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　　采用SH79F164增强型单片机为核心，执行速度比传统8051快10 倍左右主控芯片Flash程序存储器空间大：16Kbyte，内建EEPROM功能系统低功耗设计：空闲模式12uA、掉电模式1uA主控芯片内建RTC 模块，记录实时时钟主控芯片内建仪表放大器（PGA）、带通滤波器、固定增益放大器、恒流源OP血压计出厂标定程序自动实现。

　　硬件设计

　　在硬件电路设计方面，笔者参考了大量的资料，最终选定SH79F164单片机作为主控IC。其理由是SH79F164内建资源丰富，既能节省大量外围器件，又方便系统调试。SH79F164内建资源主要有：可编程仪表放大器（PGA）、带通滤波器、固定增益放大器、恒流源放大器、10位 A/D转换器、时基定时器（RTC）。

　　硬件部分构成：压力传感器、SH79F164单片机、LCD、袖套、充气泵、放气阀、按键等（见图3）。

　　电路原理

　　压力传感器将用户袖套的血压信号转换为电压信号，经仪表放大器放大（PGA）后一路直接送A/D转换器得到袖套内绝对压力值（见图1），另一路送到由OP2和OP3组成的带通滤波器、固定增益放大器，提取脉搏信号（见图2）。

　　下图为系统前端小信号放大电路：

　　由内建OP2和OP3组成的带通滤波器其目的是滤掉直流成分，以及滤掉人体与袖带摩擦的高频噪声和50Hz工频噪声、电路噪声、PUMP与气阀噪声等，使软件能准确地提取脉搏振动波。内建OP1构成恒流源为压力传感器提供恒定电流，根据传感器规格及实际应用，OP1输出的恒定选择在0.3mA～1mA。内建可编程仪表放大器（PGA），主要特定是具有高输入阻抗而不会对sensor的恒流电路产生影响，同时又能保证对小信号放大的高增益性。仪表放大器包含两个部分的可编程增益，总计可编程增益为64档，其中PGA1的编程增益范围：16倍、32倍、64倍、128倍，PGA2的编程增益范围：1.33倍～2.58倍。如需要调整输出范围可分别通过：VREF1及VREF2两个偏置电压实现。

　　通过IC内建资源，本系统可实现程序自动标定初始化，不用人工调节外围电路，方便批量生产。

　　可穿戴腕式电子血压计传感电路设计图

　　本文介绍的主要是可穿戴腕式电子血压计传感电路设计图

　　电路原理：本电路采用BP01型压力传感器和运放MAX4472(＄1.6646)。BP01型压力传感器是为检测血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装，具有高线性、低噪声和外界应力小的特点；采用内部标定和温度补偿方式，提高了测量精度、稳定性和重复性，在全量程范围内，精度为±1%、零点失调不大于±300μV。MAX4472是MAXIM公司的一款集成了四个运算放大器的低功耗放大芯片。本系统中内部集成运放A接恒流源，为压力传感器提供恒定的电流，运放B和运放C，运放D组成差分输入、单端输出放大电路，直接输入ADC0监视血压直流分量。

　　BP01 型压力传感器是为监测血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装，具有高线性、低噪声和外界应力小的特点；采用内部标定和温度补偿方式，从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性，在全量程范围内，精度为±1%，零点失调不大于±300μV。

　　工作原理：用BP01构成的便携式电子血压计的原理电路如图所示，它由偏置电源电路（A1、A2）、前置处理电路（A3~A6）、显示电路（A7）和压力传感器（BP01）组成，该血压计的血压测量范围为0~200mmHg，分辨率为0.1mmHg，工作电源为一节9V迭层电池。现将血压计中各主要电路的工作原理分述如下：

　　偏置电源电路：电源电路由带有内置参考电压的双运放LM10组成，A1构成同相放大器，A2构成跟随器，它们的作用是将内置的参考电压放大后用作压力传感器BP01的偏置电压Vs，其Vs的值由下式决定：Vs=Vref（1+R2/R3） 式中：Vref为LM10的内置参考电压。其值为200mV，将此值连同电路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置电压Vs的值为5V。

　　前置处理电路：前置处理电路由A3~A6四个运算放大器组成，其中A3构成失调偏置电路以对电路失调进行补偿；A5构成跟随器，用于对压力传感器BP01的输出信号进行隔离缓冲；A4、A6构成放大电路，其增益AV由下式决定AV=1+（R1/RT） 若忽略失调，前置处理电路的输出电压Vout为： Vout=2（1+R1/RT）VIN 式中：VIN为压力传感器BP01的输出电压。

　　显示电路：显示电路选用三位半的显示驱动器。工作时，压力传感器BP01的输出经前置处理电路放大后，由显示驱动电路来驱动LCD，以读出测量的血压值。

　　调试方法：零压输出调整 在零压输出时，调整失调电位器RP1，在血压计的显示值为000.0时，即可认为完成了零压输出调整。

　　血压计电子辅助测量器

　　这两种血压计（表）占目前社会拥有量的90％以上，是医生为病人测量血压的主要用具。家庭的拥有量也很大。但是，这种血压计需要听诊器辅助测量血压，并要有一定的测量技术，特别是对舒张压（俗称低压）的判断，人为误差因素较大。本文介绍一种电子辅助测量器，供电子爱好者自制。该辅助测量器能使血压的测量变的准确方便，不仅代替了听诊器，还可以同时观察到所测血压值．使不懂测量技巧的人也可测准血压。

　　工作原理：

　　电路如图1所示，测量器由声波采集、电压放大、低通滤波、波形变换、电压检测、声光显示电路组成。

　　HTD1将检测到的脉搏跳动声波信号送V1的栅极，在此，V1起阻抗变换作用．将高内阻的微弱声波信号电压变换为较低阻抗输出，经C1、C2、C4耦合给 IC1。IC1为四运放，其⑤ 、⑥ 、⑦ 脚内部电路及外围元件构成电压放大器，改变R8的阻值可调整本级放大倍数。经放大后的音频信号经R9、C6耦合给① 、② 、③脚内外电路组成的低通滤波器，消除人体感应及外界干扰信号。并提高带负载能力。其信号从①脚输出，经C8耦合给12 、13 、14脚进行整形放大，将脉冲声波变换成方波由14脚输出．调整w1可改变放大量。14脚输出的方波信号直接耦合给IC2的③ 脚和12 脚．经两个运放放大后，分别由① 脚和14脚输出．①脚输出的方波电压经D6耦合给IC3的12、13脚。IC3为四与非门电路，当12 、13脚为高电平时，②脚输出低电平．D7发光指示．调整C12的容量，可改变D7的发光延迟时间。IC2的14脚输出的方波脉冲高电平经D5耦合给 IC3的①脚，其① 、② 、③ 、④ 、⑤、⑥脚内外电路构成振荡器。①脚为高电平时振荡器起振，发出声响，其振荡频率约2000Hz。V2及IC2的⑤ ～⑩脚电路起声光同步等作用。

　　IC1的⑧ 、⑨ 、⑩脚电路构成电压检测器，以防电池电压过低时失去测量的准确性。D1为⑩ 脚提供4.5V的基准电压，R17、W2、R18组成分压器。调整W2可设定起控电压值，当⑨ 脚电压低于⑩脚时，⑧ 脚输出高电平，D2发光，说明电压过低应更换电池。该辅助测量器耗电很小，更换一次电池可使用一年以上。

关键词： MCU 应用电路 电子血压计