基于NXP微控制器的多功能電子血壓計(jì)設(shè)計(jì)

2013-08-16 16:20 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

1 系統(tǒng)工作原理

血壓指血管內(nèi)的血液對(duì)于單位面積血管壁的側(cè)壓力,即壓強(qiáng)。正常的心臟是一個(gè)強(qiáng)有力的肌肉器官,它日夜不停地、有節(jié)律地一張一縮,使血液在循環(huán)器官內(nèi)流動(dòng)。血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí),無(wú)論心臟收縮或舒張,都對(duì)血管壁產(chǎn)生一定的壓力。血壓有兩種,一是收縮壓,它指在心室收縮時(shí),主動(dòng)脈壓急劇升高,在收縮期的中期達(dá)到最高值,這時(shí)的動(dòng)脈血壓值稱為收縮壓,也稱為“高壓”;另一是舒張壓,它指在心室舒張時(shí),主動(dòng)脈壓下降,在心舒末期動(dòng)脈血壓的最低值稱為舒張壓,也稱為“低壓”。

該多功能電子血壓計(jì),采用示波法進(jìn)行測(cè)量,其原理是通過(guò)測(cè)量血液流動(dòng)時(shí)對(duì)血管壁產(chǎn)生的振動(dòng),在袖帶放氣過(guò)程中,只要袖帶內(nèi)壓強(qiáng)與血管壓強(qiáng)相同,則振動(dòng)最強(qiáng)。其優(yōu)點(diǎn)為:使用簡(jiǎn)易,可一人獨(dú)自操作,測(cè)量值便于記錄,體積輕巧便于攜帶。

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2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該多功能電子血壓計(jì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,主要包括LPC3250主控模塊、電源及復(fù)位模塊、檢測(cè)模塊、LCD觸摸屏模塊、WiFi模塊、語(yǔ)音模塊和USB模塊等6大模塊。

2.2 主控LPC3250

主控采用NXP新推出的高度集成LPC3250微處理器,具有高性能、高集成度、低功耗等的特點(diǎn),非常適合本方案的設(shè)計(jì)要求。它采用90 nm工藝和功能強(qiáng)大的ARM926EJ-S內(nèi)核,主頻高達(dá)208 MHz,具有全系列標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)。其中包括帶專用DMA控制器的24位LCD控制器,可支持STN和TFT面板;三通道10位400 kHz A/D轉(zhuǎn)換器,帶觸摸屏接口;內(nèi)部集成高達(dá)11個(gè)PWM通道;USB OTG接口,能全速連接主機(jī)和器件;一個(gè)支持DDR和SDR SDRAM,SRAM,F(xiàn)LASH和靜態(tài)器件的外部存儲(chǔ)控制器。充分滿足了本設(shè)計(jì)的需要,外部只需加入很少芯片就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能,并可使整個(gè)系統(tǒng)體積減小、功耗降低、穩(wěn)定性增加和成本得到控制。

2.3 壓力傳感器XFGN-6025KPGSR

該設(shè)計(jì)采用日本Fujikura公司生產(chǎn)的新一代壓力傳感器XFGN-6025KPGSR,它的重量只有0.35 g,主要用于便攜式電子血壓計(jì),采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝,內(nèi)部含有放大、溫度補(bǔ)償及預(yù)校正失調(diào)電壓和量程,從而提高了測(cè)量的精度、穩(wěn)定性,也省去了放大電路。它直接將血壓轉(zhuǎn)換為0~4.5 V的電信號(hào),對(duì)應(yīng)的血壓值為0~25 kPa,即0~187.5 mmHg,與血壓計(jì)的設(shè)計(jì)要求非常匹配。

2.4 濾波器MAX267

所測(cè)得的模擬信號(hào)還要經(jīng)過(guò)濾波,然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其中濾波用于濾掉信號(hào)中的直流成分、電源及皮膚與袖帶摩擦的高頻噪聲和工頻干擾等。該設(shè)計(jì)采用Maxim公司的MAX267,它是Maxim眾多開(kāi)關(guān)電容濾波器(SCF)芯片中較簡(jiǎn)潔的一種。內(nèi)部包含2個(gè)已經(jīng)固定成帶通型,并且使用相同的Q參數(shù)和頻率變換比例的二階SCF和一個(gè)運(yùn)放。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆答侂娮韬蚎參數(shù),能夠組成不同波紋率的Butterworth或Chebyshev濾波器。這樣大大減少了外圍電路,且使用靈活,性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于采用集成運(yùn)放組成的濾波電路,非常適合于本設(shè)計(jì)。

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NXP 血壓計(jì) 醫(yī)療設(shè)備 保健電子血壓計(jì)

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