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基于MSP430F449 的电子血压计设计 电子血压计, 设计 随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高，医疗电子设备的家庭化逐渐成为了趋势。 其中家用电子血压计就是典型的家庭医疗检测设备之一。目前血压计大致上可分为两种：一是 水银式血压计，其优点为数值稳定，其缺点为无法一个人自行操作，必须专业医护人员操作， 且肉眼观察误差极大，主观性强，体积较大不易携带。二是电子式血压计，其优点为：使用简 易，可一人独自操作；测量值便于记录，体积轻巧便于携带。电子式血压计具备了诸多优点， 越来越受到普通家庭的欢迎。本文介绍了以 MSP430F449 为控制核心，辅以BP01 型压力传感 器与MCU 之间模拟信号处理电路以及LCD 显示、语音提示，实现家用电子血压计的设计。 血压测量原理 血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。由心脏出来的血液，需要有推力，才能绕行身体一 周，心脏就是借着不停的收缩、放松，将血液推送前进。血压有两种，一是收缩压：是当心脏 收缩将血液打到血管所测得的血压，另一是舒张压：是心脏在不收缩所测得的压力。当袖带的 压力等于血压时，血液开始可以流通而产生所谓的袖带声，这时候表现为收缩压，从这一刻开 始做记录，直到最后袖带声音消失的时候，记录此点即为舒张压。 电子血压计工作原理 系统框图如图 1 所示。系统由恒流源、压力传感器、放大电路、带通滤波、二次放大、血压脉 冲触发、液晶驱动器、键盘语音电路和单片机组成。 图1 电子血压计原理图 单片机主要原理为：PWM 输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；一路ADC 采样袖带内气压 直流分量以便取得收缩压和舒张压；一路ADC 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；接收血压脉冲信号触发ADC 工作；将计算出的收缩压和舒张压结 果输出至LCD 显示并进行数值的语音提示。 硬件设计 1 MSP430FF449D 单片机主控电路 本系统主控电路如图2 所示，主要由MSP430F449 芯片、JTAG 接口电路、时钟发生电路、时钟 输出电路、复位电路、PWM 波输出电路、供电电路等组成。其中JTAG 用于下载和调试程序， PWM 波输出电路用于控制气泵。当测量血压时，先充气至200mmHg 高，再慢慢以每秒约下降 5mmHg 的速度放气。实现自动测量血压。 图2 电子血压计主控电路 2 血压传感电路 如图3 所示，本电路采用BP01 型压力传感器和运放MAX4472 。BP01 型压力传感器是为检测 血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装， 具有高线性、低噪声和外界应力小的特点；采用内部标定和温度补偿方式，提高了测量精度、 稳定性和重复性，在全量程范围内，精度为±1% 、零点失调不大于±300μV 。MAX4472 是MAXIM 公司的一款集成了四个运算放大器的低功耗放大芯片。本系统中内部集成运放A 接恒流源，为 压力传感器提供恒定的电流，运放B 和运放C，运放D 组成差分输入、单端输出放大电路，直 接输入ADC0****血压直流分量。 图3 血压传感电路 3 滤波和放大电路 如图4 所示，电路由滤波和放大两部分组成。其中MAX267 是MAXIM 公司出产的一个集成滤 波器，可以构成低通、带通、高通、等多种方式，使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成 的滤波电路。 图4 滤波和放大电路 MAX4471 是MAXIM 公司的一款低功耗的放大器。MAX9028 是MAXIM 公司的一个低功耗的 比较器。滤波电路采用MAX267 构成带通滤波器（允许 0.8～38Hz 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，然后经过 MAX4471 进行进一 步放大，得到单片机匹配的电压信号，进入 ADC2 ，****血压的交流分量。同时该信号通过低 功耗比较器MAX9028 转换成脉冲信号，触发ADC1 工作。 4 日历时钟和存储电路 如图5 所示，由EEPROM24C256 和日历时钟芯片PCF8563 组成。24C256 是一款低电压、串行 接口，容量为256K 的存储器，用于存储测量的血压值。PCF8563 是PHILIPS 公司推出的一款 工业级内含I2C 总线的具有极低功耗的多功能时钟/ 日历芯片。用于提供测量血压时的时间和日 期，以便于以后进行查询使用。方便于使用者对自己一段时间的血压有个清晰的记忆。实用性 强，克服了一些电子血压计的不足。 图5 日历时钟和存储电路原理图 5 键盘和显示电路 如图6 所示，由键盘电路和液晶显