血壓計的設(shè)計與制作

/畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱：血壓計的設(shè)計和制作學生姓名陸曉飛學號0902013317所在學院浙江機電職業(yè)技術(shù)學院專業(yè)機電一體化班級機電0933指導老師韓愛娟起訖時間：2012年2月12日～2012年4月6日便攜式血壓計的設(shè)計摘要現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，導致環(huán)境日益惡化，不健康的生活習性和不科學的飲食習慣，導致人類疾病越來越多的出現(xiàn)。其中，有著人類第一無形殺手稱號的高血壓病，已慢慢上升到人類疾病危害排行榜的前幾名，長期危害著人體健康，讓飽受高血壓熬煎的患者痛不欲生。如何便捷有效地測量和監(jiān)控高血壓，從而有效預防和治療高血壓，成為人們對抗高血壓病的首要問題。于是，設(shè)計一臺便捷的測量血壓的裝置，成為重中之重。家用電子血壓計，主要是用于家庭。家庭醫(yī)療保健已成為現(xiàn)代人的醫(yī)療保健時尚。過去人們測量血壓必需到醫(yī)院才行，而今只要擁有了家用電子血壓計，坐在家里便可隨時監(jiān)測血壓的變更，如發(fā)覺血壓異樣便可剛好去醫(yī)院治療，起到了預防腦出血、心功能衰竭等疾病猝發(fā)的作用。本文將詳細介紹我們設(shè)計的智能型血壓測量裝置。關(guān)鍵詞：ASDX001；AT89C51；液晶顯示；壓力測量。目錄前言 1第一章便攜式血壓計裝置總體概述 7§1.1便攜式血壓計簡介 7§1.1.1便攜式血壓計的介紹 7§1.1.2便攜式血壓計功能簡介 7§1.1.3便攜式血壓計運用留意事項 7§1.2血壓計裝置設(shè)計方案 7§1.2.1設(shè)計總體要求 7§1.2.2詳細設(shè)計方案 8§1.3便攜式血壓計工作原理 9§1.3.1血壓測量的工作原理 9§1.3.2便攜式血壓計的工作原理 10其次章硬件電路的設(shè)計 12§2.1傳感器簡介以及電路設(shè)計 12§2.1.1傳感器簡介 12§2.1.2傳感器電路設(shè)計 13§2.2AT89C51單片機的簡介及其電路設(shè)計 14§2.2.1AT89C51簡介 14§2.2.2主要性能參數(shù) 14§2.3單片機電路設(shè)計 17§2.3.1AT89C51的復位電路： 17§2.3.2AT89C51的時鐘電路： 18§2.3.3AT89C51和液晶顯示模塊的電路連接 18§2.4液晶顯示模塊簡介及電路設(shè)計 19§2.4.1液晶顯示模塊DM-1602簡介 19§2.4.2液晶顯示模塊DM-1602電路設(shè)計 21§2.5其他電路設(shè)計 22§2.5.1電源電路 22§2.5.2線性閥PWM限制電路 23§2.5.3充氣PUMP限制電路 24§2.5.4按鍵電路 24第三章軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計 25§3.1單片機主程序流程圖 25§3.2處理模塊 253.3測量模塊 25§3.4信號處理模塊 26§3.5顯示模塊 26§3.6電源處理模塊 27結(jié)論 28參考文獻 29致謝 30附錄 31子程序流程： 31部分參考程序 32附錄元件清單 36第1章緒論引言隨著生活水平的提高，人們越來越觀注自己的身體健康，血壓是身體健康和否的一個重要指標。據(jù)2001年全國普查顯示，我國平均每三個家庭就有一個高血壓患者；慢性低血壓的發(fā)病率為4%左右，其在老年人群中可高達10%。因此，研制既適合家庭保健人員又適合專業(yè)人士智能型血壓計具有重要的意義。在現(xiàn)代疾病譜上，高血壓的危害無疑高居前幾位。對于上了年紀的人，血壓是一個重要的健康信號。隨著生活水平的提高，時下老年人對自己的血壓越來越關(guān)注。高血壓是世界最常見的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害特殊的巨大，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料顯示，我國現(xiàn)有的高血壓患者已達一億，并且每年新增人數(shù)在300萬以上。從高血壓目前的危害來看，高血壓病已成為人類的頭號隱形殺手病。高血壓病不但是長期危害人體健康的一種慢性病，而且它還是腦中風、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、腎衰等疾病的禍首，因此被人們稱為“無形殺手”。高血壓對人體的損害是全身性的，也是造成死亡的惡魔，干脆威逼著人的生命，所以，對高血壓這個無形殺手，不行掉以輕心。治療高血壓病，首先是要測量精確的血壓。測量血壓的儀器稱為血壓計。血壓計可分為干脆式和間接式兩種。兩種血壓計的工作原理是不相同的，干脆式是用壓力傳感器干脆測量壓力變更；間接式的工作原理則是限制從外部施加到被測部位上的壓強，并將限制的結(jié)果和其相關(guān)的柯氏音的產(chǎn)生和消逝的信息加以推斷。前者不管對動脈或靜脈都可連續(xù)測試，而后者只能測量動脈的收縮壓和舒張壓。傳統(tǒng)的血壓計是模擬的血壓計。此類血壓計操作比較困難，測量精度不夠，而且受環(huán)境影響較大。且時常須要校準精度，需用一只精確的汞柱血壓計或血壓表一同校驗。其方法是將聽診器上“Y”形管取下，其兩端分別接精確的血壓計(血壓表)和校驗的彈簧表式血壓表，第三端接臂帶及氣閥，這樣利用同一壓力，視察要校驗的血壓表和精確的血壓計(血壓表)的讀數(shù)是否葙伺，如不同則說明該校驗的血壓表已不精確，如讀數(shù)相同，僅零位有偏差時，并不影響實際運用。如發(fā)覺血壓表指針不能回復零位時，切勿擅自調(diào)整螺釘，以免損害表內(nèi)機芯，此時應將血壓表送到生產(chǎn)廠家或指定服務部修理。因此，此類血壓計的運用和維護相對麻煩。為了讓廣袤血壓計運用者更便利的運用和維護血壓計，也讓更多的人學會運用血壓計進行簡潔的血壓測量，我們設(shè)計出一臺操作便捷，測量精確，無需維護的智能型測量血壓的裝置，以幫助人們對抗高血壓。本論文也具有比較重要的現(xiàn)實意義。目前，市場上的運用的血壓計大部分仍是水銀血壓計，也有一些動態(tài)血壓記錄儀。水銀血壓計每次測量必需由醫(yī)生戴上聽診器進行測量，測量過程困難，只能是每個醫(yī)生一次對一個人進行測量;而且對不同的醫(yī)生，測量結(jié)果可能不同:對同一個人來說，影響血壓因素特殊多，由于每次測量的時間不行能很長，測得結(jié)果在某些狀況就不能真實的反映被測對象的血壓值。將脈動波的記錄引入動態(tài)血壓技術(shù)，供應24小時內(nèi)的每次血壓測量結(jié)果，而且能再現(xiàn)每次測量過程中的波形。在動態(tài)血壓檢測中干擾和偽差是不行避開的。目前市場上的大部分動態(tài)血壓記錄儀，只記錄每次測量的結(jié)果，醫(yī)生面對的是一批真?zhèn)坞y辯的數(shù)字。本課題探討最終旨在設(shè)計出全信息的動態(tài)血壓記錄儀，使每次測量結(jié)果完全透亮，實時分析結(jié)合回顧分析，使醫(yī)生可以比照原始波形推斷數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，有效甄別出干擾和偽差引起的誤檢測，復原真實血壓，保證血壓報告的有效性和牢靠性。

第一章便攜式血壓計裝置總體概述§1.1便攜式血壓計簡介§1.1.1便攜式血壓計的介紹該產(chǎn)品重量輕，便攜，可放入醫(yī)生護士口袋。無水銀，增加環(huán)保性，避開了因水銀泄露而造成的污染事故。操作簡潔易懂，特殊適合家庭運用。§1.1.2便攜式血壓計功能簡介該血壓計以壓力傳感器測得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳入單片機，然后由限制核心單片機限制，經(jīng)主程序處理數(shù)據(jù)之后，在液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來。§1.1.3便攜式血壓計運用留意事項1.袖帶位置須和心臟高度保持一樣，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過高；2.每天要在固定時間和同樣狀態(tài)下，以相同的姿態(tài)測量血壓；3.應當在安靜的狀態(tài)下進行測量，測量前安靜休息10～20分鐘，深呼吸2～3次；4.飯后或運動后至少休息一小時再進行測量；5.不要在浴后、吸煙、飲酒、喝咖啡后測血壓；6.要在沒有尿意時測血壓。7.測量時應保持心情安逸，沒有乏累感，不驚惶。§1.2血壓計裝置設(shè)計方案§1.2.1設(shè)計總體要求便攜式電子血壓計是傳感技術(shù)和微電腦技術(shù)的結(jié)合體，它的結(jié)構(gòu)應當能保證完成三項基本任務：①感應血流的壓力；②判別高壓和低壓；③在屏幕上顯示測量結(jié)果。感受血流壓力離不了傳感器，民用電子血壓計中所應用的壓力傳感器必需是高性能低成本的，靈敏度要高，測量范圍倒不須要很大。在各種傳感器中有一類是利用壓電效應的，還有一種人工合成的被稱為PVDF的壓電薄膜，它是松軟的塑料。其次就是能依據(jù)血壓變動剛好抓住高、低壓的微處理器。另外，血壓會通過電子血壓計的液晶顯示屏進行顯示?！?.2.2詳細設(shè)計方案在這里介紹一下有關(guān)血壓的基本學問，血壓是血液在血管內(nèi)流淌時對血管壁的側(cè)壓力。血壓分收縮壓和舒張壓。當心室收縮向動脈泵血時，血壓上升，其最高值為收縮壓。心室舒張時，血壓降低，其最低值為舒張壓。血壓通常以上肢肪動脈測得的血壓為代表，正常成年人上膠動脈的收縮壓為90~140毫米汞柱，舒張壓為60~90毫米汞柱。血壓過低或過高都是疾病的征象。血液在動脈血管中的壓力隨著心臟的收縮、舒張而不斷變更，而人的心臟的收縮頻率即心率比較低，一般在30~300bpm，由此血壓脈動鑲號是相對而言還是屬于一種緩慢變更的信號，我的設(shè)計是接受外接式的結(jié)構(gòu)，以89C51單片機為核心，由其內(nèi)部自帶的10位8通道A/D轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成的采樣模塊，，該模塊的采樣數(shù)據(jù)由單片機串口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送到上位機的串口COMI或COMZ，形成種連續(xù)數(shù)據(jù)采集串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞奖驹O(shè)計是基于89C51單片機的設(shè)計，詳細裝置方案如下圖1-1所示：圖1-1便攜式血壓計設(shè)計方案系統(tǒng)工作示意圖：圖1-2血壓計系統(tǒng)工作示意圖硬件工作流程圖如圖1-2所示。電源開啟過后，若有必要修改系統(tǒng)的默認參數(shù)，將由鍵盤輸入或PC機對其進行設(shè)置。經(jīng)過了這個階段以后，系統(tǒng)將對某些參數(shù)和硬件內(nèi)部的一些寄存器進行初始化工作。初始化完成之后，將啟動A/D轉(zhuǎn)換，等待直至A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。然后將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入上位機。待采樣的時間達1秒鐘后將分析數(shù)據(jù)結(jié)果，求出最大值和最小值，將這些數(shù)據(jù)處理后即為收縮壓和舒張壓。將它們送往LED數(shù)碼管進行顯示?！?.3便攜式血壓計工作原理§1.3.1血壓測量的工作原理血壓有兩種,一是收縮壓:是當心臟收縮把血液打到血管所測得的血壓,二是舒張壓:是心臟在不收縮所得的壓力。當袖帶的壓力等于血壓時,血液起先可以流通而產(chǎn)生所謂的袖帶聲,這時候也就是收縮壓,必需起先從這里做記錄,直到最終當袖帶聲沒有的時候,此點即為舒張壓。依據(jù)氣袖在減壓過程中，其壓力振蕩波的振幅變更包絡(luò)線來判定血壓的。目前比較一樣的看法是當氣袖壓力振蕩波的振幅最大的時候，氣袖的壓力是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應于振幅包絡(luò)線的第一個拐點，舒張壓對應于包絡(luò)線的其次個拐點。收縮壓推斷的確定：通常接受最大的振幅法，即在放氣過程中脈搏波振幅度包絡(luò)線的上升段，當某一個脈搏波的幅度和Um之比時，就認為此時對應的氣袖壓力為收縮壓。（1-1）舒張壓推斷的確定：也是用最大的振幅法來判定，不過是在脈搏波振幅包絡(luò)線的下降段，當某一個脈搏波的幅度和之比時，就認為此時對應的氣袖壓力為舒張壓。（1-2）血壓信號以及收縮舒張壓的位置如圖1-3所示圖1-3血壓交直流信號及收縮壓和舒張壓位置先找出最大振幅值A(chǔ)max,在往前找幅值為0.5Amax的瞬態(tài)位置對應血壓直流重量即為收縮壓,往后找幅值為0.8Amax的瞬態(tài)位置對應血壓直流重量即為舒張壓,將計算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至液晶驅(qū)動器顯示§1.3.2便攜式血壓計的工作原理馬達在充氣時，袖帶內(nèi)部產(chǎn)生壓力，數(shù)字壓力傳感器ASDX001感應到該壓力值，經(jīng)過放大以及濾波電路后，由單片機89C51的第1腳讀入，并進行A/D轉(zhuǎn)換。單片機在程序的限制下，嚴格依據(jù)ASDX001壓力傳感器的要求的工作時序進行讀寫限制，讀入信號后，對數(shù)字信號進運算，然后經(jīng)DM-162液晶顯示模塊進行顯示。

其次章硬件電路的設(shè)計§2.1傳感器簡介以及電路設(shè)計§2.1.1傳感器簡介ASDX001屬于微型結(jié)構(gòu)壓力傳感器ASDXDO系列。ASDX系列是Sensym公司檢定合格的ICT代表產(chǎn)品的一種增加型品種。也是工業(yè)水平領(lǐng)先的一種SDX系列傳感器增加型。ASDX001傳感器的外形尺寸要比SDX稍大，能供應高電平(4.0V測量范圍)的輸出電壓，價格便宜。ASDX001壓力傳感器內(nèi)置專用集成電路（ASIC)經(jīng)全面CI校準并有溫度補償。ASDX001壓力傳感器接受標準DIP封裝，可對傳感器偏置、靈敏度、溫度系數(shù)和非線性度進行數(shù)字校正。ASDX001接受了IC兼容性協(xié)議，無需額外的元件或電子電路，就可簡潔地連接最常用的微限制器和微處理器。全部ASDXDO壓力傳感器的精度在滿量程范圍內(nèi)為。具有可用單一5供電電壓土作的特性。傳感器的設(shè)計和制造均遵循ISO9001標準。此系列傳感器可用于非腐蝕性、非電離的工作流體，如空氣和干燥氣體。傳感器的輸出是一個16進制格式的己校正的壓力值，其辨別率為12位。該壓力傳感器可用于測量確定壓、差力壓和表力壓。范圍從1PSI到100PSI，絕壓型傳感器有一個內(nèi)部真空參比值(基準值)，因此可干脆輸出一個和確定壓成比例的信號。差壓型裝置允許在傳感膜片的任一側(cè)施加壓力，可用于壓力差的測量。數(shù)字壓力傳感器ASDX001的結(jié)構(gòu)（1）外部結(jié)構(gòu)：圖2-1ASDX001外部結(jié)構(gòu)圖（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)ASDX001的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括4部分：多路支配器；②模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；③微控限制；④模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。如圖2-2所示：圖2-2ASDX00內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖§2.1.2傳感器電路設(shè)計ASDX001的外圍引腳共有8個，其中5個為空腳。工作電壓為正5負。由腳引入正5負電壓，為數(shù)據(jù)輸出腳，將所測量得到的數(shù)字電壓信號傳送到單片機的P1.0腳，ASDX001的地腳為GND腳，接地。因此，這個電路連接特殊簡潔，只須要將傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機的1腳上即可。如圖2-3所示：圖2-3ASDX001和單片機的連接電路原理圖§2.2AT89C51單片機的簡介及其電路設(shè)計§2.2.1AT89C51簡介AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),器件接受ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中心處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機能應用許多高性價比的場合，可靈敏應用于各種限制領(lǐng)域。AT89C51的封裝如圖2-4所示：圖2-4AT89C51封裝圖§2.2.2主要性能參數(shù)（1）主要特性：·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路（2）管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸取8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必需被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部供應上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平常，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣由。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣由。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和限制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣由。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：口管腳（備選功能）P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些限制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平常間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平常，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要留意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假如微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平常，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。留意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平常，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。（3）振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可接受。如接受外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必需保證脈沖的凹凸電平要求的寬度。（4）芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的限制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必需被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。§2.3單片機電路設(shè)計§2.3.1AT89C51的復位電路：同時在第9腳引出一個22uF的電容和一個2K的電阻接+5V的電源組成一個復位電路。如圖2-5所示：圖2-5AT89C51復位電路原理圖§2.3.2AT89C51的時鐘電路：AT89C51的+5V電源由39腳引入，第19腳接地，第17腳和第18腳間由12MHz的晶振及兩個20pF的無極性電路組成一個時鐘振蕩電路。如圖2-6所示：圖2-6AT89C51時鐘電路原理圖§2.3.3AT89C51和液晶顯示模塊的電路連接液晶顯示模塊所要的數(shù)字信號從AT89C51的P0.0-P0.7口引出，分別對應的接DM-162的D0-D7端口，完成數(shù)據(jù)傳輸，液晶顯示模塊的限制引腳RS、PR、E分別接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口，以實現(xiàn)微處理器對液晶顯示模塊的限制。如圖2-7所示：圖2-7AT89C51和顯示模塊電路接線原理圖§2.4液晶顯示模塊簡介及電路設(shè)計§2.4.1液晶顯示模塊DM-1602簡介液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄靈活的諸多優(yōu)點,在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。這里介紹的字符型液晶模塊是一種用5x7點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器,依據(jù)顯示的容量可以分為1行16個字、2行16個字、2行20個字等等實物圖片如圖2-8：圖2-8DM-162實物圖1602接受標準的14腳接口,其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端,接正電源時對比度最弱,接地電源時對比度最高,對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”,運用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度第4腳：RS為寄存器選擇,高電平常選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平常選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線,高電平常進行讀操作,低電平常進行寫操作。當RS和RW共同為低電平常可以寫入指令或者顯示地址,當RS為低電平RW為高電平?？梢宰x忙信號,當RS為高電平RW為低電平常可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端,當E端由高電平跳變成低電平常,液晶模塊執(zhí)行叮囑。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形,如表2-1所示,這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等,每一個字符都有一個固定的代碼,比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H）,顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來,我們就能看到字母“A”表2-1CGRM和CGRAM中字符代碼和字符圖形對應關(guān)系高位地位000000100011010001010111××××0000CGRAM(1)1èQp××××0001(2)！2ARq××××0010(3)“3BSr××××0011(4)#4CTs××××0100(5)$5DUt××××0101(6)%6EVu××××0110(7)&7FWv××××0111(8)>8GXw××××1000(1)(9HYx××××1001(2)):IZy××××1010(3)“;J[z××××1011(4)+<K￥{××××1100(5)|=L]|××××1101(6)_>M^}××××1110(7).?N--××××1111(8)/O←1602液晶模塊內(nèi)部的限制器共有11條限制指令,如表2-2所示,表2-21062內(nèi)部限制指令指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開關(guān)限制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址(AGG)8置數(shù)字存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲器地址（ADD）9讀忙標記或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM10要寫的數(shù)11從CGRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)§2.4.2液晶顯示模塊DM-1602電路設(shè)計VSS為地電源，VDD接5V正電源，V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，運用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。PS為寄存器選擇，高電平常選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平常選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，高電平常進行讀操作，低電平常進行寫操作。當PS和PR共同為低電平?？梢詫懭胫噶罨蛘唢@示地址，當PS為低電平PR為高電平?？梢宰x忙信號，當PS為高電平PR為低電平常可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平常，液晶模塊執(zhí)行叮囑。如圖所示：圖2-11液晶顯示模塊電路§2.5其他電路設(shè)計§2.5.1電源電路電源由AAA電池兩顆供應。電源透過L1、D1、U3形成PFM升壓電路，R33和C9做為升壓后電壓濾波作用。實測中，加上R33可降低50%之電源離訊。Q4為VCC電源限制電晶體。R13和R14分壓值做為電壓偵測位準。詳細工作方式：當3V電壓從L1流過給升壓IC后，經(jīng)升壓從第3腳輸出為5V，Q4為開關(guān)管，在關(guān)機狀態(tài)下，Q4不導通，C9，C11為濾波電容。當POWER鍵按下時Q4導通，輸出一個5V的電壓給Vcc，供電給其他設(shè)備。如圖2-12所示：圖2-12電源電路原理圖§2.5.2線性閥PWM限制電路泄氣速率以PWM（PulseWidthModulation脈寬調(diào)變）方式限制，MCU將依據(jù)壓力值之泄氣變更調(diào)整泄氣速率在規(guī)格范圍內(nèi)。C11和C12做為穩(wěn)定電源和濾波作用，削減PWM限制避開電源變動造成電壓不穩(wěn)。詳細工作方式：當充氣到200KPA時，起先漏氣，由IC發(fā)出一個信號給第3腳，經(jīng)R12流過到Q2，使Q2導通，輸出一個2.7V的電壓給V1，使V1起先工作，D2愛惜Q2和V1的正常工作而設(shè)計。如圖2-13所示：圖2-13線性閥PWM限制電路§2.5.3充氣PUMP限制電路PUMPcontrol訊號限制PUMP動作，R27為限流電阻。詳細工作方式：由IC的4腳輸出一個低電平約（0.6V）信號給R27，經(jīng)Q1導通，VBT為Q1供應3V的電壓，Q1導通輸出一個3.2V的電壓經(jīng)PUMP，使PUMP導通。D3為愛惜二極管，使PUMP能穩(wěn)定工作。如圖2-14所示：圖2-14充氣PUMP限制電路原理圖§2.5.4按鍵電路開關(guān)連接單片機的27腳，構(gòu)成整個系統(tǒng)的開關(guān)電源。按下POWER鍵，則系統(tǒng)導通，起先工作。如圖所示：圖2-15按鍵電路原理圖第三章軟件系統(tǒng)流程以及程序的設(shè)計§3.1單片機主程序流程圖主程序流程圖3-1主程序流程圖流程圖說明主程序依此調(diào)用5個模塊：處理模塊、測量模塊、信號處理模塊顯示模塊、顯示模塊、電源處理模塊§3.2處理模塊推斷鍵盤的當前狀態(tài)（是否開/關(guān)電源），執(zhí)行相應的操作。圖3-2處理模塊流程圖3.3測量模塊測量信號為二路，壓力傳感器的信號經(jīng)放大送AD1，作為靜態(tài)直流血壓信號；隔直后經(jīng)再次放大送AD2，作為脈搏波信號。由于傳感器的AD為10位，因此最高精度可達1/1024。采樣后的信號經(jīng)信號處理模塊的處理，最終計算得到收縮壓、舒張壓。§3.4信號處理模塊主要功能是脈搏波的推斷和檢測，主要分為兩步：第一步，對A/D采樣的脈搏波信號進行低通濾波處理，解除因外界干擾造成的信號讀數(shù)的誤差；其次步，接受相關(guān)運算，最大程度的解除因手臂的運動造成的誤差。在這基礎(chǔ)上，分析信號，得到波形的峰值（供推斷收縮壓，舒張壓和平均壓），得到每個脈搏波的時間。圖3-3信號處理模塊流程圖§3.5顯示模塊主要顯示3種信息：測量過程顯示當前壓力值、漏氣速率；測量結(jié)束后分別以mmHgH和Kpa方式滾動顯示收縮壓、舒張壓及心率；校準狀態(tài)下顯示當前壓力值、漏氣速率。串行通信模塊接受PC機主叫的中斷方式，一旦接到PC機發(fā)來的叮囑，對血壓進行初始值的設(shè)定，主要包括起始加壓值，每次的壓力遞增值和最高壓力限制。LCD顯示子程序流程LCD1602:§3.6電源處理模塊用于穩(wěn)壓模塊的限制，按開/關(guān)鍵，穩(wěn)壓模塊的限制端為高電平，穩(wěn)壓模塊處于正常輸出狀態(tài)。此時，血壓計處于“開”狀態(tài)；再次按開/關(guān)鍵，置PAO低電平，關(guān)閉穩(wěn)壓模塊的輸出，處于斷電的“關(guān)”狀態(tài)。結(jié)論目前常用的血壓測量系統(tǒng)大多存在兩大缺點：其一，須要大量的連線才能把現(xiàn)場傳感器的信號送到采集卡上，布線施工麻煩，成本也高；其二，線路上傳送的是模擬信號，易受干擾和損耗，為了克服這些缺點，一種基于數(shù)字化技術(shù)的系統(tǒng)應運而生。本設(shè)計是針對于以上兩個缺點，設(shè)計的集成式A/D傳感器大大降低了因為線路困難而造成的信號干擾，并且使信號傳輸更為快速精確性也大大提高，降低了產(chǎn)品成本。通過試驗，我們提出下列使測量結(jié)果質(zhì)量得到保證應留意的問題。（1）由于袖帶內(nèi)傳感器為一高靈敏度的儀器，如袖帶捆扎及傳感器放置不當、身體運動等狀況會導致誤差，故不在四周有電場的地方運用，防止其受干擾，影響精確度；測量血壓時手臂要放松，不要移動、用力、不要說話；測量血壓時不要振動放置血壓計的桌子；保證電源電量足夠；測量血壓時要“三點”在同一水平面，即血壓計的水銀柱零位，肘窩動脈處和胸骨中段處均在同一水平，在同樣的心理狀態(tài)下測量血壓，才有可能得到可比性的血壓值。（2）正常人的血壓因心情、飲食、環(huán)境及狀態(tài)等因素的影響，特殊是茶、酒、咖啡都可以使血壓上升，每時每刻都在變更，連續(xù)測量也可存在差別，即使一個健康人在1天內(nèi)也會有15～30mmHg的變更，高血壓病人的變動則更大。所以，有必要告知人們血壓會經(jīng)常波動的現(xiàn)象，不要因前一次和后一次的測量值不同，就認為血壓計不精確。電子血壓計接受的是通過血液流淌時對血管壁產(chǎn)生振動的示波法。雖然二者的測量原理不同，但測試結(jié)果從理論上講是一樣的。所以盡可能地給運用者的電子血壓計作必要、適當?shù)恼{(diào)整，使其更能適應運用者個體差異的范圍，降低電子血壓計運用的誤差率。同時，即使通過評價顯示血壓計是精確的，也應堅持對血壓計進行每6個月或12個月的常規(guī)校正，以確保血壓計的精確性，為臨床供應精確依據(jù)。

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致謝經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，使我能夠把高校四年中系統(tǒng)所學的理論學問和實際應用得以結(jié)合，總結(jié)出了許多實踐設(shè)計中的技術(shù)閱歷。同時接觸到電子產(chǎn)品的一些新技術(shù)，了解到電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。在設(shè)計期間，通過張發(fā)玉老師的悉心指導，使我在設(shè)計思路上更加明白。在剛起先我運用PIC單片機進行設(shè)計，但由于所學的單片機是89C51，在匯編語言上面遇到了很大障礙，最終放棄了利用PIC單片機的設(shè)計，轉(zhuǎn)向用51單片機進行設(shè)計，特殊感謝董冠強老師對我對我在編程方面的指導，使我對單片機編程思路有了更加清晰的相識。本次設(shè)計同時參考了報旭鶴老師刊登在現(xiàn)代電子技術(shù)雜志的基于PIC單片機血壓計設(shè)計思路。也讓我對電路的硬件方面有了全面的設(shè)計實力的和動手實力，在軟件方面也有了很大的提高，了解到要編好一個程序首先要有豐富程序積累并多去動手做試驗、調(diào)試。

附錄子程序流程：(1)讀狀態(tài)叮囑子程序流RDcommand：(2)讀數(shù)據(jù)子程序ASDX001:（3）復位子程序REST:(5)寫叮囑子程序流程圖GETWD:部分參考程序DATEQUP1.0ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART:LCALLASDX001；調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序ASDX001LCALLLCD1602；調(diào)用LCD顯示子程序LCD1602SJMPSTARTRD18B20:LCALLINIT