淺談便攜式血壓計的設計

高瑞玲

【摘要】人類第一無形殺手稱號的高血壓病，已逐漸上升到人類疾病危害排行榜的前幾名，長期危害著人體健康，讓飽受高血壓折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地測量與監控高血壓，從而有效預防與治療高血壓，成為人們對抗高血壓病的首要問題。于是，設計一臺便捷的測量血壓的裝置，成為重中之重。家用電子血壓計，主要是用于家庭。家庭醫療保健已成為現代人的醫療保健時尚。

【關鍵詞】ASDX 001；AT89C51；液晶顯示；壓力測量。

【中圖分類號】R197.39 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2015）02-0672-02

1.前言

在現代疾病譜上，高血壓的危害無疑高居前幾位。對于上了年紀的人，血壓是一個重要的健康信號。隨著生活水平的提高，時下老年人對自己的血壓越來越關注。高血壓是世界最常見的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害非常的巨大。

高血壓對人體的損害是全身性的，也是造成死亡的惡魔，直接威脅著人的生命，所以，對高血壓這個無形殺手，不可掉以輕心。

治療高血壓病，首先是要測量準確的血壓。測量血壓的儀器稱為血壓計。血壓計可分為直接式和間接式兩種。兩種血壓計的工作原理是不相同的，直接式是用壓力傳感器直接測量壓力變化；間接式的工作原理則是控制從外部施加到被測部位上的壓強，并將控制的結果與其相關的柯氏音的產生和消失的信息加以判斷。前者不管對動脈或靜脈都可連續測試，而后者只能測量動脈的收縮壓和舒張壓。

2便攜式血壓計

2.1 便攜式血壓計的介紹

該產品重量輕，便攜，可放入醫生護士口袋。無水銀，增強環保性，避免了因水銀泄露而造成的污染事故。操作簡單易懂，特別適合家庭使用。

2.2 便攜式血壓計功能

該血壓計以壓力傳感器測得血壓值，再將血壓數據通過A/D轉換器轉換成數字信號，傳入單片機，然后由控制核心單片機控制，經主程序處理數據之后，在液晶顯示器上把數據顯示出來。

2.3 便攜式血壓計使用注意事項

1.袖帶位置須與心臟高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整個胳膊平伸在高于心臟位置的桌子上，或用墊子將胳膊墊得過高；

2. 每天要在固定時間和同樣狀態下，以相同的姿勢測量血壓；

3. 應該在安靜的狀態下進行測量，測量前安靜休息10～20分鐘，深呼吸2～3次；

3 便攜式血壓計工作原理

3.1 血壓測量的工作原理

血壓有兩種，一是收縮壓：是當心臟收縮把血液打到血管所測得的血壓，二是舒張壓：是心臟在不收縮所得的壓力。當袖帶的壓力等于血壓時，血液開始可以流通而產生所謂的袖帶聲，這時候也就是收縮壓，必須開始從這里做記錄，直到最后當袖帶聲沒有的時候，此點即為舒張壓。

根據氣袖在減壓過程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡線來判定血壓的。目前比較一致的看法是當氣袖壓力振蕩波的振幅最大的時候，氣袖的壓力是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應于振幅包絡線的第一個拐點，舒張壓對應于包絡線的第二個拐點。

收縮壓判斷的確定：通常采用最大的振幅法，即在放氣過程中脈搏波振幅度包絡線的上升段，當某一個脈搏波的幅度 與 Um之比 時，就認為此時對應的氣袖壓力為收縮壓。

Ps=P|Ui=Ks*Um （1-1）

舒張壓判斷的確定：也是用最大的振幅法來判定，不過是在脈搏波振幅包絡線的下降段，當某一個脈搏波的幅度 與 之比 時，就認為此時對應的氣袖壓力為舒張壓。

Pd=P|Ui=Kd*Um（1-2）

血壓信號以及收縮舒張壓的位置如圖1所示

先找出最大振幅值 Amax ，在往前找幅值為0. 5Amax的瞬態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果輸出至液晶驅動器顯示

4 傳感器簡介以及電路設計

4.1 傳感器

ASDX 001屬于微型結構壓力傳感器ASDX DO系列。ASDX系列是Sensym 公司檢定合格的ICT 代表產品的一種增強型品種。也是工業水平領先的一種SDX系列傳感器增強型。

數字壓力傳感器ASDX 001的結構

（1）外部結構：

（2）內部結構

ASDX 001的內部結構主要包括4部分：

多路分配器；②模/數轉換器；③微控控制；④模/數轉換器。

如圖2-2所示：

4.2 傳感器電路設計

ASDX 001的外圍引腳共有8個，其中5個為空腳。工作電壓為正5負。由 腳引入正5負電壓， 為數據輸出腳，將所測量得到的數字電壓信號傳送到單片機的P1.0腳，ASDX 001的地腳為GND腳，接地。

因此，這個電路連接十分簡單，只需要將傳感器的輸出腳Vout連接到AT89C51單片機的1腳上即可。

5 AT89C51單片機的簡介及其電路設計

5AT89C51

AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓 ，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM ），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機能應用許多高性價比的場合，可靈活應用于各種控制領域。

結論

目前常用的血壓測量系統大多存在兩大缺點：其一，需要大量的連線才能把現場傳感器的信號送到采集卡上，布線施工麻煩，成本也高；其二，線路上傳送的是模擬信號，易受干擾和損耗，為了克服這些缺點，一種基于數字化技術的系統應運而生。

參考文獻

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