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医学电子仪器原理与设计课程设计报告 设计名称：便携式电子血压计设计 姓 名：邓桂强、刘承承、龙世辉、李荣华 专业年级：08生物医学工程学院医学信息 2011-6-1 第一部分 功能设计 1. 1 电子血压计的设计目的 当今社会人们迫切希望一套成形的人体生理参数测量系统。 血压是人体的重 要生理参数，是人们了解人体生理状况的重要指标。 测量血压的仪器称为血压计， 血压计分为水银血压计、 弹簧表式血压计、 电子血压计三种。 其中电子血压计是 一种医用范围十分广泛的医疗设备，它外观轻巧、携带方便、操作简单、显示清 晰，对提高人们的生活质量发挥了重要的作用。 我们想通过此设计来达到以下目的： 通过设计加深对单片机的认识、了解及掌握，掌握模数转换部分、中断部 分以及数码显示部分的应用，能够达到软硬件相结合的程度。 加深对硬件电路的了解以及掌握，学会根据系统要求设计电路，学会动手 焊接电路。 复习相关知识，加深对以往学过的知识点的理解程度（特别是软件编程的 能力）。 锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养团队意识，锻炼分 工合作以及协调能力。 1．2 电子血压计的主要功能 我们的血压计基于示波法原理，根据课程实验所发传感器US9116-006N实现 较准确的压力传感，使用8位单片机ATmege16寸信号进行处理，将收缩压和舒 张压的值在LED上显示出来。 第二部分 系统设计 设计摘要 血压是人体重要的生理参数， 准确的测量血压寸人体的健康起着十分重要的 作用。我们的血压计基于示波法原理，选用传感器 US9116-006N实现压力传感， 使用8位单片机ATmege16寸信号进行处理，将收缩压和舒张压的值在 LED上显 示出来。整套仪器具有易于携带、测量方便的特点。 血压测量原理 临床上血压测量技术一般分为直接法和间接法。前者的优点是测量值准确， 并能连续监测， 但它必须将导管置入血管内， 是一种有创的测量方法； 后者是利 用脉管内压力与血液阻断开通时刻所表现的血流变化间的关系， 从体表测出相应 的压力值。间接测量又分为听诊法和示波法。我们采用的是示波法。 示波法的测量原理，与柯氏法类似，采用充气袖套来阻断上臂动脉血流。 由于心搏的血液动力学作用， 在气袖压力上将重叠与心搏同步的压力波动， 即脉 搏波。当袖套压力远高于收缩压时，脉搏波消失。随着袖套压力下降，脉搏开始 出现。当袖套压力从高于收缩压降到缩压时，脉搏波会突然增大。到平均压时振 幅达到最大值。然后又随袖套压力下降而衰减，当小于舒张压后，动脉管壁的舒 张期已充分扩张，管壁刚性增强，而波幅维持比较小的水平。示波法血压测量就 是根脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。与脉搏波最大值对应的是 平均压，收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定。 提取的脉搏波 信号如下图， 1图2 1 图2 2.3系统原理框图 我们设计的电子血压计主要由压力传感器 US9116-006N四运放LM324滤 波器，袖带，单片机ATmega16和LED显示器构成的。这个设计的核心部分是专 用压力传感器US9116-006N信号处理芯片ATmega16前者将袖带内的压力信号 转换成电压信号，后者控制整个电路的工作，利用单片机最小系统中的 AD转换 器对采样信号进行处理，把最终的结果通过 LED显示出来。 系统设计框图如下: 2.4方案论证 2.4.1单片机选择 采用AVRmagel作为控制中心，mage16具有丰富的资源：RAM ROh空间大、 指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、可编程音频处理，易于编写和调试 等优点。 242集成运放芯片的选择 LM358 LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运 算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模 式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传 感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场 合。 引脚图如图4：01718麒吩I7 引脚图如图4： 0171 8麒 吩I 7临 GND I * 5 但是，我们所设计的放大电路要用到三个运放。 考虑到芯片数量越多，出现的问 题越多，我们没有选用此芯片。 LM324 LM324是一个含有4个运算放大器的集成芯片，每一个放大器都是 差动输入。工作时，最低电压是 3V,最高可达32V,因为它的电压范围比较宽， 可以较好的与其他外接电路的电压进行匹配。弓I脚图如图 5。我们最后根据我们 的需要，选择了此芯片。 2.4.3传感器的选择 压力传感器US 9116-006N它是细微加工硅材料而成的传感器，是六脚双列 直插式封装的传感器。它是一种比较理想的元件，不需要补偿，而且具有低滞后 性、高可靠性和稳定性。把感应到的压力信号转换为