用PIC18F85J90实现电子血压计设计

　　家用电子血压计是典范的家庭医疗检测设备之一，电子式血压计利用浅易，可一人独自操纵，丈量值便于记录，体积轻巧便于携带，越来越受到普通家庭的接待。本血压计设计以PIC18F85J90为节制焦点辅以气压传感器BP01和用作传感器与MCU之间模仿信号处理惩罚的Intersil ISL28413/ISL28196模仿电路以及LCD驱动芯片ZJM12864BSBD、语音提示ISD2560。

电子血压计事情道理

　　系统框图如图1所示。系统由压力传感器(BP01型压力传感器)，恒流源(ISL28413×1)，差分放大(ISL28413×3)，0.8 Hz二阶高通滤波(ISL28413×1)，200倍放大(ISL28413×2)，38Hz二阶低通滤波(ISL28413×1)，血压脉冲触发(ISL28196×1)，液晶显示器128点×64点(ZJM12864BSBD)，语音报血压(ISD2560)和单片机(PIC18F85J90)构成。

　　单片机主要事情道理为：PWM输出节制气泵充气/漏气调解袖带内气压;一路ADC采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压;一路ADC采样袖带内气压交换分量经阐明计较阐明后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置;吸收血压脉冲信号触发ADC事情;将计较出的收缩压和舒张压功效输出至LCD显示并举办数值的语音提示。一次丈量血压的进程为：按激活键单片机PWM输出节制气泵充气至200mmHg高，逐步以每s约下降5mmHg的速度放气。压力传感器输出信号经差分放大器后变单端信号一路送入单片机ADC监督直流分量，另一路送入0.8Hz二阶高通滤波器滤除直流分量;交换分量经200倍放大后输入38Hz二阶低通滤波器去除电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频滋扰，并将此信号维持在0~5V之间，滤波后的交换分量一路送入血压脉冲触发然后触发单片机ADC事情，另一路送入单片机ADC计较幅值，先找出最大振幅值Amax，在往前找幅值为0.5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压，往后找幅值为0.8Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压，将计较出的收缩压和舒张压功效输出至液晶驱动器显示。

硬件设计

　　主控电路(图2)选择MicroChip 8位PIC18F85J90 CMOS FLASH 64/80引脚的带LCD驱动的单片机，回收RISC CPU，有75条单字节的指令，既担保了须要的指令效率也兼具了节制芯片本钱和简化编程巨大度。外围电路回收BP01型压力传感器和Intersil运放ISL28413，BP01型压力传感器是为检测血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计，在全量程范畴内，精度为±1%、零点失调不大于±300mV，丈量范畴-300~+300mmHg。BP01压力传感器是在恒流源供电的文氏电桥上的电阻随气压变革而输出双端差分电压信号。ISL28413是常用的4运放TSSOP-14集成电路，ISL28196是常用的单路较量器6脚SOT-23集成电路，具有电源电压范畴宽、静态功耗小、低价等利益。液晶显示电路回收ZJM12864BSBD，这是一款低功耗的点阵图形式LCD，显示名目为128点(列)×64点(行)，具有多成果指令，很容易与MPU相连。集成语音芯片ISD2560是Winbond公司出产的一款具有较强成果的语音录放芯片，是一种永久影象型语音录放电路，灌音时间为60s，可反复录放10万次。

      外围模仿电路如图3所示，运放U1A输入正端为可设定的直流偏置电压Vref，U1A输出端和输入负端提供了压力传感器电桥恒流偏置的回路，以提供传感器偏置的恒流源。颠末运放U1B、U1C、U1D差分放大，单端输出放大电路，直接输入ADC0监督血压直流分量，用U2A构成二阶高通巴特沃思滤波器，详细的设计请参考文献[1]的高通滤波器设计要领。用两个级运放U2B、U2C构成200倍比例放大电路，第一级20倍放大，第二级10倍放大。回收二阶巴特沃思二阶低通滤波，运放U2D接成跟从器，放大倍数为1，详细的设计请参考文献[1]，滤掉皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频滋扰，获得单片机匹配的电压信号，进入ADC2，监督血压的交换分量。操作较量器ISL28196设定必然的电压门限，将血压交换信号形成脉冲，进入RA1触发ADC1事情。

日历时钟和存储电路

　　由EEPROM24LC256和日历时钟芯片ISL12058构成。24LC256是一款低电压、串行接口，容量为256k的存储器，用于存储丈量的血压值。ISL12058是Intersil 公司推出的一款家产级内含I2C总线的具有极低功耗的多成果时钟/日历芯片，用于提供丈量血压时的时间和日期，以便于今后举办查询利用，利便于利用者对本身一段时间的血压有个清晰的影象。它本钱低，事情电流只有400nA，钮扣电池供电也可正常事情较长时间。

键盘和显示电路

　　由键盘电路和液晶显示电路两部门构成。液晶显示电路回收ZJM12864BSBD低功耗点阵图形式LCD，显示名目为128点(列)×64点(行)，具有多成果指令，很容易与MPU相连。个中键盘电路回收独立式按键，有7个按键，别离为丈量、mmHg/kPa转换、影象、配置、上翻、下翻、删除。可以举办日历时钟的配置，举办报警参数的配置，举办血压的丈量值的存取和删除等成果。LCD可以显示收缩压、舒张压，当前的时间和日历;在查询状态时可以实现以往丈量血压的日期、时间、丈量值，同时可以通过软件编程实现汗青数据的图形化显示，利便直观。

语音报压和报警电路

　　主要由集成语音芯片ISD2560构成，该芯片回收多电平直接模仿量存储专利技能，可以或许很是真实、自然地再现语音。通过事先录制好的声音，实现血压丈量值的自动声音提示，假如血压跨越正常血压的上下限值，还会发挥报警，提醒利用者就医。

　　本文给出了完整的携带式电子血压计设计方案，并基于PIC 18F85J90为节制焦点辅以压力传感器和外围的模仿电路以及LCD驱动芯片实现了电子血压计的设计。此设计可直接转化为实际产物，故有较高的实用代价。