便携式电子血压计设计

文章摘要：一次测量血压的过程为：按激活键单片机PWM输出控制气泵充气至200 mmHg高，慢慢以每秒约下降5 mmHg的速度放气。压力传感器输出信号经差分放大器后变单端信号一路送入单片机ADC监视直流分量，另一路送入0.8 Hz二阶高通滤波器滤除直流分量；交流分量经200倍放大后输入38 Hz二阶低通滤波器去除电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰并将此信号维持在0～5 V之问，滤波后的交流分量一路送入血压脉冲触发然后触发单片机ADC工作，另一路送入单片机ADC计算幅值，先找出最大振幅值Amax，在往前找幅值为0.5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压，往后找幅值为0.8Amax的瞬态位置对应

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一次测量血压的过程为：按激活键单片机PWM输出控制气泵充气至200 mmHg高，慢慢以每秒约下降5 mmHg的速度放气。压力传感器输出信号经差分放大器后变单端信号一路送入单片机ADC监视直流分量，另一路送入0.8 Hz二阶高通滤波器滤除直流分量；交流分量经200倍放大后输入38 Hz二阶低通滤波器去除电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰并将此信号维持在0～5 V之问，滤波后的交流分量一路送入血压脉冲触发然后触发单片机ADC工作，另一路送入单片机ADC计算幅值，先找出最大振幅值Amax，在往前找幅值为0.5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压，往后找幅值为0.8Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压，将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。血压信号及收缩压和舒张压位置如图3所示。

4 硬件设计

4.1 PIC16F877单片机

时钟输入 外接有源晶振通过OSC1／CLKIN(Pin13)输入8 MHz主频。

电源输入 系统电源为9 V电池，通过外部7805降压到直流5 V输入VDD(Pin11，32)。

按键输入 按键低电平脉冲通过RB0／INT(Pin33)输入，以中断方式触发一次测量血压的过程，中断服务子程序有消除按键抖动的处理。

气泵驱动 RC1(Pin33)为内部PWM模块的输出信道，PWM驱动气泵充气和放气。

喇叭驱动 RC3(Pin37)驱动喇叭输出测量血压时的提示和过程声音。

液晶驱动控制 对HD44780A输出指令和数据进行显示控制，RC.3～5(Pin18，23，24)接HD44780A控制线RS，R／W，EN；RD.0～7(Pin19～22，27～30)接HD44780A数据总线DB0～7。

4.2 提供传感器偏置的恒流源

如图4所示，运放LM324-11输入正端为可设定的直流偏置电压Vref，LM324-11输出端和输入负端提供了压力传感器电桥恒流偏置的回路。

回路电流为：

4.3 差分转单端输出的放大电路

如图4所示，经过两个运放LM324-12，13隔离，LM324-14差分放大后其输出电压为：

4.4 0.8 Hz二阶高通巴特沃思滤波器

采用二阶巴特沃思二阶高通滤波，运放LM324-24接成跟随器放大倍数为1，高通滤波器的传递函数为：

取二阶巴特沃思网络函数的系数a11=1.414，截止角频率ωc=0.8×2π，取C1=C2=0.1μF。

可以计算得到：

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