家用電子血壓計是典型的家庭醫(yī)療檢測設備之一，電子式血壓計使用簡易，可一人獨自操作，測量值便于記錄，體積輕巧便于攜帶，越來越受到普通家庭的歡迎。本血壓計設計以PIC18F85J90為控制核心輔以氣壓傳感器BP01和用作傳感器與MCU之間模擬信號處理的Intersil ISL28413/ISL28196模擬電路以及LCD驅(qū)動芯片ZJM12864BSBD、語音提示ISD2560。
電子血壓計工作原理
系統(tǒng)框圖如圖1所示。系統(tǒng)由壓力傳感器(BP01型壓力傳感器)，恒流源(ISL28413×1)，差分放大(ISL28413×3)，0.8 Hz二階高通濾波(ISL28413×1)，200倍放大(ISL28413×2)，38Hz二階低通濾波(ISL28413×1)，血壓脈沖觸發(fā)(ISL28196×1)，液晶顯示器128點×64點(ZJM12864BSBD)，語音報血壓(ISD2560)和單片機(PIC18F85J90)組成。
單片機主要工作原理為：PWM輸出控制氣泵充氣/漏氣調(diào)整袖帶內(nèi)氣壓;一路ADC采樣袖帶內(nèi)氣壓直流分量以便取得收縮壓和舒張壓;一路ADC采樣袖帶內(nèi)氣壓交流分量經(jīng)分析計算分析后確定收縮壓和舒張壓的瞬態(tài)時間位置;接收血壓脈沖信號觸發(fā)ADC工作;將計算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至LCD顯示并進行數(shù)值的語音提示。一次測量血壓的過程為：按激活鍵單片機PWM輸出控制氣泵充氣至200mmHg高，慢慢以每s約下降5mmHg的速度放氣。壓力傳感器輸出信號經(jīng)差分放大器后變單端信號一路送入單片機ADC監(jiān)視直流分量，另一路送入0.8Hz二階高通濾波器濾除直流分量;交流分量經(jīng)200倍放大后輸入38Hz二階低通濾波器去除電源及皮膚與袖帶摩擦的高頻噪聲和工頻干擾，并將此信號維持在0~5V之間，濾波后的交流分量一路送入血壓脈沖觸發(fā)然后觸發(fā)單片機ADC工作，另一路送入單片機ADC計算幅值，先找出最大振幅值A(chǔ)max，在往前找幅值為0.5Amax的瞬態(tài)位置對應血壓直流分量即為收縮壓，往后找幅值為0.8Amax的瞬態(tài)位置對應血壓直流分量即為舒張壓，將計算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果輸出至液晶驅(qū)動器顯示。
硬件設計
主控電路(圖2)選擇MicroChip 8位PIC18F85J90 CMOS FLASH 64/80引腳的帶LCD驅(qū)動的單片機，采用RISC CPU，有75條單字節(jié)的指令，既保證了必要的指令效率也兼具了控制芯片成本和簡化編程復雜度。外圍電路采用BP01型壓力傳感器和Intersil運放ISL28413，BP01型壓力傳感器是為檢測血壓而專門設計的，主要用于便攜式電子血壓計，在全量程范圍內(nèi)，精度為±1%、零點失調(diào)不大于±300mV，測量范圍-300~+300mmHg。BP01壓力傳感器是在恒流源供電的文氏電橋上的電阻隨氣壓變化而輸出雙端差分電壓信號。ISL28413是常用的4運放TSSOP-14集成電路，ISL28196是常用的單路比較器6腳SOT-23集成電路，具有電源電壓范圍寬、靜態(tài)功耗小、低價等優(yōu)點。液晶顯示電路采用ZJM12864BSBD，這是一款低功耗的點陣圖形式LCD，顯示格式為128點(列)×64點(行)，具有多功能指令，很容易與MPU相連。集成語音芯片ISD2560是Winbond公司生產(chǎn)的一款具有較強功能的語音錄放芯片，是一種永久記憶型語音錄放電路，錄音時間為60s，可重復錄放10萬次。
