资源描述：
《基于AVR单片机的数字血压计设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、郭岳等:基于AVR单片机的数字血压计设计25基于AVR单片机的数字血压计设计TheDesignofDigitalBloodPressureMonitorBasedonAVR郭岳熊和金(武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430063)摘要:本文以Atmel公司生产的ATmega128为控制核心,配合压力传感器,外围电路和LCD显示提出了一种数字血压计的设计方案。该血压计具有低成本,体积小,低功耗,便于携带和操作的优点,是现代家庭的必备工具。关键词:数字血压计;压力传感器;ATmega1281系统工作原理2硬件电路设计11血压测量原理21压力传感
2、器心脏每时每刻如泵一样对血液施加压力,而血液流本电路采用MPS-3117型压力传感器。MPS-经血管壁所施加的压力就是血压。其中心脏收缩,输出3117型压力传感器是为检测血压而专门设计的,采用恒血液时的最高压,称为收缩压(高压),心脏舒张,血液回流源供电,因此具有非常优越的温度系数,在血压计应用中,流心脏时的最低压,称为舒张压(低压)。在稳定性及抑制漂移等方面具有很好的表现。测量范围是血压计的测量原理:由袖带冲气压迫测量部位阻断(0~58)psi;精度为03;输出信号为mv级输出。血流,然后通过排放袖带中的气体使血液再次流动。血22信号调理电路和滤波电路压测量就是
3、根据血液再次流动时发出的血流声音及振动LM324是带有真差动输入的四运算放大器,使用的变化来判定的。这里采用示波法(振荡法)来测量血LM324构成信号放大电路和滤波电路,将压力传感器的压,即当袖带的压力等于血压时,血液开始可以流通而产输出值转化为(0~47)V的标准电压输出,接入单片机生所谓的袖带声,这时也就是收缩压,必须开始从这里做的AD模块。记录,直到最后当袖带声没有的时候,此点即为舒张压。信号放大电路使用LM324构成差动输入,单输出的12工作原理放大电路,能够有效的抑制温漂,保证输出的稳定性。放血压传感器将用户的血压变换成电压信号,经过信大电路图如图2。号调
4、理电路送到ATmega128单片机的AD模块中,再经过单片机处理后在LCD上显示,随时可以看到血压值。具体工作过程是:单片机PWM输出控制气泵充气至200mmHg高,慢慢以每秒约下降(3~5)mmHg的速度放气。一路AD采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压;一路AD采样袖带内气压交流分量经分析计算后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置。最后通过软件将计算出的收缩压和舒张压结果输出至LCD显示,并且可将测量到的血压值存储到EEPROM中保存起来作为原始数据方便就医时参考。系统框图如图1。图2信号放大电路滤波电路采用LM324中的一个运放构成带通滤波器(允许(08~3
5、8)Hz的信号通过),滤掉信号中的直流成分和电源以及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰。滤波后的交流分量送入单片机ADC计算幅值,找出05倍的最大幅值和08倍的最大幅值的瞬态位置,两者对应的血压直流分量即为收缩压和舒张压。滤波电路图1系统原理框图如图3。26计量与测试技术2010年第37卷第2期路见图5。具体显示内容为电池剩余电量、收缩压、舒张压、mmH/KPa单位五项。图3带通滤波器电路23ATmega128单片机主控电路及电源电路ATmega128是一款基于AVR内核,采用RISC结图5LCD显示电路构,低功耗COMS的8位单片机。主要特
6、点有:4KB的键盘电路采用独立式按键,用于启动血压计,查找原EEPROM,53个通用I/O口,4个可输出PWM的定时始记录,mmHg/KPa单位转换功能。连接电路见图6。器/计数器,8通道单端或差分输入的10位ADC,6种可通过软件选择的节电模式。单片机供电采用外部9V电池通过7805稳压到5V输入VCC;外部晶振通过单片机的XTAL1和XTAL2引脚输入18MHz主频;气泵的驱动采用8位定时器/计数器0的PWM功能,通过引脚OC0输出PWM波控制气泵;采集到的电压信号分别输入到ADC0和ACD1引脚。由于单片机自带有4KB的EEPROM,所以在数据量不大的情况下,可以将
7、采集到的血压值存储到EEPROM图6按键电路中,方便就医时使用。3软件设计31AD采样程序对压力传感器的AD数据采样程序可以采用查询方式工作。以ADC0为模拟量输入通道的AD采样程序如下。使用ICCAVR编译环境,输入通道选取ADC0;ADC参考电源使用AVcc;转换方式选择连续转换模式。unsignedintadc(void){unsignedinttemp1,temp2;ADCSRA=0xE3;ADMUX=0x40;while(!(ADCSRA&(1<
