畢業(yè)論文---基于單片機(jī)的智能血壓設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　基于單片機(jī)的智能血壓設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境日益惡化，不健康的生活習(xí)性與不科學(xué)的飲食習(xí)慣，導(dǎo)致人類疾病越來(lái)越多的出現(xiàn)。其中，有著人類第一無(wú)形殺手稱號(hào)的高血壓病，已逐漸上升到人

2、類疾病危害排行榜的前幾名，長(zhǎng)期危害著人體健康，讓飽受高血壓折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地測(cè)量與監(jiān)控高血壓，從而有效預(yù)防與治療高血壓，成為人們對(duì)抗高血壓病的首要問(wèn)題。于是，設(shè)計(jì)一臺(tái)便捷的測(cè)量血壓的裝置，成為重中之重。本文將詳細(xì)介紹我們?cè)O(shè)計(jì)的智能型血壓測(cè)量裝置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：ASDX 001；AT89C51；液晶顯示；壓力測(cè)量。</p><p><b>　　目

3、錄 </b></p><p>　　摘要 ·····························

4、3;··············· 1</p><p>　　前言 ················&

5、#183;····························· 1</p><p>　　第1章 智能血壓計(jì)裝置概述及

6、方案論證 ···············　 2 </p><p>　　1.1：產(chǎn)品介紹 ··············

7、83;······················· 3</p><p>　　1.2：智能血壓計(jì)裝置的方案論證 ·····

8、3;···············　 4</p><p>　　1.3 工作原理 ···············

9、······················ 6</p><p>　　第2章 電路設(shè)計(jì) ········&#

10、183;··························　 8</p><p>　　2.1 傳感器簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì) ···

11、·······················　 8</p><p>　　2.2 AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介及其電路設(shè)計(jì) ·····

12、·········· 10 </p><p>　　2.3 液晶顯示模塊簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì) ··················&

13、#183;··　 13</p><p>　　2.4 其他電路設(shè)計(jì) ···························&#

14、183;······· 15</p><p>　　第3章：軟件流程及程序設(shè)計(jì) ······················

15、;···　 19</p><p>　　3.1：程序流程圖 ···························&

16、#183;········ 19</p><p>　　3.2：說(shuō)明 ······················

17、;···················· 20</p><p>　　結(jié)論 ···········&

18、#183;··································· 21&

19、lt;/p><p>　　參考文獻(xiàn) ································

20、··········· 22</p><p>　　致謝 ····················

21、83;·························· 23</p><p>　　附錄參考程序 ····&#

22、183;·································· 24</p&g

23、t;<p>　　附錄元件清單 ·································

24、;······ 30</p><p>　　附錄總圖 ·························

25、·················· 31</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　高血壓是一種常見(jiàn)病和多發(fā)病。此病一般起病緩慢，患者早期常無(wú)癥狀，或僅有頭暈、頭

26、痛、心悸、耳鳴等癥狀，表面上看是一種獨(dú)立的疾病，實(shí)際上是引發(fā)心、腦血管和腎病變的一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素，如果治療不當(dāng)就會(huì)病變成為較嚴(yán)重的腦中風(fēng)、心肌梗死和腎功能衰竭等這些常見(jiàn)高血壓合并癥。</p><p>　　（1）引發(fā)腦血管疾病。高血壓病的主要直接并發(fā)癥是腦血管病，尤其是腦出血。一組312例住院的原發(fā)性高血壓患者經(jīng)15年—18年長(zhǎng)期隨訪，由于心、腦、腎并發(fā)癥死亡97例，占全部死因的74．6%。在596例老年人高血壓

27、前瞻性27個(gè)月隨訪觀察研究中，心、腦血管病累積發(fā)生率為68．79%，腦血管病累積發(fā)生率為36．91%。研究表明，血壓越高，并發(fā)癥的發(fā)生率也越高。上海市山區(qū)15歲以上5456人關(guān)于血壓與腦卒中發(fā)病關(guān)系的研究表明，在隨訪的9年內(nèi)，高血壓病患者發(fā)生腦血管病約占整個(gè)人群腦血管病發(fā)生人數(shù)的70%，其中確診高血壓患腦血管病的相對(duì)危險(xiǎn)性是正常血壓者的32倍，臨界高血壓也高達(dá)9倍。 </p><p>　?。?）引起腎臟病。長(zhǎng)

28、期高血壓可導(dǎo)致腎小動(dòng)脈硬化。腎功能減退時(shí)，可引起夜尿，多尿、尿中含蛋白、管型及紅細(xì)胞。尿濃縮功能低下，酚紅排泄及尿素廓清障礙。出現(xiàn)氮質(zhì)血癥及尿毒癥。</p><p>　?。?）引起猝死。猝死是臨床上最為緊急的狀態(tài)。它表現(xiàn)為忽然發(fā)生呼吸、心跳停滯，意識(shí)喪失，并常于1小時(shí)內(nèi)死亡。高血壓因左心室負(fù)荷增加，而致左室肥厚，易患心律失常、冠心病，是猝死的高危因素。冠心病猝死約占全部心血管病猝死的90%。 </p>

29、<p>　?。?）導(dǎo)致多種病變。高血壓還可導(dǎo)致心、腦、腎和血管多種病變，發(fā)生左心室肥厚、充血性心力衰竭、主動(dòng)脈夾層、慢性腎功能衰竭等嚴(yán)重威脅生命與健康的并發(fā)癥。</p><p>　　治療高血壓病，首先是要測(cè)量準(zhǔn)確的血壓。測(cè)量血壓的儀器稱為血壓計(jì)。血壓計(jì)可分為直接式和間接式兩種。兩種血壓計(jì)的工作原理是不相同的，直接式是用壓力傳感器直接測(cè)量壓力變化；間接式的工作原理則是控制從外部施加到被測(cè)部位上的壓強(qiáng)，

30、并將控制的結(jié)果與其相關(guān)的柯氏音的產(chǎn)生和消失的信息加以判斷。前者不管對(duì)動(dòng)脈或靜脈都可連續(xù)測(cè)試，而后者只能測(cè)量動(dòng)脈的收縮壓和舒張壓。 間接法測(cè)量?jī)x器有汞柱血壓計(jì)、隨機(jī)零點(diǎn)血壓計(jì)、彈簧表式血壓計(jì)、自動(dòng)電子血壓計(jì)、間歇式長(zhǎng)時(shí)間血壓測(cè)量計(jì)、皮膚小動(dòng)脈血壓測(cè)定計(jì)等。這些血壓計(jì)都是根據(jù)不</p><p>　　同需要而設(shè)計(jì)的，如隨機(jī)零點(diǎn)血壓計(jì)是為克服目測(cè)等人為誤差而較準(zhǔn)確地研究血壓變化時(shí)應(yīng)用；間歇式長(zhǎng)時(shí)間血壓測(cè)量計(jì)則是

31、用來(lái)連續(xù)24小時(shí)監(jiān)測(cè)血壓變化的；皮膚小動(dòng)脈血壓測(cè)定計(jì)是為幼兒、嬰兒、新生兒而設(shè)計(jì)的；由于智能化的發(fā)展，電子血壓計(jì)可自動(dòng)向充氣袖帶內(nèi)充氣及顯示血壓值的讀數(shù)。指套式電子血壓計(jì)只需將一個(gè)指套戴在手指上，就可自動(dòng)測(cè)量血壓，更為方便。需要注意的是，這些自動(dòng)電子血壓計(jì)測(cè)得的血壓值可能與汞柱式血壓計(jì)測(cè)得的血壓值有一定差數(shù)，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行校驗(yàn)，并記住這一差數(shù)。</p><p>　　傳統(tǒng)的血壓計(jì)是模擬的血壓計(jì)。此類血壓計(jì)操作比較復(fù)雜，

32、測(cè)量精度不夠，而且受環(huán)境影響較大。且時(shí)常需要校準(zhǔn)精度，需用一只準(zhǔn)確的汞柱血壓計(jì)或血壓表一同校驗(yàn)。其方法是將聽(tīng)診器上“Y”形管取下，其兩端分別接準(zhǔn)確的血壓計(jì)(血壓表)和校驗(yàn)的彈簧表式血壓表，第三端接臂帶及氣閥，這樣利用同一壓力，觀察要校驗(yàn)的血壓表與準(zhǔn)確的血壓計(jì)(血壓表)的讀數(shù)是否葙伺，如不同則說(shuō)明該校驗(yàn)的血壓表已不準(zhǔn)確，如讀數(shù)相同，僅零位有偏差時(shí)，并不影響實(shí)際使用。如發(fā)現(xiàn)血壓表指針不能回復(fù)零位時(shí)，切勿擅自調(diào)節(jié)螺釘，以免損害表內(nèi)機(jī)芯，此時(shí)應(yīng)

33、將血壓表送到生產(chǎn)廠家或指定服務(wù)部維修。因此，此類血壓計(jì)的使用與維護(hù)相對(duì)麻煩。為了讓廣大血壓計(jì)使用者更方便的使用與維護(hù)血壓計(jì)，也讓更多的人學(xué)會(huì)使用血壓計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的血壓測(cè)量，我們?cè)O(shè)計(jì)出一臺(tái)操作便捷，測(cè)量精確，無(wú)需維護(hù)的智能型測(cè)量血壓的裝置，以幫助人們對(duì)抗高血壓。</p><p><b>　　上把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。</b></p><p>　　在使用本產(chǎn)品時(shí)應(yīng)掌握正確的測(cè)量方法

34、。首先，袖帶位置須與心臟高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個(gè)胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過(guò)高；其次，每天要在固定。</p><p>　　第一章 智能血壓計(jì)裝置設(shè)計(jì)概述</p><p><b>　　1.1 產(chǎn)品介紹</b></p><p>　　1.1.1 智能血壓計(jì)測(cè)量裝置的介紹：<

35、;/p><p>　　本產(chǎn)品重量輕，便攜，可放入醫(yī)生、護(hù)士口袋中。無(wú)水銀，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，避免醫(yī)院水銀污染事故。而且是一臺(tái)使用操作非常簡(jiǎn)單的儀器，真正做到老少皆會(huì)。</p><p>　　1.1.2 智能血壓計(jì)裝置的功能簡(jiǎn)介：</p><p>　　該智能血壓計(jì)以壓力傳感器測(cè)得血壓值，再將血壓數(shù)據(jù)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)</p><p>　　換成數(shù)字信號(hào)，傳入

36、單片機(jī)第六腳，然后由控制核心單片機(jī)控制，在液晶顯示器上把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。</p><p>　　1.1.3 智能血壓計(jì)測(cè)量裝置的使用方法：</p><p>　　在使用本產(chǎn)品時(shí)應(yīng)掌握正確的測(cè)量方法。首先，袖帶位置須與心臟高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個(gè)胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過(guò)高；其次，每天要在固定時(shí)間和同樣狀態(tài)下，以相同的姿勢(shì)

37、測(cè)量血壓；第三，應(yīng)該在安靜的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前安靜休息10～20分鐘，深呼吸2～3次；第四，飯后或運(yùn)動(dòng)后至少休息一小時(shí)再進(jìn)行測(cè)量；第五，不要在浴后、吸煙、飲酒、喝咖啡后測(cè)血壓；第六，要在沒(méi)有尿意時(shí)測(cè)血壓。第七，測(cè)量時(shí)應(yīng)保持心情舒暢，沒(méi)有疲勞感，不緊張。</p><p>　　1.1.4 智能血壓計(jì)測(cè)量裝置的使用注意事項(xiàng)：　　1．不應(yīng)使本產(chǎn)品受到強(qiáng)烈沖擊。如碰撞、跌落等；　　2．要避免在高溫和直射陽(yáng)光下存放；

38、　　3．綁帶和計(jì)量器要避免沾水或受潮；　　4．長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)將電池取出；　　5．冬季溫度低于5°C時(shí)不要使用，由室外進(jìn)入室內(nèi)要過(guò)一會(huì)兒再開(kāi)機(jī)。</p><p>　　1.2 智能血壓計(jì)裝置的方案論證</p><p>　　1.2.1 市場(chǎng)產(chǎn)品的技術(shù)分析：</p><p>　　目前電子血壓計(jì)主要有手動(dòng)式數(shù)字電子血壓計(jì)和全自動(dòng)電子數(shù)學(xué)血壓計(jì)。所謂手動(dòng)式數(shù)字電

39、子血壓計(jì)是指要自己往氣袋中打氣，測(cè)量過(guò)程則是自動(dòng)的，因此這種血壓計(jì)也稱半自動(dòng)電子血壓計(jì)。另一類是全自動(dòng)電子數(shù)字血壓計(jì)，它無(wú)需捏橡膠球充氣加壓，只需要按動(dòng)開(kāi)關(guān)鍵，一切就都可以自動(dòng)完成。它又分為臂式、腕式和指式三種。由于指式自動(dòng)血壓計(jì)的準(zhǔn)確性還需繼續(xù)加強(qiáng)，所以目前市場(chǎng)上出售的主要是前兩種產(chǎn)品。</p><p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)的總體要求：</p><p>　　該智能型電子血壓計(jì)是傳感技術(shù)和

40、微電腦技術(shù)的結(jié)合體，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能保證完成三項(xiàng)基本任務(wù)：①感應(yīng)血流壓力；②判別高壓和低壓；③在屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。感受血流壓力離不了傳感器，民用電子血壓計(jì)中所應(yīng)用的壓力傳感器必須是高性能低成本的，靈敏度要高，測(cè)量范圍倒不需要很大。在各種傳感器中有一類是利用壓電效應(yīng)的，還有一種人工合成的被稱為PVDF的壓電薄膜，它是柔軟的塑料。其次就是能根據(jù)血壓變動(dòng)及時(shí)抓住高、低壓的微處理器。另外，血壓會(huì)通過(guò)電子血壓計(jì)的液晶顯示屏進(jìn)行顯示。</p&

41、gt;<p>　　1.2.3 具體的設(shè)計(jì)方案：</p><p>　　我們此次設(shè)計(jì)的智能型數(shù)字血壓計(jì)，設(shè)計(jì)了一套方案。下面，就是這種方案的概述：</p><p>　　方案：以通用單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)血壓的智能測(cè)量。</p><p>　　該智能血壓測(cè)量系統(tǒng)以數(shù)字壓力傳感器ASDX 001為測(cè)量器件、以DM-162液晶顯示模塊為顯示器件，以通用單片機(jī)AT8

42、9C51微處理器為控制核心，構(gòu)成了血壓測(cè)量裝置，系統(tǒng)框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 智能血壓測(cè)量系統(tǒng)方案</p><p>　　1.2.4 方案論證：</p><p><b>　　可行性分析：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)我的查閱質(zhì)料，有幾種方案中這種方案都是可行的。在壓力測(cè)量氣囊的幫助下，我們的

43、壓力傳感器可以準(zhǔn)確的感應(yīng)到壓力值，然后將這個(gè)物理量轉(zhuǎn)換</p><p>　　成電壓的訊號(hào)，將這個(gè)電壓訊號(hào)傳入控制核心單片機(jī)，最后，在單片機(jī)的控制下，系統(tǒng)將血壓值準(zhǔn)確的顯示在液晶顯示模塊上。整個(gè)過(guò)程，從理論上來(lái)講，是完全正確的；從現(xiàn)有條件上來(lái)講，也是完全可以做到的。</p><p>　　因此，這幾種方案都是完全可行的。但是具體選用哪一個(gè)好呢？我進(jìn)行了更深入的分析。下面，就是這幾種方案的比較&

44、lt;/p><p>　　（2）幾種方案利弊分析：</p><p>　　幾種方案的原理基本一致，只是在具體裝置上面，有的采用的是通用單片機(jī)，有的采用的是專用單片機(jī)。兩者差別不大，但是控制核心卻有顯著的不同。對(duì)此，我翻閱了大量的資料，發(fā)現(xiàn)以我們現(xiàn)有的條件，采用通用的單片機(jī)比較有利。</p><p><b>　　原因如下：</b></p>

45、<p>　?、?我們所開(kāi)設(shè)的課程，主要是通用的51系列單片機(jī)，相對(duì)于專用的單片機(jī)而言，我們對(duì)通用的單片機(jī)更為了解。</p><p>　?、?查閱大量的資料后，發(fā)現(xiàn)專用單片機(jī)的資料非常少，而通用的單片機(jī)卻有大量的資料可查，對(duì)于我們的設(shè)計(jì)更為有利。</p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　通過(guò)分析，我決定采用通用的

46、單片機(jī)來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。</p><p>　　第1.3節(jié) 工作原理</p><p>　　1.3.1血壓測(cè)量的原理：</p><p>　　是根據(jù)氣袖在減壓過(guò)程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡(luò)線來(lái)判定血壓的。目前比較一致的看法是當(dāng)氣袖壓力振蕩波的振幅最大的時(shí)候，氣袖的壓力微是動(dòng)脈的平均壓。動(dòng)脈的收縮壓對(duì)應(yīng)于振幅包絡(luò)線的第一個(gè)拐點(diǎn)，舒張壓對(duì)應(yīng)于包絡(luò)線的第二個(gè)拐點(diǎn)。</

47、p><p>　　收縮壓判斷的確定：通常采用最大的振幅法，即在放氣過(guò)程中脈搏波振幅度包絡(luò)線的上升段，當(dāng)某一個(gè)脈搏波的幅度Ui與Um之比<=Kd時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓力為收縮壓。</p><p>　　Ps=P|Ui=Ks*Um</p><p>　　舒張壓判斷的確定：也是用最大的振幅法來(lái)判定，不過(guò)是在脈搏波振幅包絡(luò)線的下降段，當(dāng)某一個(gè)脈搏波的幅度Ui與Um之比<

48、;=Kd時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓力為舒張壓。</p><p>　　Pd=P|Ui=Kd*Um</p><p>　　1.3.2智能血壓測(cè)量裝置的工作原理：</p><p>　　馬達(dá)在充氣時(shí)，產(chǎn)生壓力，數(shù)字壓力傳感器ASDX 001感應(yīng)到該壓力值，并將該值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，在單片機(jī)的控制下以串行數(shù)字形式經(jīng)單片機(jī)的AT89C51的第1腳讀入。單片機(jī)在程

49、序的控制下，嚴(yán)格按照ASDX 001壓力傳感器的要求的工作時(shí)序進(jìn)行讀寫(xiě)控制，讀入信號(hào)后，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)運(yùn)算，然后經(jīng)DM-162液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。</p><p><b>　　原理方框圖：</b></p><p>　　圖1.3 智能血壓測(cè)量系統(tǒng)方框圖</p><p><b>　　第2章 電路設(shè)計(jì)</b></p>

50、;<p>　　2.1 傳感器簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 傳感器簡(jiǎn)介：</p><p>　　ASDX 001屬于微型結(jié)構(gòu)壓力傳感器ASDX DO系列。ASDX系列是Sensym 公司檢定合格的ICT 代表產(chǎn)品的一種增強(qiáng)型品種。也是工業(yè)水平領(lǐng)先的一種SDX系列傳感器增強(qiáng)型。ASDX 001 傳感器的外形尺寸要比SDX稍大，能提供高電平(4.0 V測(cè)量范圍)的輸

51、出電壓，價(jià)格便宜。ASDX 001壓力傳感器內(nèi)置專用集成電路（ASIC)經(jīng)全面CI校準(zhǔn)并有溫度補(bǔ)償。ASDX 001壓力傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)DIP封裝，可對(duì)傳感器偏置、靈敏度、溫度系數(shù)和非線性度進(jìn)行數(shù)字校正。ASDX 001采用了IC兼容性協(xié)議，無(wú)需額外的元件或電子電路，就可容易地連接最常用的微控制器和微處理器。</p><p>　　所有ASDX DO壓力傳感器的精度在滿量程范圍內(nèi)為。具有可用單一5 Vdc供電電壓土作

52、的特性。傳感器的設(shè)計(jì)和制造均遵循ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)。此系列傳感器可用于非腐蝕性、非電離的工作流體，如空氣和干燥氣體。</p><p>　　傳感器的輸出是一個(gè)16進(jìn)制格式的己校正的壓力值，其分辨率為12位。</p><p>　　該壓力傳感器可用于測(cè)量絕壓、差壓和表壓。范圍從1PSI到100PSI，絕壓型傳感器有一個(gè)內(nèi)部真空參比值(基準(zhǔn)值)，因此可直接輸出一個(gè)與絕壓成比例的信號(hào)。差壓型裝置允

53、許在傳感膜片的任一側(cè)施加壓力，可用于表壓和差壓的測(cè)量。</p><p>　　數(shù)字壓力傳感器ASDX 001的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）外部結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　圖2.1 ASDX 001外部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　?。?）內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p>

54、<p>　　ASDX 001的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括4部分：</p><p>　?、俣嗦贩峙淦鳎虎谀?數(shù)轉(zhuǎn)換器；③微控控制；④模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　圖 2.2 ASDX 001內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.1.2 傳感器電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　ASDX 001的外圍引腳共有8個(gè)，其中5個(gè)為空腳。工作電壓為正

55、5負(fù)。由+Vs腳引入正5負(fù)電壓Vout為數(shù)據(jù)輸出腳，將所測(cè)量得到的數(shù)字電壓信號(hào)傳送到單片機(jī)的1腳，ASDX 001的地腳為GND腳，接地。</p><p>　　因此，這個(gè)電路連接十分簡(jiǎn)單，只需要將傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機(jī)的1腳上即可。如圖所示：</p><p>　　圖 2.3 ASDX 001與單片機(jī)的連接電路原理圖</p><p>　　2

56、.2 AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介及其電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　2.2.1 AT89C51簡(jiǎn)介：</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓 ,高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM ),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令

57、系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)能應(yīng)用許多高性價(jià)比的場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p><b>　　主要性能參數(shù):</b></p><p>　　·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　·4k 字節(jié)可重擦寫(xiě)FLASH閃速存儲(chǔ)器</

58、p><p>　　·1000次擦寫(xiě)弓周期</p><p>　　·全靜態(tài)操作:OHz-24MHz</p><p>　　·三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</p><p>　　·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　·32個(gè)可編程I/U口線</p><p&

59、gt;　　·2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·6個(gè)中斷源</b></p><p>　　·可編程串行以UART通適</p><p>　　·低功耗空閑和掉電模式</p><p><b>　　功能特性概述:</b></p><

60、p>　　AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM, 32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，</p><p>　　一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e時(shí)停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中

61、的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p>　　2.2.2 AT89C51電路設(shè)計(jì)：</p><p>　?。?）AT89C51的復(fù)位電路：</p><p>　　同時(shí)在第9腳引出一個(gè)22uF的電容和一個(gè)2K的電阻接+5V的電源組成一個(gè)復(fù)位電路。如圖所示：</p><p>　　圖 2.4 單片機(jī)復(fù)位電路&

62、lt;/p><p>　?。?）AT89C51的時(shí)鐘電路：</p><p>　　AT89C51的+5V電源由40腳引入，第20腳接地，第18腳和第19腳間由12MHz的晶振及兩個(gè)20pF的無(wú)極性電路組成一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路。如圖所示：</p><p>　　圖 2.5 單片機(jī)時(shí)鐘電路</p><p>　?。?）AT89C51與液晶顯示模塊的電路連接：&l

63、t;/p><p>　　液晶顯示模塊所要的數(shù)字信號(hào)從AT89C51的P0.0-P0.7口引出，分別對(duì)應(yīng)的接DM-162的D0-D7端口，完成數(shù)據(jù)傳輸，液晶顯示模塊的控制引腳RS、PR、E分別接到89C51的P3.5、P3.6、P3.7口，以實(shí)現(xiàn)微處理器對(duì)液晶顯示模塊的控制。如圖所示：</p><p>　　圖2.6 單片機(jī)與顯示屏的電路連接原理圖</p><p>　　2.3

64、 液晶顯示模塊簡(jiǎn)介及電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　2.3.1液晶顯示模塊DM-162簡(jiǎn)介：</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的字符型液晶模塊是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示模塊DM-162，共有16個(gè)引腳。</p><p>　　第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度

65、最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。</p

66、><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線</p><p>　　第15～16腳：空腳</p><p>　　2.3.2液晶顯示模塊DM-162電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　VSS為地電源，VDD接5V正電源，V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的

67、電位器調(diào)整對(duì)比度。PS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)PS和PR共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)PS為低電平PR為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)PPS為高電平PR為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。如圖所示：</p><p>　　圖2.7 液晶顯示模塊DM-162外圍電路

68、原理圖</p><p>　　2.4 其他電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　2.4.1電源電路：</p><p>　　電源由AAA電池兩顆提供。電源透過(guò)L1、D1、U3形成PFM升壓電路，R33與C9做為升壓后電壓濾波作用。實(shí)測(cè)中，加上R33可降低50%之電源離訊。Q4為VCC電源控制電晶體。R13與R14分壓值做為電壓偵測(cè)位準(zhǔn)。</p><p>

69、;　　具體工作方式：當(dāng)3V電壓從L1流過(guò)給升壓IC后，經(jīng)升壓從第3腳輸出為5V，Q4為開(kāi)關(guān)管，在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，Q4不導(dǎo)通，C9，C11為濾波電容。當(dāng)POWER鍵按下時(shí)Q4導(dǎo)通，輸出一個(gè)5V的電壓給Vcc，供電給其他設(shè)備。如圖所示：</p><p><b>　　圖2.8 電源電路</b></p><p>　　2.4.2 線性閥PWM控制電路：</p><

70、;p>　　泄氣速率以PWM（Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)變）方式控制，MCU將依據(jù)壓力值之泄氣變化調(diào)整泄氣速率在規(guī)格范圍內(nèi)。C11與C12做為 穩(wěn)定電源與濾波作用，減少PWM控制避免電源變動(dòng)造成電壓不穩(wěn)。</p><p>　　具體工作方式：當(dāng)充氣到200KPA時(shí)，開(kāi)始漏氣，由IC發(fā)出一個(gè)信號(hào)給第3腳，經(jīng)R12流過(guò)到Q2使Q2導(dǎo)通，輸出一個(gè)2.7V的電壓給V1，使V1開(kāi)始工作，D2保護(hù)

71、Q2和V1的正常工作而設(shè)計(jì)。如圖所示：</p><p>　　圖2.9 線性閥PWM控制電路</p><p>　　2.4.3充氣PUMP控制電路：</p><p>　　PUMP control訊號(hào)控制PUMP動(dòng)作，R27為限流電阻。</p><p>　　具體工作方式：由IC的4腳輸出一個(gè)低電平約（0.6V）信號(hào)給R27，經(jīng)Q1導(dǎo)通，VBT為Q1

72、提供3V的電壓，Q1導(dǎo)通輸出一個(gè)3.2V的電壓經(jīng)PUMP，使PUMP導(dǎo)通。D3為保護(hù)二極管，使PUMP能穩(wěn)定工作。如圖所示：</p><p>　　圖2.10 充氣PUMP控制電路</p><p>　　2.4.4 按鍵電路：</p><p>　　開(kāi)關(guān)連接單片機(jī)的27腳，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源。按下POWER鍵，則系統(tǒng)導(dǎo)通，開(kāi)始工作。如圖所示：</p>&

73、lt;p><b>　　圖2.11按鍵電路</b></p><p>　　第三章：軟件流程及程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 程序流程圖</b></p><p>　　3.1.1 主程序流程</p><p><b>　　3.2 說(shuō)明：</b></p>

74、<p>　　主程序依此調(diào)用5個(gè)模塊：</p><p><b>　　處理模塊</b></p><p>　　判斷鍵盤(pán)的當(dāng)前狀態(tài)（是否開(kāi)/關(guān)電源），執(zhí)行相應(yīng)的操作。</p><p><b>　　測(cè)量模塊</b></p><p>　　測(cè)量信號(hào)為二路，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)放大送AD1，作為靜態(tài)血壓信號(hào)

75、；隔直后經(jīng)再次放大送AD2，作為脈搏波信號(hào)。由于傳感器的AD為10位，因此最高精度可達(dá)1/1024。采樣后的信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊的處理，最終計(jì)算得到收縮壓。舒張壓和心率。</p><p><b>　　信號(hào)處理模塊</b></p><p>　　主要功能是脈搏波的判斷和檢測(cè)，主要分為兩步：第一步，對(duì)A/D采樣的脈搏波信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，排除因外界干擾造成的信號(hào)讀數(shù)的誤差；

76、第二步，采用相關(guān)運(yùn)算，最大程度的排除因手臂的運(yùn)動(dòng)造成的誤差。在這基礎(chǔ)上，分析信號(hào)，得到波形的峰值（供判斷收縮壓，舒張壓和平均壓），得到每個(gè)脈搏波的時(shí)間。</p><p><b>　　顯示模塊</b></p><p>　　主要顯示3種信息：測(cè)量過(guò)程顯示當(dāng)前壓力值、漏氣速率；測(cè)量結(jié)束后分別以mmHgH和Kpa方式滾動(dòng)顯示收縮壓、舒張壓及心率；校準(zhǔn)狀態(tài)下顯示當(dāng)前壓力值、漏氣

77、速率。</p><p><b>　　串行通信模塊</b></p><p>　　采用PC機(jī)主叫的中斷方式，一旦接到PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令，對(duì)血壓進(jìn)行初始值的設(shè)定，主要包括起始加壓值，每次的壓力遞增值和最高壓力限制。</p><p><b>　　電源處理模塊</b></p><p>　　用于穩(wěn)壓模塊的控制，按

78、開(kāi)/關(guān)鍵，穩(wěn)壓模塊的控制端為高電平，穩(wěn)壓模塊處于正常輸出狀態(tài)。此時(shí)，血壓計(jì)處于“開(kāi)”狀態(tài)；再次按開(kāi)/關(guān)鍵，置PAO低電平，關(guān)閉穩(wěn)壓模塊的輸出，處于斷電的“關(guān)”狀態(tài)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　目前常用的血壓測(cè)量系統(tǒng)大多存在兩大缺點(diǎn)：其一，需要大量的連線才能把現(xiàn)場(chǎng)傳感器的信號(hào)送到采集卡上，布線施工麻煩，成本也高；其二，線路上傳送的是模

79、擬信號(hào)，易受干擾和損耗，為了克服這些缺點(diǎn)，一種基于數(shù)字化技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。研究和開(kāi)發(fā)溫度測(cè)量裝置既可為人民生活服務(wù)，也滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。本次設(shè)計(jì)的目的，一方面是工業(yè)現(xiàn)代化的客觀需要，另一方面，也對(duì)于即將要步入社會(huì)的大學(xué)生是一個(gè)有益的嘗試。</p><p>　　經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠把大學(xué)三年中系統(tǒng)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用得以結(jié)合，總結(jié)出了很多實(shí)踐設(shè)計(jì)中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)接觸到電子產(chǎn)品的一些新技術(shù)，了解到電子

80、產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)期間，在余建坤老師的精心指導(dǎo)下，我對(duì)電路的硬件方面有了全面的設(shè)計(jì)能力的和動(dòng)手能力，在軟件方面也有了很大的提高，了解到要編好一個(gè)程序首先要有豐富程序積累并多去動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、調(diào)試。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?、倥沓?余建坤《微機(jī)原理與接口技術(shù)》2004年 湖南大學(xué)出版社 1-58</p><

81、p>　?、凇峨娮邮澜纭?005年12期 中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管 中國(guó)電子學(xué)會(huì)主辦 13-24</p><p>　?、酆瘟⒚瘛秵纹瑱C(jī)教程》1999年 北京航空航天大學(xué)出版社出版 150-167</p><p>　?、芸等A光 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》1998年 高等教育出版社 260-360</p><p>　?、葜芾^明 江世明《傳感技術(shù)與應(yīng)用》 中南大學(xué)

82、出版社出版</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在即將畢業(yè)之際，畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，我想借此機(jī)會(huì)對(duì)關(guān)心和支持我的所有人表示感謝！在余建坤老師的精心指導(dǎo)下，我終于在兩個(gè)多月的時(shí)間里完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。然而，漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)路程不并順暢，由于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題智能血壓計(jì)是一種整體性的，系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，我雖然很努力的去做，但還是感到力不從心，因而這次設(shè)計(jì)在

83、深度和廣度上都有一定的局限性，我對(duì)此表示歉意。但是，我仍然十分感謝我的指導(dǎo)老師余建坤教授，他身為領(lǐng)導(dǎo)，日理萬(wàn)機(jī)；做為老師，又辛勤授課。現(xiàn)在，他又在百忙之中擔(dān)任了我們的指導(dǎo)老師，這樣的精神已經(jīng)讓我敬佩不已。</p><p>　　現(xiàn)在回憶起那段歲月，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的艱辛的指導(dǎo)工作中，余老師曾百忙中抽空趕赴我們校區(qū)，為我們召開(kāi)論文指導(dǎo)大會(huì)，風(fēng)塵仆仆；又曾每晚辛勤答復(fù)我們的提問(wèn)郵件，從不間斷。他對(duì)我們耐心細(xì)致的指導(dǎo)工作，其情

84、其形，至今仍瀝瀝在目。做為余老師的學(xué)生，我身感榮幸，在此也對(duì)余老師表示深深的謝意。 大學(xué)生活即將結(jié)束，我感到自己樹(shù)立了正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。在此，我將感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和任教老師，是他們教會(huì)我做人的道理。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不但鞏固了我平時(shí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)讓我在實(shí)際應(yīng)用方面有了一定程度的提高，給了我一次充分自學(xué)、動(dòng)手鍛煉的機(jī)會(huì)。在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)加倍努力、不斷提高和完善自我，培

85、養(yǎng)鍛煉各方面的綜合素質(zhì)，去適應(yīng)這個(gè)發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)，迎接新的挑戰(zhàn)。由于本人能力有限，該設(shè)計(jì)并不完善，敬請(qǐng)老師和同學(xué)提出批評(píng)并指正。借此機(jī)會(huì)感謝我的指導(dǎo)老師和所有關(guān)心我的人。</p><p><b>　　附錄：參考程序</b></p><p><b>　　子程序流程：</b></p><p>　　(1) 讀狀態(tài)命令子程序流&

86、lt;/p><p>　　(2) 讀數(shù)據(jù)子程序</p><p><b>　　ASDX 001：</b></p><p><b>　　(3) 復(fù)位子程序</b></p><p>　　(4) LCD顯示子程序流程</p><p>　　(5) 寫(xiě)命令子程序流程圖</p>&

87、lt;p><b>　　參考程序</b></p><p>　　DAT EQU P1.0</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　LJMP START</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p

88、>　　START: LCALL ASDX 001</p><p>　　LCALL LCD162</p><p>　　SJMP START</p><p>　　RD18B20:LCALL INIT</p><p>　　LCALL GETWD</p><p><b>　　REET</b><

89、;/p><p>　　INIT:CLR EAINI10:SETB DATMOV R2,＃200</p><p>　　INI11:CLR DATDJNZ R2,INI11 ；主機(jī)發(fā)復(fù)位脈沖持續(xù)3μs×200=600μsSETB DAT ；主機(jī)釋放總線，口線改為輸入MOV R2,＃30IN12:DJNZ R2,INI12 ；

90、ASDX 001等待2μs×30=60μsCLR CORL C,DAT ；ASDX 001數(shù)據(jù)線變低（存在脈沖）嗎？JC INI10 ；ASDX 001未準(zhǔn)備好，重新初始化MOV R6,＃80INI13:ORL C,DATJC INI14 ；ASDX 001數(shù)據(jù)線變高，初始化成功DJNZ R6,INI13 ；數(shù)據(jù)線

91、低電平可持續(xù)3μs×80=240μsSJMP INI10 ；初始化失敗，重來(lái)INI14:MOV R2,＃240IN15:DJNZ R2,INI15 ；ASDX 001應(yīng)答最少2μs×240=480μsRET ； WRI</p><p>　　DJNZ R6,RD11 ；讀完一個(gè)字節(jié)的數(shù)

92、據(jù)，存入A中SETBDATRET </p><p>　　GETWD: MOV A,＃0CCHLCALL WRITE ；發(fā)跳過(guò)ROM命令MOV A,＃44HLCALL WRITE ；發(fā)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令LCALL INITMOV A,＃0CCH ；發(fā)跳過(guò)ROM命令LCALL WRITEMOV A,＃0BEH ；發(fā)讀存儲(chǔ)器命令LCALL WR

93、ITELCALL READMOV WDLSB,A ；溫度值低位字節(jié)送WDLSBLCALL READMOV WDMSB,A ；溫度值高位字節(jié)送WDMSBRET</p><p><b>　　附錄元件清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 胡

94、漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996.</p><p>　　[2] 胡健.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[3] 胡健.單片機(jī)實(shí)用教程[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[4] 周行慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1991.<

95、/p><p>　　[5] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].修訂本,北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001.</p><p>　　[6] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M],簡(jiǎn)明修訂版.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.</p><p>　　[7] 李葉紫.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　[8