基于Mega16单片机的血压心率测量仪设计.doc

基于Mega16单片机的血压心率测量仪设计摘要：血压和心率作为人体健康的基本体征是经常被测量的对象。现在医学上应用的检测仪器主要有汞柱式，表式和电子式血压计，本文设计的是以mega16单片机做为核心处理器的腕带式电子血压计，不仅携带方便且适合家庭使用。关键词：atmega 16 压力传感器bp300t 血压测量中图分类号：tp216.1文献标识码：a文章编号：1007-9416(2012)02-0065-01血压是反映心血管系统状态的重要的生理参数，对血压进行监测临床工作中变得越来越重要1。本文采用示波法的测量原理，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。收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定2。本文所设计的腕式血压计主要由压力传感器bp300t、仪用放大器ad620、滤波器lm324、直流气泵、atmega16单片机和lcd1602显示器构成。压力传感器将袖带内的压力信号转换成电压信号，通过放大滤波后送入单片机，通过单片机来控制整个电路工作。1、测量原理本设计根据脉搏波随时间变化规律来进行血压测量，随着袖带的放气，脉搏波在振荡时，两相邻脉搏波之间的时间间隔是先由小变大，再变小规律变化的。2、硬件电路设计2.1 整体电路设计当压力达到最大值时关掉气泵，固定排气阀开始放气，压力传感器开始采集并保存数据，信号数据通过单片机处理后则通过lcd1602液晶屏显示出收缩压，舒张压和脉率。2.1.1 信号采集压力传感器bp300把感应到的压力信号转换为相应的电压信号，并且是线性对应的。bp300 的主要参数：300mmhg的压力感受范围；输出电压范围是100+30mv;供电电压为5v。2.1.2 信号放大和滤波压力传感器输出电压较弱且易受信号干扰，所以采用ad620仪用放大器来放大采集到的电压信号。ad620放大倍率和外接电阻值关系如下：g=49.4k/rg+1 (1)rg=49.4k/(g-1) (2)其中g为放大倍数，rg为外接电阻值。从ad620放大后输出的信号实际上是袖内压力信号与脉搏波信号的叠加。在排气过程中，袖带压信号属于低频率信号，设计中取0.6hz，使用低通滤波器。采用二阶有源低通滤波器，在采集到的信号中过滤出低频的静压力信号，电路如图1所示：脉搏信号的频率范围是0.1hz30hz，所以采用带通滤波器滤出脉搏信号，由lm324构成的带通滤波器如图2所示。3、软件设计模块在外界袖带气压逐渐下降的过程中，单片机间歇的对静压信号转换通道和脉搏波信号通道进行ad转换。然后进行判断，将采集到脉搏信号的极大值存到结构体数组变量中；同时把所对应的静压信号转换结果存储到结构体数组中。数据采集完后进行数据处理，首先找出最大值，记录其在结构体中的下标为a，在小于a的下标中找到第一个脉搏波信号大于最大值的0.7倍的值得下标，记为b；在大于a的下标中找到第一个脉搏波信号小于最大值的0.85倍的值的下标，记为c。然后把 b、c对应的静压值取出来转换成气压值，最后通过lcd1602显示出来。4、结语本装置是使用mega 16单片机为核心控制处理器，信号通过放大，滤波送入单片机计算处理后在lcd1602上显示出舒张压，收缩压和脉率，测量精准方便。参考文献1杨国忠.生物医学工程的过去、现在和未来j.世界医疗器械,1995,l(1)2钱峰,刘晔.基于示波法的电子血压计的实现j.仪器仪表学报,2006.3鹏桂力,刘知贵,鲜华,李婧,王彩峰.基于 avr 单片机的血压、脉搏装置设计j.计算机工程,20