基于MSP430及USB總線(xiàn)的便攜式血壓計的設計

　　目前,市場(chǎng)上的血壓計大部分仍是水銀血壓計,電子血壓計在國外已經(jīng)大量普及,而我國才開(kāi)始應用。水銀血壓計每次測量必須由醫生戴上聽(tīng)診器進(jìn)行測量,測量過(guò)程復雜,而且不同的醫生,測量結果可能不同。而電子血壓計彌補了水銀血壓計的不足。本文使用低功耗MSP430單片機對人體血壓信號進(jìn)行采集,通過(guò)USB控制芯片CH375將這些數據存儲到U盤(pán)中,可以通過(guò)PC機的軟件分析一天中血壓的變化。

　　1 硬件設計

　　1.1芯片介紹

　　MSP430是近幾年流行的16位單片機,由于它具有超低功耗(在5V電壓下運行于12MHz的80C51工作電流達到十幾mA;而MSP430在3V時(shí)的工作電流為340μA,在2.2V的工作電流為220μA)、眾多的片內外設、強大的數據處理能力、系統工作穩定、方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境等特點(diǎn),被廣泛應用在各種工業(yè)儀表中。加之筆者對430單片機比較了解,在本設計中選用了其中的一種MSP430F149,由于該設計中對單片機的外設模塊只要求有A/D轉換模塊,所以可以選用MSP430中較便宜的系列。

　　CH375是南京沁恒有限公司生產(chǎn)的USB總線(xiàn)的通用接口芯片,支持USB-HOST主
機方式和USB-DEVICE/SLAVE設備方式。CH375具有8位數據總線(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出,可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統總線(xiàn)上。在USB主機方式下,CH375還提供了串行通訊方式,通過(guò)3根線(xiàn),即串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU/MPU等相連接。本文用的是從南京沁恒有限公司申請的樣片。LCM用的是16×2的HS162-4。自建了自定義字符,實(shí)現了簡(jiǎn)單顯示“血壓是:XXX.X”。本文中使用HS162-4為的是試驗方便,若是用到實(shí)際產(chǎn)品中,可以換用其他種類(lèi)。

　　選擇Motorola公司壓力傳感器MPX5050GP,其內部含有信號運放和信號調節功能,可以直接將動(dòng)脈血液對血管壁的壓力轉換為0V～4.7V的電信號,其對應的血壓值為0kPa～49.875kPa(0mmHg～375mmHg)。傳感器采集到的信號送入單片機的AD12模塊前要標度變換,即電平平移。

　　1.2工作原理

　　血壓傳感器將用戶(hù)的血壓變換成電壓信號,經(jīng)過(guò)濾波器送到149單片機的AD12模塊中,再經(jīng)過(guò)單片機處理后在LCM上顯示,隨時(shí)可以看到血壓值。并且這些數據可以通過(guò)CH375儲存在U盤(pán)中,在方便時(shí)將U盤(pán)插到PC機上,可以通過(guò)上位機軟件進(jìn)行觀(guān)察,這樣醫生可以從整體上了解患者的血壓變化情況,從而做出正確的診療結果。

　　1. 3系統框圖

　　MSP430單片機使用串口方式同CH375相連,將數據寫(xiě)入U盤(pán)。圖1為其原理框圖。