浅谈便携式血压计的设计

高瑞玲

【摘要】人类第一无形杀手称号的高血压病，已逐渐上升到人类疾病危害排行榜的前几名，长期危害着人体健康，让饱受高血压折磨的患者痛不欲生。如何便捷有效地测量与监控高血压，从而有效预防与治疗高血压，成为人们对抗高血压病的首要问题。于是，设计一台便捷的测量血压的装置，成为重中之重。家用电子血压计，主要是用于家庭。家庭医疗保健已成为现代人的医疗保健时尚。

【关键词】ASDX 001；AT89C51；液晶显示；压力测量。

【中图分类号】R197.39 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0672-02

1.前言

在现代疾病谱上，高血压的危害无疑高居前几位。对于上了年纪的人，血压是一个重要的健康信号。随着生活水平的提高，时下老年人对自己的血压越来越关注。高血压是世界最常见的心血管疾病，也是最大的流行病之一，它的危害非常的巨大。

高血压对人体的损害是全身性的，也是造成死亡的恶魔，直接威胁着人的生命，所以，对高血压这个无形杀手，不可掉以轻心。

治疗高血压病，首先是要测量准确的血压。测量血压的仪器称为血压计。血压计可分为直接式和间接式两种。两种血压计的工作原理是不相同的，直接式是用压力传感器直接测量压力变化；间接式的工作原理则是控制从外部施加到被测部位上的压强，并将控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。前者不管对动脉或静脉都可连续测试，而后者只能测量动脉的收缩压和舒张压。

2便携式血压计

2.1 便携式血压计的介绍

该产品重量轻，便携，可放入医生护士口袋。无水银，增强环保性，避免了因水银泄露而造成的污染事故。操作简单易懂，特别适合家庭使用。

2.2 便携式血压计功能

该血压计以压力传感器测得血压值，再将血压数据通过A/D转换器转换成数字信号，传入单片机，然后由控制核心单片机控制，经主程序处理数据之后，在液晶显示器上把数据显示出来。

2.3 便携式血压计使用注意事项

1.袖带位置须与心脏高度保持一致，上臂自然下垂，肘和前臂自然地搭在桌子上，手心向上，不要把整个胳膊平伸在高于心脏位置的桌子上，或用垫子将胳膊垫得过高；

2. 每天要在固定时间和同样状态下，以相同的姿势测量血压；

3. 應该在安静的状态下进行测量，测量前安静休息10～20分钟，深呼吸2～3次；

3 便携式血压计工作原理

3.1 血压测量的工作原理

血压有两种，一是收缩压：是当心脏收缩把血液打到血管所测得的血压，二是舒张压：是心脏在不收缩所得的压力。当袖带的压力等于血压时，血液开始可以流通而产生所谓的袖带声，这时候也就是收缩压，必须开始从这里做记录，直到最后当袖带声没有的时候，此点即为舒张压。

根据气袖在减压过程中，其压力振荡波的振幅变化包络线来判定血压的。目前比较一致的看法是当气袖压力振荡波的振幅最大的时候，气袖的压力是动脉的平均压。动脉的收缩压对应于振幅包络线的第一个拐点，舒张压对应于包络线的第二个拐点。

收缩压判断的确定：通常采用最大的振幅法，即在放气过程中脉搏波振幅度包络线的上升段，当某一个脉搏波的幅度 与 Um之比 时，就认为此时对应的气袖压力为收缩压。

Ps=P|Ui=Ks*Um （1-1）

舒张压判断的确定：也是用最大的振幅法来判定，不过是在脉搏波振幅包络线的下降段，当某一个脉搏波的幅度 与 之比 时，就认为此时对应的气袖压力为舒张压。

Pd=P|Ui=Kd*Um（1-2）

血压信号以及收缩舒张压的位置如图1所示

先找出最大振幅值 Amax ，在往前找幅值为0. 5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压，往后找幅值为0. 8Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压，将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示

4 传感器简介以及电路设计

4.1 传感器

ASDX 001属于微型结构压力传感器ASDX DO系列。ASDX系列是Sensym 公司检定合格的ICT 代表产品的一种增强型品种。也是工业水平领先的一种SDX系列传感器增强型。

数字压力传感器ASDX 001的结构

（1）外部结构：

（2）内部结构

ASDX 001的内部结构主要包括4部分：

多路分配器；②模/数转换器；③微控控制；④模/数转换器。

如图2-2所示：

4.2 传感器电路设计

ASDX 001的外围引脚共有8个，其中5个为空脚。工作电压为正5负。由 脚引入正5负电压， 为数据输出脚，将所测量得到的数字电压信号传送到单片机的P1.0脚，ASDX 001的地脚为GND脚，接地。

因此，这个电路连接十分简单，只需要将传感器的输出脚Vout连接到AT89C51单片机的1脚上即可。

5 AT89C51单片机的简介及其电路设计

5AT89C51

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压 ，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机能应用许多高性价比的场合，可灵活应用于各种控制领域。

结论

目前常用的血压测量系统大多存在两大缺点：其一，需要大量的连线才能把现场传感器的信号送到采集卡上，布线施工麻烦，成本也高；其二，线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，为了克服这些缺点，一种基于数字化技术的系统应运而生。

参考文献

[1] 张国雄.测控电路.第3版.机械工业出版社

[2] 包旭鹤.便携式电子血压计设计.现代电子技术.2007年第8期总第247期 7-11页

[3] 张毅刚 彭喜元.单片机原理与应用设计.电子工业出版社.2008

[4] 阎石.数字电子技术基础.第4版.高等教育出版社.1989