便携式电子血压计设计

文章摘要：4.5 200倍放大电路 如图4所示，用两个级运放LM324-21，22搭成的比例放大电路，第一级为20倍放大，第二级为10倍放大。4.6 38Hz二阶低通巴特沃思滤波器采用二阶巴特沃思二阶低通滤波，运放LM324-23接成跟随器，放大倍数为1，低通滤波器的传递函数为： 取二阶巴特沃兹网络函数的系数a11=1.414，截止角频率ωc=38×2 ，取C3=C4=0.1μF。 可以由以下计算得到： 4.7 血压脉冲触发 利用比较器LM311设定一定的电压门限，将血压交流信号形成脉冲，输入PIC16F877 RC2的CCP1触发ADC信道1工作。5 单片机软件设计5.1 初始化工作上电后对单片机寄存

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4.5 200倍放大电路

如图4所示，用两个级运放LM324-21，22搭成的比例放大电路，第一级为20倍放大，第二级为10倍放大。

4.6 38Hz二阶低通巴特沃思滤波器

采用二阶巴特沃思二阶低通滤波，运放LM324-23接成跟随器，放大倍数为1，低通滤波器的传递函数为：

取二阶巴特沃兹网络函数的系数a11=1.414，截止角频率ωc=38×2 ，取C3=C4=0.1μF。

可以由以下计算得到：

4.7 血压脉冲触发

利用比较器LM311设定一定的电压门限，将血压交流信号形成脉冲，输入PIC16F877 RC2的CCP1触发ADC信道1工作。

5 单片机软件设计

5.1 初始化工作

上电后对单片机寄存器，SRAM，特殊功能的设置如PWM，输入输出端口的设置做必要的初始化；对HD44780A输出指令关闭显示。

5.2 按键输入

未按键时RB0／INT(Pin33)端口为大电阻上拉状态，有按键时低电平脉冲通过此端口输入，中断方式触发一次测量血压的过程，进入中断服务子程序后每隔10 ms判断一次端口状态，连续读到3次低电平，则判断按键有效，这是消除按键抖动的处理。判断按键有效后对HD44780A输出指令显示开始测试画面。

5.3 气泵充气

判断按键有效后，PWM输出对气泵充气。停止充气的条件有两个必须同时满足：一是ADC信道0测到的血压直流分量是否大于4 V；二是ADC信道1测到血压交流分量是否介于1.6～4.9 V之间。满足此条件表示气压已足够，可停止充气，一般此时气压略大于200 mmHg。

5.4 测量血压

PWM输出匀速放气。心跳脉冲通过CCP1触发ADC信道1采样血压交流分量测出每个脉冲的峰峰值，同时计算出这个脉冲时间段内ADC信道0测到的血压直流分量的平均值。把峰峰值和直流平均值作为一对数据记录起来，每个心跳脉冲会对应一对数据。 5.5 计算收缩压和舒张压

ADC信道0测到的血压直流分量是否小于1 V表示气压低于50 mmHg，是单次测量结束的标志。然后开始统计记录下来的若干组峰峰值和直流平均值，找出峰峰值最大的值Amax，在往前找峰峰值最接近0.5Amax的一对数据其中血压直流分量即为收缩压，往后找峰峰值最接近0.8Amax的一对数据其中血压直流分量即为舒张压。判断测出收缩压和舒张压的值落在合理的数据范围内，如：收缩压应在80～190 mmHg范围内和舒张压50～120 mmHg范围内。将计算出落在合理数据范围内的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。

5.6 ADC数据处理

ADC信道1测血压交流分量的采样率为2 kHz，其取值原由为：心跳脉冲频率上限约为2 Hz，定义峰值出现的时间约占心跳脉冲周期的1％，在峰值附近ADC测量10次，所以ADC的采样率=2 Hz／1％×10=2 kHz。因为ADC测量到数据含有电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声，必须经过ADC多次测量才可将噪声造成的异常数据去除，这里采用的做法将多次测量的数据先做比较先去掉个别与大多数数据相差较大的数据，在剩下的数据中取偏大(小)的几个数据做平均从而得到高(低)峰值。本设计将PIC16F877设置单次数模转换时间为48μs，具体条件为FUSC=8 MHz，TOSC=125 ns，TAD=32TOSC，故单次数模准转换时间TADC=12TAD=12×32×125 ns=48μs。实际上在数模转换前还必须保留20 μs采样保持时间。这种设置采样率的最大值可做到1／(48μs+20 μs)=14.7 kHz远大于要求的2 kHz，故满足要求。ADC信道0测血压直流分量模准转换时间设置与ADC信道1相同，每次采样紧接着ADC信道1采样后进行。

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