便携式电子血压计设计

本文介绍了以PIC16F877为控制核心。辅以气压传感器FGN-605PGSR和用作传感器与MCU之间模拟信号处理的LM324／331模拟电路以及LCD驱动芯片HD44780A，实现了家用电子血压计的设计。该设计尽量将系统使用的芯片和被动组件数量降低，故具有低成本小型化低功耗的特点。 本文探讨了基于PIC16F877单片机的便携式电子血压计的设计，该设计具有低成本、小型化和低功耗的特点。PIC16F877是一款8位CMOS Flash单片机，由Micro Chip公司制造，具备宽工作电压、高效能指令集、内置内存和各种定时器、比较器、ADC以及通信接口等功能，适用于各种嵌入式控制系统，包括电子血压计。 在硬件设计中，气压传感器FGN-605PGSR用于检测血压变化，它是一款专为血压计设计的小型传感器，能够测量-34.47～+34.47 kPa的压力，与人体血压范围相匹配。传感器的输出信号通过模拟电路处理，包括LM324和LM331组成的放大器，用于信号调理，确保精确度。LM324是一款四运放集成电路，而LM331则是一款比较器，它们都具有低功耗和宽电源电压范围的特性。 血压计的工作原理基于血液流动对血管壁产生的压力。通过袖带施加的压力，当血压与袖带压力相等时，血液开始流动，此时记录的最高压力为收缩压；当袖带完全放松，血液无阻碍流动时，记录的最低压力为舒张压。系统通过压力传感器监测压力变化，并通过一系列信号处理，包括高通和低通滤波，来识别和定位收缩压与舒张压的瞬间。 系统架构包括压力传感器、恒流源、放大器、滤波器、血压脉冲触发器、液晶驱动器（HD44780A）以及单片机。单片机通过PWM控制气泵充放气，ADC采集压力信号，同时，液晶驱动器显示测量结果。在软件层面，单片机执行控制算法，监测压力变化，确定收缩压和舒张压，然后在LCD上显示出来。 硬件设计部分还涉及单片机的时钟输入、电源输入、按键输入、气泵驱动和喇叭驱动，以及液晶驱动控制。时钟通常由外接晶振提供，电源采用9V电池并通过7805稳压到5V。按键输入用于启动血压测量，气泵和喇叭通过PWM输出控制，而液晶显示器的控制则通过与HD44780A的接口实现，显示血压读数和其他相关信息。 便携式电子血压计设计融合了微控制器技术、传感器技术、模拟信号处理、数字信号处理以及人机交互界面，实现了便捷、准确的家庭血压监测。这样的设计不仅满足了医疗电子设备的基本需求，还考虑到了成本和能源效率，为用户提供了一个实用且经济的解决方案。