硅壓式傳感器和MSP430F149單片機的電子血壓計設計

　1 引言

　　測量血壓的傳統儀器是機械式水銀血壓計，電子血壓計近幾年才在市場(chǎng)上出現。電子血壓計與傳統血壓計相比，雖然操作簡(jiǎn)單、使用方便，但準確性、穩定性往往不太理想。本設計力求準確、穩定，以適用于老年人或病人隨時(shí)監測自己血壓情況及臨床醫學(xué)檢測。

　　2 系統的硬件設計

　　本設計采用Motorola公司的MPX53GC硅壓式傳感器和TI公司MSP430F149單片機為主要器件， 構成電子血壓計，系統構成如圖1。系統由MCU、 傳感器、LCD液晶顯示器、操作面板、充放氣控制 電路、氣泵和氣閥、蜂鳴器、存貯器、電源等部分 構成。

　　2.1 微處理器的選擇

　　單片機是整個(gè)系統的大腦，它不僅要對系統進(jìn) 行監控、對數據進(jìn)行運算處理，而月.要通過(guò)對測量 結果的判定調整硬件的參數;使系統能夠自動(dòng)調節 在最佳的工作狀態(tài)，具有一定的智能性。根據系統 的設計要求，選用TI公司的MSP430F1 49單片機 。

　　MSP430內嵌ADC12，它是12位的A/D模數轉 換器，具有高速、通用的特點(diǎn)。ADC12可對8個(gè)外 部模擬信號之一或4個(gè)內部電壓之一作轉換。 ADC12具有通用的采樣/保持電路，給用戶(hù)提供了 采樣時(shí)序的各種選擇。MSP430F149單片機則能很 好滿(mǎn)足系統設計的要求。

　　2.2 傳感器電路設計

　　MPX53GC是Motorola X型傳感器，該類(lèi)傳感器價(jià)格低廉、線(xiàn)性?xún)?yōu)良、噪聲小、響應迅速，并且在 恒流源供電的情況下具有溫度白補償掙陛。傳感器電路的組成如圖2所示，壓力傳感器的輸出信號先 經(jīng)過(guò)濾波電路，然后進(jìn)行放大，同時(shí)單片機 MSP430F149將產(chǎn)生1：10脈寬控制鋸齒波發(fā)生器， 產(chǎn)生鋸齒波與經(jīng)過(guò)處理的壓力信號相比較，將電平 信號轉換為脈寬信號。單片機MSP430F149測量脈寬，然后經(jīng)過(guò)相應的運算處理轉換為收縮壓(SP)、舒張壓(DP)、平均壓(MP) 。

　　2.3 濾波電路設計

　　在血壓測量過(guò)程中，由于傳感器MPX53GC輸 出的信號極其微弱，而且混有高頻噪聲，如果電路 設計不合理，微弱的信號就會(huì )被噪聲淹沒(méi)。因此在 每一級放大電路中，都應有相應的噪聲濾除或抑制 電路 ，此外要盡量的消除分布電容與分布電感的 耦合，在必要處進(jìn)行屏蔽。如圖3所示，采用有源低通濾波器，有效地削弱高頻噪聲，并適當放大信 號。其頻率函數可表示為：

　　2.4 充放氣控制電路設計

　　充放氣電路也是影響測量準確度的一個(gè)重要因素。因此，怎樣控制充氣閥和放氣閥，才能得到最好的測量結果是關(guān)鍵。在測量過(guò)程中，我們采用 單片機MSP430F149控制充放氣速率，根據壓力大小進(jìn)行控制充氣閥和放氣閥的動(dòng)作，這樣不但能夠 準確控制充放氣的速率，而且能很好的監測整個(gè)系 統的運行情況，此外，還可以避免一些意外的人體傷害。