电子血压计HY16F188+HY2163 应用说明书

电 子 血 压 计
HY16F188+HY2163
应 用 说 明 书
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HY16F188
电 子 血 压 计
目 录
1 简 介 ................................................................................... 2
2 原 理 说 明 ............................................................................... 2
2.1 血 压 检 测 ............................................................................2
2.2 感 测 元 件 ............................................................................3
2.3 血 压 信 号 及 控 制 晶 片 ..................................................................3
2.4 电 源 控 制 ............................................................................5
2.5 显 示 控 制 ............................................................................5
3 设 计 规 划 ............................................................................... 6
3.1 硬 体 说 明 ............................................................................6
3.1.1 ADC 量 测 电 路 及 内 部 ADC 设 置 ..........................................................6
3.1.2 充 放 气 控 制 电 路 ....................................................................7
3.1.3 显 示 控 制 部 分 ......................................................................7
3.1.4 周 边 电 路 ..........................................................................8
3.1.5 血 压 计 整 体 电 路 ....................................................................8
3.2 血 压 判 断 软 体 流 程 ....................................................................8
3.2.1 血 压 判 别 法 ........................................................................9
.
3.2.2 脉 搏 信 号 提 取 ......................................................................9
3.2.3 血 压 处 理 流 程 .....................................................................11
4 操 作 说 明 .............................................................................. 13
4.1 标 定 流 程 ...........................................................................13
4.2 按 键 操 作 ...........................................................................13
4.3 显 示 数 据 说 明 .......................................................................13
4.4 图 形 与 数 据 采 集 .....................................................................14
5 结 论 .................................................................................. 14
6 参 考 数 据 .............................................................................. 14
7 附 件 .................................................................................. 14
8 修 訂 記 錄 .............................................................................. 14
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HY16F188
电 子 血 压 计
1 简 介
随 着 社 会 、 经 济 文 化 的 发 展 , 人 们 饮 食 、 生 活 、 工 作 习 惯 出 现 了 不 健 康 的 改 变 , 导
致 心 血 管 疾 病 成 为 目 前 国 民 的 主 要 死 亡 原 因 之 一 。 据 不 完 全 统 计 数 据 表 明 , 每 年 中 国 因
心 血 管 疾 病 而 死 亡 人 数 正 在 以 百 分 之 三 的 速 度 增 加 , 儿 童 增 加 数 量 更 为 严 重 , 但 是 我 国
对 于 心 血 管 疾 病 特 别 是 高 血 压 的 防 止 方 面 异 常 薄 弱 , 而 血 压 与 脉 搏 是 最 重 要 的 健 康 指 标 。
如 果 能 经 常 测 量 自 己 的 血 压 , 就 做 到 对 自 己 的 健 康 情 况 心 理 有 数 , 早 期 发 现 问 题 ,
就 能 得 到 较 好 的 治 疗 效 果 。 另 外 对 于 诊 断 这 些 疾 病 方 面 脉 搏 信 息 也 包 含 了 许 多 有 价 值 的
人 体 生 理 病 理 信 息 , 如 它 可 反 映 出 血 管 阻 力 的 大 小 ; 每 搏 输 出 量 的 多 少 ; 血 管 的 伸 展 性 ;
主 动 脉 狭 窄 和 主 动 脉 瓣 闭 锁 的 情 况 等 。 脉 搏 作 为 生 理 参 考 信 息 , 其 在 血 压 测 量 及 血 流 量
检 测 等 方 面 也 起 着 重 要 的 作 用 。 对 于 心 血 管 疾 病 的 防 治 血 压 与 脉 搏 的 量 测 是 大 家 值 得 去
研 究 与 关 注 的 问 题 。
本 文 是 基 于 HYCON HY16F188 内 部 的 高 精 度 ∑△ADC 搭 配 LCD 驱 动 IC HY2613 用 示 波
法 和 臂 式 量 测 方 式 对 血 压 脉 搏 进 行 量 测 , 测 试 数 据 表 明 : 用 该 方 法 实 现 的 电 子 血 压 计 具
有 测 量 精 度 高 、 抗 干 扰 能 力 强 、 使 用 简 便 , 成 本 低 等 特 点 , 适 合 作 为 保 健 类 仪 器 大 批 量
生 产 。
2 原 理 说 明
2.1 血 压 检 测
.
现 在 血 压 的 检 测 方 发 大 致 可 以 分 为 两 类 : 柯 氏 法 ( 也 叫 听 诊 法 ) 与 示 波 法 ( 也 叫 震 荡
法 )。 而 现 在 大 多 数 电 子 血 压 计 基 本 上 利 用 示 波 法 来 量 测 人 体 的 血 压 , 主 要 是 柯 氏 法 存 在
一 些 固 有 的 缺 点 : 一 是 确 定 舒 张 压 比 较 困 难 ; 二 是 此 法 凭 人 的 视 觉 和 听 觉 , 带 有 主 观 因
素 , 除 非 专 业 医 生 , 一 般 人 很 难 测 准 血 压 。 七 十 年 代 出 现 了 多 种 柯 氏 法 电 子 血 压 计 , 试
图 实 现 血 压 的 自 动 检 测 , 但 很 快 发 现 这 类 血 压 计 未 能 克 服 柯 氏 法 的 固 有 缺 点 , 误 差 大 ,
重 复 性 差 。 目 前 , 国 外 大 多 数 无 损 自 动 血 压 自 动 检 测 仪 器 都 采 用 示 波 法 。
血 压 计 示 波 法 的 测 量 过 程 中 包 含 加 压 、 定 速 排 气 或 充 气 、 血 压 测 量 的 技 术 来 进 行 。
并 采 用 充 气 袖 套 来 阻 断 上 臂 动 脉 血 流 , 由 于 心 搏 的 血 液 动 力 学 作 用 , 在 袖 带 压 力 上 将 重
叠 与 心 搏 同 步 的 压 力 波 动 , 即 脉 搏 波 。 在 加 压 过 程 当 袖 带 压 力 小 于 收 缩 压 时 , 动 脉 逐 渐
弹 开 , 振 荡 波 幅 逐 渐 增 大 ; 当 袖 带 压 力 等 于 平 均 脉 压 时 , 动 脉 管 壁 完 全 处 于 去 负 荷 状 态 ,
波 幅 达 到 最 大 值 ; 袖 带 压 力 上 升 到 平 均 脉 压 以 下 时 , 臂 带 逐 渐 绑 紧 , 波 幅 逐 渐 减 小 。 相
应 的 波 形 如 图 1。
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图 1 震 荡 法 的 ADC 脉 搏 曲 线 信 号
基 于 统 计 规 律 的 分 析 方 法 判 定 平 均 脉 压 的 准 则 是 : 袖 带 内 振 荡 信 号 达 到 最 大 值 时 对 应 的
最 小 袖 带 压 力 为 动 脉 平 均 压 。 当 腕 带 的 压 力 等 于 血 压 时 , 血 液 开 始 可 以 流 通 而 产 生 所 谓 的 cuff
声 , 这 时 候 也 就 是 收 缩 压 , 我 們 必 須 开 始 从 这 里 做 记 录 , 直 到 最 最 后 cuff 声 沒 有 的 時 候 , 此
点 即 为 舒 张 压 。
2.2 感 测 元 件
对 于 人 体 血 压 信 号 的 感 测 是 利 用 专 用 半 导 体 材 料 的 传 感 器 US09111-006S, 为 电 阻 式
全 桥 式 压 力 传 感 器 , 具 有 良 好 的 线 性 度 , 输 出 电 压 与 所 加 压 力 成 正 比 关 系 , 宽 的 工 作 温
度 范 围 -40℃—85℃。 通 过 HY16F188 内 部 LDO 提 供 2.4V 于 压 力 senor 两 端 它 可 以 直 接 将
动 脉 血 液 对 血 管 壁 的 压 力 转 换 为 0~100mV 的 电 信 号 , 对 应 的 血 压 值 为 0~40KPa, 与 血 压
计 的 设 计 要 求 非 常 匹 配 , 因 此 特 别 适 合 示 波 法 压 力 测 量 。
2.3 血 压 信 号 及 控 制 晶 片
人 体 血 压 信 号 通 过 压 力 感 测 元 件 转 为 电 信 号 , 而 且 这 个 信 号 直 接 利 用 HY16F188 内 部
最 大 为 128 倍 的 放 大 及 它 的 高 精 度 ADC 和 内 建 LDO 模 块 提 供 参 考 电 压 把 这 个 信 号 转 成 数
字 量 。 由 于 HY16F188 具 有 以 下 的 特 性 , 血 压 信 号 的 量 测 电 路 非 常 简 单 , 性 价 比 非 常 高 。
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HY16F188 的 特 性 :
• 系 统 工 作 电 压 2.4-3.6V;
• 10MIPS 32bit 控 制 器 ;
• 低 的 耗 电 流 ;
A. 工 作 模 式 下 的 耗 电 流 450uA/MIPS;
B. 睡 眠 模 式 的 耗 电 量 2.5uA.
• 内 建 VDDA 稳 压 器 , 可 选 择 电 压 :off,2.4V,2.7V,3.0V,3.3V;
• 内 建 单 独 使 用 于 系 统 电 源 与 晶 片 电 源 的 charge Pump regulator;
• 外 部 震 荡 电 路 输 入 或 者 内 部 高 精 度 RC 振 荡 器 , 并 有 4 种 工 作 时 钟 切 换 选 择 ;
• 全 差 动 的 输 入 方 式 ;
• 内 建 前 置 放 大 器 (PGA) 可 选 择 增 益 ×1, ×2, ×4, ×8, ×16, ×32,
×64,×128 ;
• 内 建 直 流 偏 压 设 置 , 可 选 择 0,±1/8,±1/4 , ±3/8, ±1/2,±5/8, ±3/4, ±7/8
的 VREF 的 偏 置 电 压 ;
• 内 置 4 种 信 号 输 入 模 式 切 换 ( 正 向 输 入 、S- 短 路 ,S+ 短 路 , 交 叉 );
• 可 选 择 10,20, 40、80、160、320、640、1280、2560、5120 或 者 10240 sps
的 数 据 输 出 速 率 ;
• SPI 与 UART 数 据 传 送 界 面 ;
• 64K 的 flash memory 与 8K bytes SRAM;
• 16bit 的 PWM 控 制 器 ;
• –40°C to +85°C 的 操 作 温 度 范 围 ;
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2.4 电 源 控 制
血 压 计 的 主 控 部 分 采 用 16F188 32bit 为 内 核 的 单 片 机 , 并 其 内 建 单 独 使 用 于 晶 片 电
源 的 charge Pump 电 路 ; 这 样 的 电 源 控 制 , 能 在 刚 启 动 直 流 电 机 的 时 候 由 于 瞬 间 的 大 电
流 使 用 这 个 模 块 能 防 止 电 源 瞬 间 被 拉 低 而 造 成 系 统 复 位 。 而 且 当 启 动 马 达 时 , 对 于 16F188
内 部 Charge Pump 的 控 制 只 需 通 过 软 件 来 切 换 晶 片 的 工 作 电 源 选 择 。16F188 这 样 的 电 源
设 计 架 构 与 其 他 的 血 压 计 应 用 比 较 起 来 , 电 源 部 分 的 设 计 非 常 简 洁 无 需 外 接 charge Pump
的 升 压 电 路 , 而 且 可 以 做 到 能 直 接 使 用 两 节 电 池 来 供 电 。
.
图 2 HY16F188 内 部 电 源 架 构
2.5 显 示 控 制
血 压 计 的 显 示 控 制 部 分 是 用 HYCON 的 LCD driver 晶 片 HY2613 来 驱 动 LCD 面 板 的 显
示 。 其 特 性 为 :
• 4*36 点 或 者 在 背 光 输 出 模 式 下 4*32 点 ;
• 片 内 自 带 闪 烁 功 能 ;
• LCD 驱 动 方 式 可 以 设 置 1/2 或 者 1/3 Bias,1/4 Duty;
• 可 选 择 High side 或 low side 驱 动 ;
• 内 置 电 源 泵 具 有 8 种 电 源 输 出 , 并 具 有 微 调 和 对 比 调 节 CONTRAST 功 能 ;
• LED 背 光 功 能 , 驱 动 能 力 20mA/4.2V 的 定 电 流 ;
• 内 置 4*36=144bit 的 显 示 数 据 RAM;
• 2 线 式 I2C 通 讯 接 口 ;
• 内 置 32K 的 LPO 震 荡 器 ;
• 支 持 外 接 晶 体 振 荡 器 ;
• 具 有 低 功 耗 的 待 机 模 式 ;
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3 设 计 规 划
3.1 硬 体 说 明
血 压 计 的 整 体 线 路 主 要 包 括 :
• ADC 量 测 电 路
• 充 放 气 控 制
• 控 制 显 示
• 周 边 电 路
3.1.1 ADC 量 测 电 路 及 内 部 ADC 设 置
VDDA
5
R21
0
AIO1
104
R22
4.7K
4
5
U2
6
Ex t Ex t
S- S+
Gn d Gn d
US9111-006-D
3
2
1AI2
AIO0
C44
104
AI0
AI1
.
PGA[1: 0]=011
PGAx16
DCSET[3:0]=0000
AI2
REFP
ADGNx4
ΣADC
VREFx1/ 2
ADGN1 :0]=11
FRB=1
REFN
AI3
1bit
OSR[3: 0]=0100
Co mb filte r
32bit output
AI3
图 2 血 压 信 号 量 测 电 路
压 力 传 感 器 的 采 用 定 电 压 的 驱 动 方 式 , 它 的 输 入 电 压 由 HY16F188 内 部 LDO 设 置 为
3.3V 的 VDDA 端 子 提 供 ,US9111-006-D 为 内 阻 为 5K 的 电 阻 全 桥 式 的 压 力 sensor, 压 力
sensor 的 输 出 信 号 直 接 由 HY16F188 内 部 高 精 度 的 ∑△ADC 进 行 转 化 位 数 字 量 。
信 号 处 理 部 分 ,HY16F188 内 部 ADC 参 考 电 压 也 是 由 VDDA 端 子 经 AI2 供 给 参 考 电 压
正 端 REFP,VSS 端 子 经 AI3 短 接 到 参 考 电 压 负 端 REFN。 由 于 压 力 传 感 器 的 最 大 输 出 信 号
为 42mV, 而 参 考 电 压 为 1.65V, 这 个 信 号 直 接 由 HY16F188 内 部 PGA 进 行 放 大 24 倍 来 满
足 ADC 量 测 要 求 。 这 样 的 量 测 电 路 VDDA 的 温 漂 对 量 测 系 统 不 会 造 成 影 响 , 而 且 HY16F188
内 部 PGA 的 温 漂 为 ±10ppM/℃, 所 以 HY16F188 的 温 漂 对 量 测 部 分 的 影 响 非 常 小 。 另 外 参
考 电 压 端 与 信 号 输 入 端 子 的 两 颗 电 容 必 须 要 加 , 这 在 温 度 变 化 时 , 让 ADC 有 足 够 的 保 持
时 间 。
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3.1.2 充 放 气 控 制 电 路
VBAT
gate
J8
1
2
VBAT
D6 41 48
J7
1
2
D5
4148
Q3
MPS8050
R25
1K
PWM2
Pump
B2
Q4
MPS8050
R28
1K
PWM1
B1
图 3. 充 放 气 控 制 电 路
充 气 控 制 电 路 是 通 过 16F188 的 内 部 16 bit 的 PWM 输 出 及 三 级 管 的 控 制 电 路 来 控 制
直 流 马 达 对 袖 带 的 充 气 。 并 通 过 调 节 PWM 输 出 的 占 空 比 来 控 制 袖 带 内 的 充 气 速 度 。 而 袖
带 内 的 放 气 也 是 由 PWM 输 出 high 与 low 的 状 态 经 三 极 管 的 开 关 电 路 来 控 制 电 磁 气 阀 门 的
打 开 与 关 闭 。
.
在 充 气 控 制 上 ,PWM 设 置 的 输 出 频 率 120HZ, 当 刚 启 动 充 气 马 达 时 通 过 调 节 PWM 的 占
空 比 来 实 现 快 速 充 气 过 程 , 当 袖 带 内 的 气 压 达 到 35mmHg 时 通 过 调 节 PWM 输 出 的 占 空 比 来
改 变 充 气 的 速 度 , 并 在 当 前 气 压 下 ADC 开 始 能 分 辨 出 人 体 的 血 压 信 号 。
3.1.3 显 示 控 制 部 分
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
J1
COM0
COM1
COM2
COM3
SEG14
SEG15
SEG16
SEG17
SEG18
SEG19
SEG26
COM0
COM1
COM2
COM3
SEG28
SEG29
SEG30
SEG31
SEG32
SEG33
SEG34
SEG35
SEG11
SEG12
SEG13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
J3
COM0
COM1
COM2
COM3
SEG0
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
SEG7
SEG8
SEG9
SEG10
COM0
COM1
COM2
COM3
SEG20
SEG21
SEG22
SEG23
SEG24
SEG25
SEG27
CON21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
J2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
J4
SEG31 1
48 SEG30
SEG31 SEG30
SEG32 2
SEG32 SEG29
47 SEG29
SEG33 3
46 SEG28
SEG34 4
SGE33 SEG28
45 SEG27
SGE34 SEG27
SEG35 5
44 SEG26
COM0 6
SEG35 SEG26
43 SEG25
COM0 SEG25
COM1 7
COM1 SEG24
42 SEG24
COM2 8
41 SEG23
COM2/SEG0 SEG23
COM3 9
COM3/SEG1 SEG22
40 SEG22
VLCD 10
39 SEG21
VDD3V 11
VLCD SEG21
38 SEG20
VDD
SEG20
VSS 12
37 SEG19
13
VSS
SEG19
36 SEG18
Xout
SEG18
14
OSC/Xin SEG17
35 SEG17
H Y2613_SC 15 L
34 SEG16
SC L
SEG16
H Y2613_SD 16 A
SDA
SEG15
33 SEG15
17
32 SEG14
SEG0 18
POR /IR Q SEG14
31 SEG13
SEG0/B LOUT SEG13
SEG1 19
30 SEG12
SEG2 20
SEG1/C H SEG12
29 SEG11
SEG2/C L SEG11
SEG3 21
SEG3/F B SEG10
28 SEG10
SEG4 22
27 SEG9
SEG4
SEG9
SEG5 23
SEG5
SEG8
26 SEG8
SEG6 24
25 SEG7
SEG6
SEG7
图 4. 控 制 显 示 电 路
U5
HY2613-8
HY2613_SDA
HY2613_SCL
VDD3 V
R23 R24
10K 10K
VDD3 V
C52
0.1uf
VLCD
R2
0
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显 示 部 分 的 控 制 是 由 HYCON 的 LCD driver 晶 片 HY2613 来 驱 动 4 片 LCD 面 板 的 显 示 。
HY2613 与 HY16F188 主 控 之 间 通 过 I2C 接 口 来 配 置 HY2613 并 控 制 lcd 面 板 的 显 示 。 图 4
的 4 片 不 同 面 板 上 , 分 别 可 以 显 示 收 缩 压 、 舒 张 压 、 心 率 及 时 间 。
3.1.4 周 边 电 路
从 下 面 的 整 体 电 路 来 看 血 压 计 的 周 边 电 路 非 常 简 洁 有 RS232 的 串 口 通 讯 电 路 , 血 压
计 的 AC 分 离 曲 线 可 以 通 过 RS232 通 讯 界 面 并 借 助 于 ADCENOB 分 析 工 具 来 实 现 图 形 采 集 。
电 源 部 分 由 于 HY16F188 自 带 直 接 提 供 晶 片 工 作 的 电 源 的 charge Pump regulator, 可 以
直 接 用 两 节 电 池 来 供 电 不 需 要 使 用 GS2612 的 LDO 提 供 的 电 源 电 路 。
3.1.5 血 压 计 整 体 电 路
.
图 5. 血 压 计 整 体 电 路
3.2 血 压 判 断 软 体 流 程
血 压 计 的 检 测 主 要 是 对 收 缩 舒 、 舒 张 压 、 心 率 的 检 测 。 示 波 法 是 目 前 检 测 血 压 中 相
对 准 确 率 较 高 , 因 而 也 是 最 常 用 的 方 法 。 本 文 对 血 压 检 测 是 基 于 示 波 法 , 所 以 下 面 介 绍
示 波 法 对 血 压 的 分 析 方 法 。
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3.2.1 血 压 判 别 法
本 文 是 对 血 压 的 量 测 是 基 于 示 波 法 的 S 判 别 法 , 该 方 法 判 别 血 压 时 首 先 确 定 脉 搏 波
幅 度 的 最 大 值 Am, 且 同 时 需 要 根 据 所 在 最 大 值 的 振 荡 波 进 行 积 分 再 除 以 波 动 周 期 得 到 收
缩 压 对 应 的 波 动 幅 度 A(sp), 舒 张 压 对 应 的 波 动 幅 度 A(dp) 则 由 最 大 幅 度 与 A(sp) 的 差 值
得 到 。 在 脉 搏 波 曲 线 上 , 波 动 幅 度 为 A(sp)、A(dp) 时 对 应 的 袖 套 压 力 即 收 缩 压 、 舒 张 压 。
.
图 6 脉 搏 特 征 曲 线
3.2.2 脉 搏 信 号 提 取
对 于 脉 搏 信 号 的 采 集 ,HYCON 的 HY16F188 内 建 有 效 位 为 21bit 高 精 度 ∑△ADC, 并 结
合 内 部 64 倍 的 放 大 完 全 能 有 效 的 分 辨 出 人 体 的 血 压 信 号 。 另 外 , 由 于 ADC 采 集 到 的 压 力
值 包 含 DC 压 力 信 号 与 心 脏 周 期 性 搏 动 的 AC 血 压 信 号 , 软 件 上 的 处 理 方 面 有 效 的 提 取 AC
分 量 对 人 体 血 压 的 量 测 是 一 个 关 键 的 步 骤 。 对 于 AC 血 压 信 号 的 提 取 流 程 如 图 7 所 表 示 。
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static_cur_ad = Readadc(adcout)
Readadc(adcout) 表 示 adc 数 据
4 笔 滑 动 平 均 处 理 并 返 回 滑 动
平 均 后 的 数 据
static_AD[31] = static_AD[30]
static_AD[30] = static_AD[29]
…….
static_AD[1] = _static_AD[0]
static_AD[0] = static_cur_ad
g_u32_sum32 = g_u32_sum32 - g_u16_AVR[0];
g_u32_sum8 = g_u32_sum8 - g_u16_AVR[1];
g_u32_sum4 = g_u32_sum4 - g_u16_AVR[2];
g_u32_sum2 = g_u32_sum2 - g_u16_AVR[3];
g_u32_sum32 = g_u32_sum32 + static_cur_ad
g_u16_AVR[0] = g_u32_sum32/16
g_fp32_avg[1] =static_ad[32]-g_fp32_avg[0]
g_u32_sum8 += g_fp32_avg[1]
g_fp32_avg[1] = g_u32_sum8/8;
.
g_u32_sum4 = g_u32_sum4 + g_u16_AVR[1]
g_u16_AVR[2] = g_u32_sum4/8
g_u32_sum2 += g_fp32_avg[2];
g_fp32_avg[3] = g_u32_sum2/2;
Slope_Value[4] = Slope_Value[3];
Slope_Value[3] = Slope_Value[2];
Slope_Value[2] = Slope_Value[1];
Slope_Value[1] = Slope_Value[0];
Slope_Value[0] = g_fp32_avg[2]
经 上 面 处 理 后 AC 血 压 信 号 存
取
进 入 血 压 信 号 分 析
图 7 血 压 AC 信 号 提 取
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3.2.3 血 压 处 理 流 程
对 于 血 压 信 号 的 处 理 主 要 是 通 过 软 件 判 断 来 分 辨 每 次 心 脏 搏 动 时 AC 信 号 的 峰 值 与 波
谷 值 之 间 的 差 值 所 对 应 的 振 幅 的 大 小 , 并 比 较 每 次 采 集 到 的 血 压 信 号 振 幅 值 的 大 小 来 判
断 是 否 是 取 得 最 大 的 振 动 波 。 同 时 在 血 压 信 号 处 理 的 过 程 中 需 保 存 每 次 血 压 信 号 峰 值 所
对 应 的 静 态 压 力 和 搏 动 的 振 幅 值 大 小 , 其 次 也 需 对 每 次 血 压 搏 动 信 号 的 曲 线 做 积 分 。 大
致 的 分 析 流 程 可 以 参 照 图 8 所 述 。
另 外 需 补 充 说 明 的 是 在 图 8 所 示 的 流 程 图 中 如 果 判 断 当 前 波 形 为 最 大 振 幅 波 时 , 后
续 会 跟 踪 连 续 的 三 个 波 形 为 减 少 才 确 认 最 大 振 幅 波 已 经 找 到 , 根 据 这 个 最 大 振 幅 波 的 位
置 与 对 应 的 平 均 幅 值 往 前 寻 找 该 平 均 幅 值 的 大 小 间 于 哪 两 个 振 幅 波 之 间 , 并 通 过 寻 找 的
这 两 个 波 形 所 对 应 静 态 压 力 的 平 均 值 为 舒 张 压 。 而 收 缩 压 所 对 应 的 幅 值 是 最 大 振 幅 减 去
最 大 振 幅 处 所 对 应 的 平 均 幅 值 往 后 继 续 找 舒 张 压 对 应 相 邻 振 幅 波 幅 值 之 间 , 同 样 也 根 据
这 两 个 间 于 舒 张 压 幅 值 之 间 的 振 幅 波 峰 值 对 应 的 静 态 压 力 来 计 算 舒 张 压
.
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电 子 血 压 计
AC 血 压 搏 动 信 号 分 析 开 始
对 当 前 血 压 信 号 做 积 分
血 压 信 号 采 集 次 数 与 积 分
次 数 分 别 增 加 1
b_Slope_Positive == 1
Y
N
查 找 血 压 信 号 的 波
谷 值 并 保 存 并 判 断 血 压 信 号 是 否
进 上 升
N
降 过 程
Y
查 找 血 压 信 号 的 峰 值 并 保 存 并 判
断 血 压 信 号 是 否 进 下 降 过 程
N
N
判 断 血 压 信 号 峰 值 与 波 谷 值 之 间 的
差 值 是 否 大 于 阈 值
Y
b_Slope_Positive Y =0
并 把 当 前 分 离 出 的 血 压 信 号 赋 给
Valley_Value = Slope_Value[0]
计 算 当 前 搏 动 的 血 压 信 号 的 幅 值 及 平 均
幅 值 ,。 保 存 当 前 脉 动 波 ADC 采 集 次 数
与 当 前 峰 值 下 所 对 应 的 静 态 压 且 波 形 数
加 1; 用 当 前 振 幅 更 新 阈 值
b_Slope_Positive =0
返 回
N
判 断 开 始 找 收 缩 压 标 志 是 否 是 1
幅 值 且 最 大 幅 值 是 否 是 在 设 置 的 窗 口 值 之 间
Y
判 端 当 前 的 振 幅 是 否
满 足 收 缩 压 的 幅 值
N
判 断 当 前 的 振 幅 是 否 大 于 最 大
幅 值 且 最 大 幅 值 是 否 是 在 设 置 的 窗 口 值 之 间
N
.
N
根 据 当 前 血 压 波 峰 值 处 所 对 应
的 静 态 压 力 来 计 算 收 缩 压 并 显
示 血 压 信 息 与 心 率
可 能 为 最 大 血 压 搏 动 信 号 标
志 置 1
利 用 当 前 记 录 当 前 波 形 采
集 的 次 数 与 采 集 波 形 次 数
计 算 心 率
Y
判 断 可 能 为 最 大 振 幅 标 志 为 1 吗
且 前 一 次 血 压 信 号 的 振 幅 大 于 当 前 的
振 幅 与 上 上 次 的 N 振 幅 值 吗
Y
可 能 为 最 大 振 幅 波 标 志 清
0. 最 大 脉 动 波 找 到 标 志 置
1, 且 计 算 最 大 振 幅 波 对
对 于 的 平 均 幅 值 与 记 录 最
大 振 幅 波 的 波 动 次 数 值
上 次 记 录 的 波
形 振 幅 = 当 前 的
振 幅 与 上 上 次
振 幅 值 的 平 均
值
返 回
利 用 计 算 出 的 最 大 血 压
振 幅 波 的 平 均 振 幅 值 与
保 存 的 不 同 血 压 搏 动 的
振 幅 往 前 寻 找 对 应 的 舒
张 压 , 并 把 开 始 找 收 缩
压 标 志 置 1 并 计 算 收 缩 压
的 振 幅 值
图 8 血 压 处 理 流
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电 子 血 压 计
4 操 作 说 明
4.1 标 定 流 程
进 入 标 定 流 程 可 以 再 上 电 之 间 短 接 PT1.0 即 为 S1 键 进 入 标 定 状 态 。
• 标 定 的 第 一 步 : 收 缩 压 处 显 示 ‘0’, 提 示 传 感 器 处 气 压 需 为 0 mmHg, 稳 定 后 ,
按 S1 键 确 认 进 入 下 一 步 ;
• 标 定 的 第 二 步 : 收 缩 压 处 显 示 ‘300’, 提 示 传 感 器 处 气 压 需 为 300mmHg, 稳 定 后 ,
按 S1 键 确 认 进 入 下 一 步 ;
• 标 定 的 第 三 步 : 收 缩 压 处 显 示 标 定 后 实 时 压 力 值 ; 用 于 校 验 刚 才 标 定 数 据 是 否
精 准 , 按 S1 键 确 认 保 存 。
4.2 按 键 操 作
• S1 键
ON/OFF 键 ;
• S2 键
调 出 记 忆 数 据 显 示 , 并 通 过 这 个 按 键 可 以 往 后 查 询 记 忆 值 , 最 多 可 以 调 出 15 笔 记
忆 数 据 ;
在 时 间 设 置 模 式 下 。 设 置 数 增 加 键 ;
• S3 键 ,
在 关 机 下 , 长 按 3s 可 以 进 入 时 间 设 置 , 并 LCD 面 板 上 闪 烁 显 示 设 置 的 数 据 , 通 过
这 个 按 键 可 以 设 置 年 份 、 月 份 、 日 期 、 时 钟 及 分 钟 ;
.
在 记 忆 模 式 下 , 通 过 这 个 按 键 可 以 往 前 调 出 记 忆 的 数 据 ;
• 仿 真 测 试 比 较 精 度 设 置 ;
低 压 闪 烁 显 示 所 设 置 精 度 0~40;
4.3 显 示 数 据 说 明
在 血 压 量 测 模 式 下 显 示 当 前 的 静 态 压 力 , 当 采 集 到 血 压 的 振 幅 波 时 闪 烁 显 示 心 跳 标
志 , 当 血 压 量 测 完 后 LCD 面 板 上 显 示 舒 张 压 、 收 缩 压 及 心 率 值 。 并 在 血 压 量 测 过 程 中 会
显 示 时 钟 。
记 忆 值 显 示 模 式 的 进 入 在 关 机 下 按 记 忆 键 即 可 进 入 记 忆 值 显 示 , 记 忆 显 示 模 式 下 可
以 显 示 第 几 笔 记 忆 的 血 压 数 据 , 并 可 以 通 过 按 键 来 调 整 显 示 第 几 组 的 记 忆 数 据 , 最 大 可
以 记 录 15 组 数 据 。 并 且 每 隔 5s 钟 会 自 动 切 换 显 示 1s 钟 时 间 的 年 份 或 者 月 份 日 期 , 平 时
是 显 示 时 钟 。
长 按 3s 时 间 设 置 键 进 入 时 间 设 置 模 式 下 时 , 先 显 示 时 钟 并 且 小 时 部 分 闪 烁 显 示 可 以
通 过 记 忆 键 来 调 整 时 间 , 小 时 部 分 设 置 Ok 后 可 以 短 按 时 间 设 置 键 分 钟 部 分 闪 烁 , 用 记 忆
键 调 整 当 前 的 分 钟 Ok 后 , 短 按 时 钟 set 键 LCD 面 板 显 示 年 份 闪 烁 显 示 , 通 过 记 忆 键 调 整
当 前 年 份 后 , 按 时 间 设 置 键 进 入 显 示 月 份 与 日 期 , 并 且 月 份 闪 烁 显 示 , 通 过 记 忆 键 调 整
好 月 份 后 , 按 时 间 设 置 键 闪 烁 显 示 日 期 , 同 样 记 忆 键 调 整 好 日 期 , 按 时 间 设 置 键 进 入 关
机 状 态 。
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电 子 血 压 计
4.4 图 形 与 数 据 采 集
HYCON 16F188 血 压 计 数 据 采 集 通 过 它 的 串 口 模 块 搭 配 HYCON HY11PXX 的 ENOB 通 讯 工
具 及 软 体 可 以 实 现 血 压 计 波 形 图 像 化 的 显 示 , 这 对 于 工 程 师 在 前 期 开 发 过 程 中 具 有 非 常
大 的 帮 助 。 其 图 1 就 是 利 用 这 样 的 方 法 采 集 到 的 完 整 的 血 压 搏 动 曲 线 。
5 结 论
以 HY16F188 内 建 高 精 度 ADC 为 模 拟 信 号 处 理 前 端 搭 与 内 建 提 供 ADC 部 分 的 LCD 输 出
在 臂 式 血 压 信 号 的 处 理 方 面 完 全 能 满 足 设 计 规 格 , 并 且 还 内 建 直 接 可 提 供 于 晶 片 电 源 的
charge Pump regulator 模 块 , 无 需 外 接 升 压 电 路 。 这 个 的 设 计 系 统 充 分 利 用 了 HY16F188
内 部 资 源 来 量 测 血 压 信 号 , 使 得 外 围 电 路 非 常 简 单 , 抗 干 扰 能 力 佳 , 性 价 比 高 等 特 性 。 与
其 他 的 血 压 计 设 计 来 比 这 样 的 血 压 量 测 系 统 有 着 广 阔 的 市 场 前 景 。
6 参 考 数 据
Datasheet file:HY2613datasheet
Datasheet file: HY16F188datasheet
重 庆 邮 电 学 士 论 文 : 各 种 血 压 计 测 试 介 绍
7 附 件
.
Demo code:
source code.rar
HY11P24 Fast SPI
Code_use blood.ra
8 修 訂 記 錄
以 下 描 述 本 档 差 异 较 大 的 地 方 , 而 标 点 符 号 与 字 形 的 改 变 不 在 此 描 述 范 围 。
版 本 页 次 变 更 摘 要
V01 All 初 版 发 行
V02 8 更 改 電 路 圖
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