基于硅压式传感器和MSP430F149单片机的电子血压计设计

测量血压的传统仪器是机械式水银血压计，电子血压计近几年才在市场上出现。电子血压计与传统血压计相比，虽然操作简单、使用方便，但准确性、稳定性往往不太理想。本设计力求准确、稳定，以适用于老年人或病人随时监测自己血压情况及临床医学检测。

　　2 系统的硬件设计

　　本设计采用Motorola公司的MPX53GC硅压式传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件， 构成电子血压计，系统构成如图1。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制 电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分 构成。

　　

　　2.1 微处理器的选择

　　单片机是整个系统的大脑，它不仅要对系统进 行监控、对数据进行运算处理，而月.要通过对测量 结果的判定调整硬件的参数;使系统能够自动调节 在最佳的工作状态，具有一定的智能性。根据系统 的设计要求，选用TI公司的MSP430F1 49单片机 。

　　MSP430内嵌ADC12，它是12位的A/D模数转 换器，具有高速、通用的特点。ADC12可对8个外 部模拟信号之一或4个内部电压之一作转换。 ADC12具有通用的采样/保持电路，给用户提供了 采样时序的各种选择。MSP430F149单片机则能很 好满足系统设计的要求。

　　2.2 传感器电路设计

　　MPX53GC是Motorola X型传感器，该类传感器价格低廉、线性优良、噪声小、响应迅速，并且在 恒流源供电的情况下具有温度白补偿挣陛。传感器电路的组成如图2所示，压力传感器的输出信号先 经过滤波电路，然后进行放大，同时单片机 MSP430F149将产生1：10脉宽控制锯齿波发生器， 产生锯齿波与经过处理的压力信号相比较，将电平 信号转换为脉宽信号。单片机MSP430F149测量脉宽，然后经过相应的运算处理转换为收缩压(SP)、舒张压(DP)、平均压(MP) 。

　　

　　2.3 滤波电路设计

　　在血压测量过程中，由于传感器MPX53GC输 出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，如果电路 设计不合理，微弱的信号就会被噪声淹没。因此在 每一级放大电路中，都应有相应的噪声滤除或抑制 电路 ，此外要尽量的消除分布电容与分布电感的 耦合，在必要处进行屏蔽。如图3所示，采用有源低通滤波器，有效地削弱高频噪声，并适当放大信 号。其频率函数可表示为：

　　

　　

　　2.4 充放气控制电路设计

　　充放气电路也是影响测量准确度的一个重要因素。因此，怎样控制充气阀和放气阀，才能得到最好的测量结果是关键。在测量过程中，我们采用 单片机MSP430F149控制充放气速率，根据压力大小进行控制充气阀和放气阀的动作，这样不但能够 准确控制充放气的速率，而且能很好的监测整个系 统的运行情况，此外，还可以避免一些意外的人体伤害。

其控制过程见图4充气电路如图5所示。在充气过程中.可以稍 微快点充气，并估计收缩压和舒张压，以便计算放 气速率。当达到最大值后停止充气，开始慢慢的均 速放气。放气过程中，采用PWM脉宽调制进行控 制，并时刻察觉血压袖套CUFF的压力情况，保持 匀速放气。最后当压力小于20mmHg时，立即把放 气阀全部打开。

　　
　　

　　2.5 LCD液晶显示模块设计

　　本系统采用LCD驱动器HT1621，它为128(32 ×4)段LCD驱动器，可驱动多个LCD液晶屏。它 与单片机接口如图6所示，接口只须四根线。 线 用以初始化串行接口电路并终止MSP430F149与 HT1621的通信。数据的渎/写及命令的写入通过数 据线传输。RD读信号，RAM 内的数据在RD信号 的下降沿送至数据线上，使MSP430F 149在而信 号的上升沿及下一个下降沿之间读入正确的数据。