基于51单片机的智能血压仪设计

基于51单片机的智能血压仪设计

摘要：随着现代化的生产发展，环境日益恶化，加之不科学的生活习惯大大加大了疾病的发生概率。高血压就是其中之一。高血压发病人群为中老年人，但是进来青少年出现高血压也时有发生。

高血压让患者饱受高血压折磨痛不欲生。所以设计一款监测患者实时血压的智能血压仪非常重要。

现在市场上测量血压的仪器种类繁多，很多都号称功能全面数据准确，实则是打着各种幌子，蒙骗消费者，操作复杂不实用。本课题研究主旨在设计出信息完整的智能血压仪，使得使用者测量方便，数据清晰方便呈现，实时了解自己的身体状况。

智能血压仪主要运用于家庭。随着健康生活理念不断深入人心，人们愿意购买一个智能血压仪放在家中，实时监测自己的血压数据。一旦出现血压数据异常，一定要保持心态平衡，多次测量，必要时可以到社区医院就诊。从而预防脑出血、心力衰竭等疾病。

关键词：Sensor 101，电容式的压力传感器，STC89C52，

摘要 I

前言 1

1.基于单片机的智能血压仪装置总体概述 2

1.1 基于单片机的智能血压仪简介 2

1.1.1基于单片机的智能血压仪的介绍 2

1.1.2基于单片机的智能血压仪功能简介 2

1.1.3基于单片机的智能血压仪使用注意事项 2

1.2 血压仪装置设计方案 3

1.2.1 设计总体要求 3

1.2.2 具体设计方案 3

1.3基于单片机的智能血压仪工作原理 5

1.3.1 血压测量的工作原理 5

1.3.2基于单片机的智能血压仪的工作原理 6

2.硬件电路的设计 7

2.1 传感器简介以及电路设计 7

2.1.1 传感器简介 7

2.1.2 传感器电路设计 9

2.2 单片机应用 9

2.2.1 STC89C52简介 9

2.2.2 STC89C52的特点 9

2.2.3 STC89C52的结构 10

2.2.4单片机的复位电路 11

2.2.5单片机的时钟电路 12

2.3 液晶显示电路设计 13

2.3.1 LCD1602模块介绍 13

2.3.2 LCD1602液晶电路设计 15

2.4 其他电路设计 16

2.4.1 电源电路 16

2.4.2 泄气电磁阀控制电路 16

2.4.3 气泵充气控制电路 17

2.4.4 按键电路 17

2.4.5 蜂鸣器报警电路 18

3.系统软件设计 18

3.1 主程序流程图 18

3.2 按键控制流程图 19

3.3 信息读取流程图 19

3.4 血压检测流程图部分 19

实物测试 21

结论 22

致谢 23

参考文献 24

附录1：完整原理图 25

附录2：完整原理图PCB 26

附录3：程序源代码 27

附录4：元件清单 35

附录5：智能血压仪实物图 36

附录6：智能血压仪测试数据（一周） 37

附录7：血压年龄对照表与血压类别表 38

前言

随着人们生活质量的改善，大家越来越重视身体健康，血压是衡量健康身体的关键指标。根据2002的一次全国性人口健康调查，平均每三户人家出现一位高血压患者，其中慢性低血压的发病概率约为5%，而高血压的发病率高达11%。所以，开发一款适合广大人群使用的智能血压仪是非常重要的。

对于广大老年人群，血压是一个非常关键的来衡量健康的指标。随着生活品质的不断提高，当下老年人群对自己的血压越来越重视。高血压是最常见的一种心血管疾病在全世界流行，这是很危险的，据有关报告显示，中国现在有超过1亿的高血压患者，并且每年增加数是290万以上。如今来看，高血压已成为了危害人类的头号杀手。高血压病长期危害人体健康的一种慢性疾病，不光如此它还能诱发心肌梗死、脑中风、心脏衰竭、肾衰等疾病，因此被人们称为“无形杀手”当之无愧。

治疗预防高血压，首先要的是获得人体血压的实时数据。测量血压的仪器是血压仪。血压仪有间接式和直接式两种。这两种血压仪的工作方式不同，间接的工作方式是从检测到的压力强度对网站应用到外部控制，分析信息和消失，将控制与信息相关的柯氏音代。前者只能检测收缩与舒张，压力传感器直接测量压力变化；后者可用于连续检测动脉或静脉。

老式的血压仪称之为水银血压计。此类血压计操作流程比较繁琐，测量结果很容易受环境影响不是非常准确。而且水银血压计时常需要校准调试，且步骤繁琐，一般非专业人员很难完成。由于内部含有有毒重金属水银，所以需要时常维护保证安全使用。为此我设计了一款智能化无维护血压测量装置，帮助人们预防和控制高血压的发生，本设计也具有比较重要的实际意义。

结论

本次毕业设计的目的也是为了设计出一款便捷的智能血压仪。所以需要攻克一些问题老式血压仪。第一点就是老式血压仪排版线路比较复杂需要大量的连线来确保信号的顺利传输，将信号传输到采集卡上面，组装繁琐复杂，与此同时成本也比较高昂。第二点模拟信号通过线路传输时常会遭到干扰和损耗，所以使用数字化技术的系统来驱动很合理高效。为此本次设计结合这些问题选择使用了电容式压力传感器。使得信号的传输效率大大提高，受到的干扰和损耗也大大降。布线施工变简单同时也降低了成本，有利于产品的推广。

本次设计中也遇到了一些问题在单片机的选择上出现了问题，课题是基于51单片机的智能血压仪。我选择方案是STC89C51或STC89C52。这两个单片机都是属于51单片机的一种，STC89C51更大众化，而STC89C52则是增强型的51单片机性能更好。资料查阅比较，虽然查阅快捷，但是我觉得资料查阅只有一段生硬的文字，相比较之下我更偏向于向老师的请教。老师会给我一个更贴近我课题实施的解决建议，有助于我顺利完成毕业设计。最后经过了多方面的衡量我还是选择使用STC89C52单片机。很多人都对似乎对STC89C51比较了解，对与STC89C52就不那么熟悉了。我总结的区别：1、STC89C51 / 52内存是不一样的，STC89C51有4K，STC89C52具有8K。2、STC89C52与STC89C51相比就多了一个定时器。所以可以认为STC89C52是增强STC89C51。为了之后的设计考虑并且是基于51单片机的设计，所以最终选择了加强型的STC89C52。

通过实验，我们提出了以下几点保证质量的测量结果应注意的问题：

1.正常人的血压时常受到环境及状态等因素的影响。特别是要注意测量前喝茶、咖啡等都有可能导致血压升高，每次测量都是会有波动的。但是波动不大，且血压差基本稳定。一般间隔几分钟在测量一下。除非前两次的血压值波动过大。一般测两次取平均值，过多次测量会产生一些心理作用，影响测量结果。

2.由于臂带与接口出的接口在充气过程中内外压差大，容易脱落或者充气不足导致血压仪无法正常工作，所以对此进行了加固，大大降低了血压仪的非正常工作几率。

3.本次设计的智能血压仪是需要固定的电源的。虽然说测量血压时需要保持好一定的姿势，但是由于电源线的长度是有限的，所以会有一些特殊情况。比如测量地点没有插座，或者远离插座等，会使测量血压的体验大打折扣。所以我觉得后期可以考虑使用充电装置或者安装电池盒子。可以在测量时没有电源线的牵绊，改善体验效果。

参考文献

[1] 张国雄.测控电路[M].机械工业出版社,2002年.

[2] 包旭鹤.便携式智能血压仪设计[J].2007年第8期.

[3] 栾桂冬.传感器及应用[M].西安电子工业出版社,2002年.

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[6] 张志立.基于AD590的温度测控装置研究[J].2001年第2期.

[7] 张毅刚.彭喜元.单片机原理与应用设计[M].电子工业出版社，2008年.