒钟将产生250个字节的数据，选择串行传送的波特率为9600bps，则大约1ms就能传送一个字节，ls可以传送大约1K个字节，所以可以满足要求。2.1.4硬件工作流程图由于采样的频率较低，硬件设计就采用每采集一次血压信号就将结果通过串行端口传送给上位机，便于连上位机(PC机)对数据进行实时处理。否否开电源由键盘输入设置参数启动A/D转换转换结束否？传输数据显示结果需结束否？结束图2-2硬件工作流程图硬件工作流程图如图2-2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

8、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，经过一些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。2.2微弱信号的检测方法提高信号检测灵敏度或降低可检测下限的