血压信号采集系统设计论文(51单片机版).doc

一、选题内容 ………………………………………………………………………3 1.1 课题名称 ……………………………………………………………………3 1.2 设计任务 ……………………………………………………………………3 1.3 设计要求 ……………………………………………………………………3 二、总体方案 ………………………………………………………………………3 2.1 血压测量原理 ………………………………………………………………3 2.2 总体方案概述 ………………………………………………………………3 2.2.1 系统组成部分 ………………………………………………………………3 2.2.2 总体框图 ……………………………………………………………4 三、硬件设计 ………………………………………………………………………4 3.1 压力传感器BP01 ……………………………………………………………4 3.2 信号预处理电路设计 ………………………………………………………5 3.2.1 三运放前置放大器 …………………………………………………5 3.2.2 袖带压力信号处理 …………………………………………………6 3.2.3 脉搏波信号的处理 …………………………………………………6 3.2.4 预处理总电路图 ……………………………………………………7 3.3 数模转换电路设计 …………………………………………………………7 3.3.1 数模转换芯片ADC0808 …………………………………………………………7 3.3.2 ADC0808与单片机的连接 ………………………………………………………8 3.4 数据显示部分 ………………………………………………………………8 四、系统软件设计 …………………………………………………………………9 五、系统调试与仿真 ………………………………………………………………10 六…………………………………………………………………12 七、心得体会 ………………………………………………………………………14 八、参考文献 ………………………………………………………………………14 九、附录 ……………………………………………………………………………14 选题内容 1.1 课题名称 血压信号采集系统设计 1.2 设计任务 设计一种测量人体动脉血压的信号采集系统，该系统能够用于动脉信号的采集和血压的显示等功能。 1.3 设计要求 利用压力传感器、单片机或ARM获得血压信号，并对信号进行滤波； 具有计算血压信号的收缩压、舒张压、脉压的功能； 具备显示波形和收缩压、舒张压、脉压的功能； 给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。 总体方案 2.1 血压测量原理 本设计采用示波法来测量血压，其实质就是用电子设备来测量脉博，分析脉博，从而得出临床所需要的各种科学准确的数据。示波法是根据在袖带内压力下脉搏波幅度变化的特征，来识别动脉收缩压、平均压及舒张压。采用示波法测量血压不能从某一脉搏波信息中获得血压数值，而必须根据放气过程中脉搏波随袖带压变化的趋势图来判断血压值。电子血压计由压力传感器、初级运算放大电路、滤波电路、次级放大电路、数模转换电路、显示电路、按键和单片机组成。压力传感器完成对血压信号的采集，运算放大电路及滤波电路对采集来的信号进行预处理得到两路所需信号，A/D转换电路对这两路信号进行数模转换，单片机作为电子血压计的控制核心，完成对信号的存储与计算，并通过计算所得数据来控制外围电路，进行血压数据的显示与报警。整个系统总体上主要由以下几个部分组成： 信号采集部分主要包括一个压力传感器、前置放大器、带通滤波器与低通滤波器主要完成袖带压力及脉搏信号检测该部分由多路A/D转换器组成，转换内容为袖带压力和袖带压力脉动波。在本设计中A/D转换器为单片机的外设。中央处理单元的主要组成部分为单片机AT89C5,其主要完成的工作有:通过串口接收单片机给出的系统参数设置及控制命令，并向单片机传送测量数据，其中包括计算收缩压、舒张压、平均压数据、对气泵及模数转换的控制、测量过程中的各种算法实现。微控制器对气泵充气与排气进行控制，同时控制报警。1602显示人体的收缩压、舒张压、脉搏。 2.2.2 总体框图 系统的工作过程：压力传感器采集到信号后，送入运算放大电路。由于本文选用的是幅值系数法，需要分离出袖带压信号和脉搏波信号，根据袖带压信号和脉搏波信号的频率特征，其中一路信号由低通滤波器分离出袖带压信号，另一路由带通滤波器分离出脉搏波信号，一并送入A/D转换器。袖带气压和脉搏波经数字信号处理后可得到收缩压、舒张压以及平均压。将计算所得结果输出至LCD1602显示。当舒张压或