基于MSP430F449的电子血压计设计(附原理图)
基于MSP430F149单片机的低功耗电子血压计设计
基于MSP430F149单片机的低功耗电子血压计设计熊青;戴启军;宋亚楠【摘要】In this paper,a low-power electric sphygmomanometer based on MSP430F149 is introduced,which consists of data acquisitionmodule,control circuit of air pump and release valve module,power supply module,stored module and displayed module.The blood pressure signal is real-time sampled by US9116-006-N,it was converted to digital signal and processed by MSP430F149.The system which is low-power and portable can real-time measure,display and store blood pressure.%介绍一种基于MSP430系列单片机的低功耗电子血压计。
该系统以MSP430F149单片机为核心,由数据采集模块、气路控制模块、电源模块、存储模块和显示模块等模块电路组成。
通过US9116-006-N压力传感器实时采集压力信号,由MSP430F149对采集到的信号进行A/D转换和分析处理得到血压值,同时将结果进行显示和存储。
该系统具有低功耗和携带方便等优点。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(019)014【总页数】3页(P184-186)【关键词】电子血压计;示波法;低功耗;MSP430F149【作者】熊青;戴启军;宋亚楠【作者单位】郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TP216血压是人体健康的重要指标之一，它能反映人体心脏和血管的功能状况。
基于MSP430的电子血压计设计
基于MSP430的电子血压计设计张殿文，张晓冰，颜颐欣作者简介：张殿文（1986-），男，硕士研究生，测试计量技术及仪器通信联系人：张晓冰（1962-），女，教授，电气测量技术及仪器，工业自动化仪表（哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院，哈尔滨 150080） 摘要：本文设计了一种数字式电子血压计。
该血压计由传感器、模拟信号调理电路、微控制5 器和液晶显示屏和报警电路组成，采用充气测量的方法。
具有操作简单方便、测量精度较高、个体适应性强等优点，而且由于采用充气过程测量，放气速度很快，因此缩短了测量时间，提高了用户的测量舒适度。
关键词：自动化仪器仪表与装置；数字式电子血压计；MSP430中图分类号：TP27110Based on the design of MSP430 electronicsphygmomanometerZHANG Dianwen, ZHANG Xiaobing, YAN Yixin(School of Measurement and Communication Engineering,Harbin University of Science and15 Technology, Harbin 150080)Abstract: This article designs a digital blood pressure meter. This application use oscillometric method describes a digital blood pressure meter concept which uses a sensor,analog signal-conditioning circuitry, microcontroller, a liquid crystal display and alarm circuit. This design has some advantages which simple operation ,higher measurement accuracy and stronger 20individual adaptability.The measuring time is shortened because of measurement by inflation process and the quickly speed of deflation. This improves the comfort of the user's measurement. Key words: Automated instrumentation and devices;Digital blood pressure meter; MSP430 0 引言25 随着人民生活水平的不断提高以及老龄化比例的增加，人们自我保健意识逐渐增强，医疗检测设备家庭化的趋势越来越明显。
基亏MSP430单片机的电子血压计的设计
ｓｏｔ ｍｉ ｓ ｆ ｒｖｏｓ ｉ ｔ ｌ ｄｐｅｓｒ ｅｅ ｎ ｈｓ ａｅ． ｈ ｔ ｄｏ ｅｓｒ ｇ ｌ ｄｐｅｓｒ ｉｔｅ ｓｉｏ ｅｒ ｈｒ ｏ ｎ ｅｉ ￣ Ｍｂｏ ｒｓｕｅｍ ｔ ｉ ｉｐ ｐ ｒ ｅ ｈ ｍ ａｕ ｎ ｏ ｒｓｕｅ ｓｈ ｃｌｍ ｔｃ ｃ ｇ ｏｐ ｕｄ ｏ ｒ ｔ Ｔ ｍｅ ｏ ｆ ｉ ｂｏ ｏ ｌ ｉ
采 用了 ＭＳ ４ ０混合信号处理器 ， Ｐ３ 简化 了电路 的设计 ， 高了系统 的可 靠性和稳 定性 。实际应用表明 。 系统具有操 提 该
作 简便 、 试 准 确 的特 点 ． 到 了设 计 要 求 测 达
关 键 词 ：超低 功耗 ； 渡 法 ； 气 ； 子血 压计 示 充 电 中 图分 类 号 ： Ｐ Ｏ Ｔ ３２ 。 文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ）５ ０ ６ — ４ ６４ ６ ３ （０ ２ １— １２ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｌｃｒ ｎ ｃ ｂｏ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅｅ ａ ｅ Ｒ Ｍ Ｓ ４ ０ ｓｇ ｆｅｅ ｔ ｏ ｉ ｌｏ ｒ ｓｕ ｅ ｍ ｔｒｂ ｓ ｄ Ｏ Ｐ ３
ＺＨＯＵ ｎ’ ｎ Ｋｕ ｐｅ ｇ
（ ｏｅｅｏ ｈ ｓ ｓａｄＥｅｔ ｎ ｎｏｍ ｔ ｎ Ｉｎｒ ｎｏｉ ｎｖｒ ｔｆｒ ａ ｎｌｉ ， ， Ｃ ｌｇ ｙｉ ｎ ｌ ｒ ｉ Ｉ ｒ ａｉ ， ｎｅ ｇｌ Ｕ ｉ ｓｙ ｏ ｔ ａｉ ｓ ｌ ｆＰ ｃ ｃｏｃ ｆ ｏ Ｍｏ ａ ｅｉ Ｎ ｉ ｔ ｏ ｅ
第２ ０卷 第 ｌ ５期
Ｖ０ ． ０ １ ２ Ｎｏ １ ．５
电 子 设 计 工 程
Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔ ｉ ｓ ｎ ｉ ｅ ｒ ｏ ｇ ｎ
２１ ０ ２年 ８月
基于MSP430的防水型电子血压计设计
基于MSP430的防水型电子血压计设计
张晓兰;何琳;胡志刚;王笑一
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2013(032)002
【摘要】为实现在洗浴、水下等特殊环境下对人体血压的实时监测,基于传统电子血压计的结构进行改进,设计出一种新型防水电子血压计,该系统可浸入水中正常工作.该系统采用TI的MSP430FG449型高速单片机作为控制核心,设计基于
MP3V5050DP压力传感器的血压监测电路,可最大限度减少外围电路,实现系统体积小、功耗低、速度快等特性.经过全面的测试与调试,系统工作正常,并能获得良好的实验结果与血压监测曲线.
【总页数】4页(P10-12,19)
【作者】张晓兰;何琳;胡志刚;王笑一
【作者单位】河南科技大学医学技术与工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学医学技术与工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学医学技术与工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学医学技术与工程学院,河南洛阳471003
【正文语种】中文
【中图分类】TH789
【相关文献】
1.基于MSP430F149的血压计设计 [J], 龚浩文
2.基亏MSP430单片机的电子血压计的设计 [J], 周昆鹏
3.基于MSP430F149单片机的低功耗电子血压计设计 [J], 熊青;戴启军;宋亚楠
4.基于MSP430F449的电子血压计设计 [J], 崔海朋
5.基于MSP430的智能电子血压计设计 [J], 侯功;邓辉
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基于MSP430F44的血氧测量仪设计_李天鹰
图 １ 硬 件 系 统 结 构
图 ４ 截 止 频 率 为 ０．１Ｈｚ的 二 阶 高 通 滤 波 器
第７期 李天鹰：基于 ＭＳＰ４３０Ｆ４４的血氧测量仪设计
· １３９ ·
２．４ 信 息 显 示 与 供 电 测量结果选用液晶屏１６０２ＬＣＤ 显示而 不 是 使 用 数 码
检测人体血液中氧的含有量是判别人体呼吸系统和 人体循环系统是否缺氧的重要指标。血氧测量仪以往仅 在病人手术和监护时使用 ，近年来随着科技进步和人 们 生 活水平的提高，血氧 测 量 仪 正 逐 步 走 向 大 众 ，为 人 们 提 供 了 直 接 ﹑ 快 速 ﹑ 有 效 的 血 氧 含 量 参 数 。 ［１］
图 ５ 主 பைடு நூலகம் 序 流 程 图 ６ 中 断 服 务 程 序 流 程
提高血氧测量仪测量精度的主要方法有 ：对于强 光 干
扰情况，可采取削弱 背 景 光 的 处 理 方 法 ，使 红 外 传 感 器 处
于相对密闭系统 ，保证红外传感器不透光 ，即密闭处 理 法。
基于MSP430的智能电子血压计设计_侯功
Ri Ri+Rs
·Au
（2）
可知，信号的强弱和放大器的放大能力息息相关。想
要确保放大器在面对各种各样的幅值信号的时候的拥有
高稳定性的放大倍数，最好就是采取措施让放大器的输入
电阻增加，这样一来信号源内阻增大之后就会有效的减少
放大误差。除此之外，由传感器传输的信号一般都是差模
小信号，并共模部分数值很大，甚至有时远大于差模信号。
当前，昆明市以“内培外引”作为经济工作的核心，既 高度重视招商引资，又高度重视本地企业培育，做到“内培 外引”并举，坚持内培和外引两条腿走路，使内培和外引相 互促进、相得益彰，确保实现富民强市的战略目标，促进昆 明经济和谐发展。
参考文献： [1] 昆 明 市 招 商 引 资 中 远 期 战 略 规 划 [R]. 昆 明 市 委 市 政 府 ， 2008. [2]中共昆明市委十届二次全体会议精神[R].中共昆明市委， 2012，1，6. [3]昆明市《关于加强内培外引工作的实施意见》[R].昆明市委 市政府，2012.
摘要： 新世纪小康生活水平迈向新的台阶以来，人们对身体健康的重视度越来越高。作为反映人体生理机能是否良好的重要指
标之一血压来说，良好的身体状况需要拥有正常的血压。因此，研制既适合家庭保健人员又适合专业人士的电子血压计具有重要的意
义。首先从分析血压测量方法入手定出了系统工作原理。然后在硬件上着重探讨了血压波信号的提取，对从压力传感器出来的信号
then, the amplified signal is filtered and conditioned by the OP amp, and finally into the AD.
关键词： 单片机；示波法；血压计
Key words: MCU；oscillography；sphygmomanometer
基于MSP430F149单片机的电子血压计设计
基于MSP430F149单片机的电子血压计设计测量血压的传统仪器是机械式水银血压计，血压计近几年才在市场上浮现。
电子血压计与传统血压计相比，虽然操作容易、用法便利，但精确性、稳定性往往不太抱负。
本设计力求精确、稳定，以适用于老年人或病人随时监测自己血压状况及临床医学检测。
2 系统的硬件设计本设计采纳Motorola公司的MPX53GC硅压式和TI公司F149为主要器件，构成电子血压计，系统构成1。
系统由、传感器、液晶、操作面板、充放气控制、气泵和蔼阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分构成。
2.1 微处理器的挑选单片机是囫囵系统的大脑，它不仅要对系统进行监控、对数据举行运算处理，而月.要通过对测量结果的判定调节硬件的参数;使系统能够自动调整在最佳的工作状态，具有一定的智能性。
按照系统的设计要求，选用TI公司的MSP430F1 49单片机。
MSP430内嵌12，它是12位的A/D模数转换器，具有高速、通用的特点。
ADC12可对8个外部模拟信号之一或4个内部之一作转换。
ADC12具有通用的采样/保持电路，给用户提供了采样时序的各种挑选。
MSP430F149单片机则能很好满足系统设计的要求。
2.2 传感器电路设计MPX53GC是Motorola X型传感器，该类传感器价格低廉、线性优良、噪声小、响应快速，并且在恒流源供电的状况下具有温度白补偿挣陛。
传感器电路的组成2所示，的输出信号先经过滤波电路，然后举行放大，同时单片机 MSP430F149将产生1：10脉宽控制锯齿波发生器，产生锯齿波与经过处理的压力信号相比较，将电平信号转换为脉宽信号。
单片机MSP430F149测量脉宽，然后经过相应的运算处理转换为收缩压(SP)、舒张压(DP)、平均压(MP) 。
2.3 滤波电路设计在血压测量过程中，因为传感器MPX53GC输出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，假如电路设计不合理，微弱的信号就会被噪声沉没。
因此在每一级放大电路中，都应有相应的噪声滤除或抑制电路，此外要尽量的消退分布与分布的耦合，在须要处举行屏蔽。
基于MSP430的示波法血压计设计
基于MSP430的示波法血压计设计
朱品伟;罗印升
【期刊名称】《自动化信息》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】本文介绍了一种采用示波法进行测量的电子血压计设计，该系统以美国TI公司的MSP430F449单片机为控制核心。
应用仪表放大器INA128对微小信号进行放大，通过LM324对信号进行滤波调理，采用幅度系数法确定舒张压和收缩压的时间位置，辅以串口通信和时钟控制等功能芯片，较好地实现了对血压的准确测量。
【总页数】3页(P49-50,59)
【作者】朱品伟;罗印升
【作者单位】江苏技术师范学院,江苏常州213001
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于示波法的电子血压计设计与实现 [J], 罗堪;都可钦;林友华;李建兴
2.基于示波法的电子血压计设计与实现 [J], 罗堪;都可钦;林友华;李建兴;
3.基于示波法与S T M32的电子血压计设计 [J], 周号一; 俞永伟; 刘广清; 胡燕海
4.基于示波法的电子血压计设计探讨 [J], 徐春旭
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电子血压计工作原理及设计ppt课件
单片机主要原理
PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；一路ADC采样 袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压；一路ADC采 样袖带内气压交流分量经分析计算后确定收缩压和舒张压 的瞬态时间位置；接收血压脉冲信号触发ADC工作；将计算 出的收缩压和舒张压结果输出至LCD显示并进行数值的语音 提示。
5 键盘和显示电路
由键盘电路和 液晶显示电路 两部分组成。 液晶显示电路 采用 ZJM12864BSBD。
6 语音报压和报警电路
主要由集成语音芯 片ISD2560组成。 ISD2560是Winbond 公司生产的一款具 有较强功能的语音 录放芯片。该芯片 采用多电平直接模 拟量存储专利技术， 能够非常真实、自 然地再现语音。
3 滤波和放大电路
其中MAX267是MAXIM公司出产的一个集成滤波 器，可以构成低通、带通、高通、等多种方式。 MAX4471是MAXIM公司的一款低功耗的放大器。 MAX9028是MAXIM公司的一个低功耗的比较器。
4 日历时钟和存储电路
由EEPROM24C256和 日历时钟芯片 PCF8563组成。 24C256是一款低电 压、串行接口。 PCF8563是PHILIPS 公司推出的一款工 业级内含I2C总线 的具有极低功耗的 多功能时钟/日历 芯片。
结语
电子血压计具有小型化、低功耗、智能化程度高 的优点，在使用上有便携和易操作的特点，从而 呈现出家用化的趋势。基于MSP430F449为控制核 心辅以压力传感器和外围的模拟电路以及LCD 驱 动芯片实现了电子血压计的设计，使用的芯片大 部分都是低功耗的芯片，便于使用电池供电。同 时设计实现了人性化，智能化的要求，就像一个 家庭护士，对与高血压患者以449D 单片机主控电路
基于MSP430F449的电子血压计设计(附原理图)
随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高，医疗电子设备的家庭化逐渐成为了趋势。
其中家用电子血压计就是典型的家庭医疗检测设备之一。
目前血压计大致上可分为两种：一是水银式血压计，其优点为数值稳定，其缺点为无法一个人自行操作，必须专业医护人员操作，且肉眼观察误差极大，主观性强，体积较大不易携带。
二是电子式血压计，其优点为：使用简易，可一人独自操作；测量值便于记录，体积轻巧便于携带。
电子式血压计具备了诸多优点，越来越受到普通家庭的欢迎。
本文介绍了以MSP430F449为控制核心，辅以BP01型压力传感器与MCU之间模拟信号处理电路以及LCD显示、语音提示，实现家用电子血压计的设计。
血压测量原理血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。
由心脏出来的血液，需要有推力，才能绕行身体一周，心脏就是借着不停的收缩、放松，将血液推送前进。
血压有两种，一是收缩压：是当心脏收缩将血液打到血管所测得的血压，另一是舒张压：是心脏在不收缩所测得的压力。
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，这时候表现为收缩压，从这一刻开始做记录，直到最后袖带声音消失的时候，记录此点即为舒张压。
电子血压计工作原理系统框图如图1所示。
系统由恒流源、压力传感器、放大电路、带通滤波、二次放大、血压脉冲触发、液晶驱动器、键盘语音电路和单片机组成。
图1电子血压计原理图单片机主要原理为：PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；一路ADC采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压；一路ADC采样袖带内气压交流分量经分析计算后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置；接收血压脉冲信号触发ADC工作；将计算出的收缩压和舒张压结果输出至LCD显示并进行数值的语音提示。
硬件设计1MSP430FF449D单片机主控电路本系统主控电路如图2所示，主要由MSP430F449芯片、JTAG接口电路、时钟发生电路、时钟输出电路、复位电路、PWM波输出电路、供电电路等组成。
基于MSP430的人体健康测量仪设计
本科生毕业论文(设计)题目基于msp430的人体健康测量仪的设计学生姓名学号学院专业指导教师二Ｏ一六年五月二十五日基于MSP430的人体健康测量仪的设计摘要：由于人们生活质量的不断提高，人们越来越关注自身的健康问题。
人体的高低血压值(收缩压和舒张压)、脉搏值和体温值是检测人体健康状况的重要生理指标。
实时监控这些参数，能帮助人们做到对自身身体健康状况的了解。
本文设计了一个基于MSP430的人体健康体征数据的测量仪，以MSP430F149单片机为主要控制部分，通过温度传感器模块测量人体温度，血压模块测量人体血压，光电传感器测量人体脉搏，并将测量的数据显示到液晶显示屏上，最后将测得人体健康参数和正常值对比，若有异常可以及时报警，无异常则完成对人体健康的测量。
本设计的系统具有稳定的性能、低功耗、低成本等诸多优点。
关键词：MSP430单片机；DS18B20温度传感器；血压模块；光电传感器；Design of human body health measuring system based on MSP430Abstract:Due to the continuous improvement of people's quality of life, people pay more attention to their own health problems. Human values of high and low blood pressure (systolic and diastolic blood pressure), heart rate value and temperature value is an important physiological index to measure whether the human body health.Real time monitoring of these parameters can help people do their own physical health knowledge. This paper designed a human health measuring instrument, hardware based on MSP430F149 MCU is given priority to the body of the design can realize the following functions: measure the body temperature by temperature sensor module, module measuring human body blood pressure and Photoelectric sensor measuring the human body heart rate , blood pressure will be measured to human health parameters and normal contrast measurements to human body health, and display on the LCD screen, on the whole the design to realize data acquisition, processing and display functions, and the design to have stable performance, low power consumption, low cost, and many other advantages.Key words: MSP430 single chip microcomputer; DS18B20 temperature sensor; Blood pressure module; Photoelectric sensor;1.1 研究背景及意义 (1)1.2功能及方案分析 (1)2.设计方案介绍 (2)2.1 设计原理及整体原理框图 (2)2.2各部分器件选择原理 (3)2.2.1单片机选择 (3)2.2.2体温测量模块 (3)2.2.3血压测量模块 (4)2.2.4脉搏测量模块 (4)2.2.5测量数值的显示部分 (5)2.2.6测量数据超限报警部分 (6)3.硬件系统设计 (6)3.1 硬件器件简介 (6)3.1.1 MSP430F149单片机的介绍 (6)3.1.2 DS18B20简介及其工作原理 (7)3.1.3血压传感器HKB-08B简介及其工作原理 (9)3.1.4 光电传感器简介 (9)3.2 硬件电路设计 (10)3.2.1MSP430复位电路 (10)3.2.2单片机稳压电源电路 (11)3.2.3单片机晶振电路 (11)3.2.4体温测量电路设计 (12)3.2.5血压测量电路设计 (12)3.2.6脉搏测量电路设计 (13)3.2.7显示部分的电路设计 (16)3.2.8蜂鸣报警器的电路设计 (16)4.系统软件部分设计 (17)4.1系统主程序流程图 (17)4.2 各个子程序的流程图 (18)4.2.2血压测量程序 (19)4.2.3脉搏测量程序 (20)4.2.4显示部分程序 (21)4.2.5报警部分程序 (22)5.系统调试 (23)5.1 软件部分调试 (23)5.2硬件部分测试 (24)5.2.1 外部功能测试 (24)5.2.2 系统整体测试 (24)5.3 测量结果统计和分析 (25)5.3.1 测量的结果数据 (25)5.3.2 结果分析 (26)总结 (27)参考文献 (28)1.绪论人体健康测量仪的设计一直以来都是热门的研究方向，以往要测量这些数据都必须去医院或者乡镇医务室请相关专业人员测量，这样给人们无论是被测者或者测量者都带来了麻烦，换句话说就是无法在家自己操作来测量这些数据，同时人体体温、血压和脉搏这些数据的检测都必须单独进行且所用到的有关测量仪器皆不具有报警功能。
基于MSP430及USB总线的便携式血压计的设计
基于MSP430及USB总线的便携式血压计的设计目前,市场上的血压计大部分仍是水银血压计,电子血压计在国外已经大量普及,而我国才开始应用。
水银血压计每次测量必须由医生戴上听诊器进行测量,测量过程复杂,而且不同的医生,测量结果可能不同。
而电子血压计弥补了水银血压计的不足。
本文使用低功耗MSP430 单片机对人体血压信号进行采集, 通过USB 控制芯片CH375 将这些数据存储到U 盘中,可以通过PC 机的软件分析一天中血压的变化。
1 硬件设计1.1 芯片介绍MSP430 是近几年流行的16 位单片机,由于它具有超低功耗(在5V 电压下运行于12MHz 的80C51 工作电流达到十几mA;而MSP430 在3V 时的工作电流为340μA,在2.2V 的工作电流为220μA)、众多的片内外设、强大的数据处理能力、系统工作稳定、方便高效的开发环境等特点,被广泛应用在各种工业仪表中。
加之笔者对430 单片机比较了解,在本设计中选用了其中的一种MSP430F149,由于该设计中对单片机的外设模块只要求有A/D 转换模块,所以可以选用MSP430 中较便宜的系列。
CH375 是南京沁恒有限公司生产的USB 总线的通用接口芯片,支持USB- HOST 主机方式和USB-DEVICE/SLAVE 设备方式。
CH375 具有8 位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU 等控制器的系统总线上。
在USB 主机方式下,CH375 还提供了串行通讯方式,通过3 根线,即串行输入、串行输出和中断输出与单片机/DSP/MCU/MPU 等相连接。
本文用的是从南京沁恒有限公司申请的样片。
LCM 用的是16×2的HS162-4。
自建了自定义字符,实现了简单显示“血压是:。
基亏MSP430单片机的电子血压计的设计
基亏MSP430单片机的电子血压计的设计周昆鹏【摘要】A design of full-automatic electronic blood pressure meter based on ultra-low power MCU is introduced against the shortcomings of previous digital blood pressure meterin this paper. The method of measuring blood pressure is the oscillometric method during inflating process. The system uses MSP430 series ultra low power consumption mixed signal MCU as the core processor, amplitude coefficient algorithm used to calculate the value of blood pressure and heart rate values. The blood pressure monitor automatic blood pressure measurement to be completed, information display, data storage, review and delete the historical data and other functions. As a result of using MSP430 series ultra low power consumption mixed signal MCU, it simplifys circuit design, improves reliability and stability. The experiment and application show that this test system has good performance, and achieve the design requirement.%针对传统电子血压计的不足，介绍了一种基于超低功耗单片机的全自动血压测量系统的设计方案，测量血压的方法是基于充气过程的示波法。
基于MSP430F449的数字频率计设计
毒写 虿
结 构 ，具 有 丰 富 的 片 内 外 设和 大 容 量 的 片 内工 作 寄 存 器 和 存 储器 ，性
能 价 格 比很 高 。它 的特 点 包 括 ：
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耗 ； 一 ＿超 低 的 功＿：能够 在 一 ＿ 。 、
ＭＣｐｎ接 地 时 为 ２ ６分 频 。有 较高 ｉ ５
拳
硬 件 设 计
图 １ 信 号 的前 端 处 理 及 分 频 为 设 计 。 输 出 后 的 信 号 再 经 两 片 Ｓ ４ ３ ０ 频 ， Ｎ７ ＨＣ３ ０ 高 Ｎ７ ＨＣ ９ 分 Ｓ ４ ９是
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的灵 敏 度 和 较 强 的谐 波 抑 制 能力 。
新 颖 的 、全 自动 的数 显测 量 射 频 频 位 定 时器 （ Ｐ ３ Ｆ ４ 是 ｌｓ ＴＡ、Ｔ ，串 口０、１ Ｂ） ，液 ＭＳ ４ ０ ４ ９ Ｆ ａｈ型 器 件 ，片 内
率 的设 计方 案 。
晶 显示 驱 动 器 ，６个 ８ 的 Ｉ／ ０端 有调 试 接 口和 电可 擦 写 的 Ｆ ａ ｈ存 位 ｌｓ 口 ， ￣ ＡＤＣ（ 高 采样 － ０ ｋ ） 储 器 ，可 以先 下 载 程 序 到 Ｆａｈ内 ， １ ２ 最 ！ ０ Ｈｚ ￣２ ｌ ｓ
翠
弓
主 要 器 件 介 绍
ＭＳＰ ３ Ｆ ４ ４ ０ ４ ９单 片 机
Ｍ Ｓ ４ ０ ４ ９采用 １ Ｐ ３Ｆ ４ ６位 Ｒ Ｓ ＩＣ
等 。 丰 富 的片 上 外 设 可 以很 方便 地 再 在 器 件 内通 过软 件 控 制程 序 的运 构 建 一 个 较 为 完 整 的 系 统 。另 外 ， 行 ， Ｔ 由Ｊ ＡＧ接 口读 取 片 内信 息供 设
MSP430F449的数字电位器分压功能设计
… — ｖ Ｓ口 Ｓ
电／ 欠压 控 制 ＳＩ Ｐ 串行接 口
逻辑
（ ｐ ｒｏ ＷｉｅＬ ｄ
件乘法 器 、 串行 通 信 可 软 件 选 择 ＵＡ Ｔ Ｓ Ｉ 式 等 。 在 Ｒ ／Ｐ 模
实 际 的 应用 中 ， ＡＲＴ 接 口具 有 极 佳 的 通 用 性 ， 于 扩 ＵＳ 出 展 接 口的 目的 ， 往往 通 过 软 件模 拟 Ｓ Ｉ 以获 得 更 多 的 Ｓ Ｉ Ｐ， Ｐ Ｓ Ｋ ｌ 模块和控制 Ｃ Ｅ ＂ ＳＯ 凸 Ｄ
时钟 的上 升沿 ， 测 输 入 引脚 Ｐ ． 检 ４ ０的 电
（） ａ 模式 Ｉ １
平 ， 其 记 入 ｄｔ 将 ａａ中 ， 将 Ｐ ． 再 ３ ５的 输 出 电 平 拉 低 ， 时 就 接 收 好 １个 字 符 位 了 ， 后 这 然
将 ｄ ｔ 收 到 的 字 符 位 有 移 １位 ， 备 继 ａａ接 准
ＭＳ ４ ０ ４ ９的 数 字 电位 器 分 压 功 能 设 计 Ｐ ３Ｆ ４
王若 男 ， 进 韩
（ 山东 科 技 大 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 ， 岛 ２ ６ １ ） 青 ６ ５ ０
ＭＳ ４ ０单 片 机 具 有 丰 富 的 外 围 模 块 ，如 Ｐ３ ＭＳ ４ ０ ４ ９就 包 含 ８组 Ｉ Ｏ 端 口 、 密 模 拟 比较 器 、 Ｐ ３Ｆ ４ ／ 精 硬
输入 采样
（） ｂ 模式【 】 （ 】
图 ３ Ｓ Ｉ 形 图 Ｐ波
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据 和 写数 据 命 令 ） 包 含命 令 字 节 和 数 据 字 节 。命 令 字 节 中 中包 含 两个 数 据 位 。 图 ４给 出 了通 用 Ｓ Ｉ 令 格式 。 Ｐ命
基于MSP430F149的血压计设计
阀。压 力传 感 器在 片式 泵 打 开 时开始 通 过单 片 机 上序 列通 道 多 次 转 换 测量 ， 在快 速排 气 阀关 闭 的时候 停止 测 量 。系统 能实现 时间 显示、 信息 采集 、 息 分 析 、 息 存储 和 记录 查 看 等功 能 ， 信 信 设计 十 分 人 性化 。血 压计 系统 结构 示意 图如 图 ２所 示 。
次／ ｉ ａ ｒｎ
（） ２
根 据 上 海 医 用 仪 表 厂 多 年 的 研 究 成 果 ， 我 们 取 ＝．８ Ｏ ， ５
２ 系 统 控 制 电 路 设 计
２． 工 作 原 理 １
ＭＳ ４０ １９是 ｌ Ｐ３ Ｆ４ ６位 超 低 功 耗 微 控 制 器 ，０ｋ 闪 存 、 Ｂ ６ Ｂ ２ｋ Ｒ Ｍ 、２位 Ａ Ｃ、 Ｓ Ｒ 、 Ａ １ Ｄ ２ｕ Ａ Ｔ 硬件 乘 法 器 。ＭＳ ４０系 列 单 片 机 因 Ｐ３ 其 低功 耗 而 成 名 ，在 电 子测 量 仪 的 制 作 中有 着 举 足 轻 重 的地 位 。
ＭＳ ４ ０ 过 Ｐ ． Ｐ３ 通 １ ５引脚 控 制 片 式 泵 开 关 ， １ Ｐ． ６引脚 控制 快 速 排 气
（） 辨率 ： ｍＨ （． ｋ ａ 。 ４分 １ ｍ ｇ ０１ Ｐ ） （） 气速 率 ： － ． ｍ ｇ ｓ ０ ～Ｏ Ｐ ／ ） ５放 ２３ ０ ｍＨ ／ （ ＿ ．ｋ ａ ｓ 。 ～６ ３ ８ （） 态压 力基 本误 差 ： ｍ － （ ． ｋ ａ 。 ６静 ３ ／ｇ ０ Ｐ ） ｍ Ｉ ４ （） 态压 力基 本误 差 ： ～ ８ ｍ （．～ １ Ｐ ） ７动 ５ Ｈｇ Ｏ ｍ ７ ．ｋａ 。 １ （） 率误 差 ： ％。 ８脉 ５ （） 忆 功能 ： ９记 能显 示 ９ ９次测 量值 。 （０ 自动关 机 ： ｎ １） ５ ｍｉ。
MSP430F449 CPU原理图
P3
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
P4.2/STE1 /S39 COM0 P5.2/COM1 P5.3/COM2 P5.4/COM3 R03 P5.5/R13 P5.6/R23 P5.7/R33 DVcc2 DVss2 P4.1/URXD1 P4.0/UTXD1 P3.7/TB6 P3.6/TB5 P3.5/TB4 P3.4/TB3 P3.3/UCLK0 P3.2/SOM I0 P3.1SIMO0 P3.0/STE0 P2.7/ADC12CL K P2.6/CAOUT P2.5/URXD0 P2.4/UTXD0
485通讯接口
U2
Text 1 2 3 4 R0 VCC RE B DE A DI GND MAX3485 12 11 10 9 8 7 8 7 6 5 VCC
J1
通讯接口
J5
1 2 3
1 6 2 7 3 8 4 9 5
R1 120 9 10 11 12 13 14 15 16
EXT_POWER1
U3
U8
GND NC NC CS SCK S1 S0 NC NC NC NC NC NC NC VCC NC NC WP RESET ????????? NC NC NC NC NC NC NC NC 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
C14 104 VCC R2 8
P4.2 COM0 COM1 COM2 COM3 R0 3 R1 3 R2 3 R3 3 DVcc2 DVss2 P4.1 P4.0 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4
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随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高，医疗电子设备的家庭化逐渐成为了趋势。
其中家用电子血压计就是典型的家庭医疗检测设备之一。
目前血压计大致上可分为两种：一是水银式血压计，其优点为数值稳定，其缺点为无法一个人自行操作，必须专业医护人员操作，且肉眼观察误差极大，主观性强，体积较大不易携带。
二是电子式血压计，其优点为：使用简易，可一人独自操作；测量值便于记录，体积轻巧便于携带。
电子式血压计具备了诸多优点，越来越受到普通家庭的欢迎。
本文介绍了以MSP430F449为控制核心，辅以BP01型压力传感器与MCU之间模拟信号处理电路以及LCD显示、语音提示，实现家用电子血压计的设计。
血压测量原理
血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。
由心脏出来的血液，需要有推力，才能绕行身体一周，心脏就是借着不停的收缩、放松，将血液推送前进。
血压有两种，一是收缩压：是当心脏收缩将血液打到血管所测得的血压，另一是舒张压：是心脏在不收缩所测得的压力。
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，这时候表现为收缩压，从这一刻开始做记录，直到最后袖带声音消失的时候，记录此点即为舒张压。
电子血压计工作原理
系统框图如图1所示。
系统由恒流源、压力传感器、放大电路、带通滤波、二次放大、血压脉冲触发、液晶驱动器、键盘语音电路和单片机组成。
图1电子血压计原理图
单片机主要原理为：PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；一路ADC采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压；一路ADC采样袖带内气压交流分量经分析计算后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置；接收血压脉冲信号触发ADC工作；将计算出的收缩压和舒张压结果输出至LCD显示并进行数值的语音提示。
硬件设计
1MSP430FF449D单片机主控电路
本系统主控电路如图2所示，主要由MSP430F449芯片、JTAG接口电路、时钟发生电路、时钟输出电路、复位电路、PWM波输出电路、供电电路等组成。
其中JTAG用于下载和调试程序，PWM波输出电路用于控制气泵。
当测量血压时，先充气至200mmHg高，再慢慢以每秒约下降5mmHg的速度放气。
实现自动测量血压。
图2电子血压计主控电路
2血压传感电路
如图3所示，本电路采用BP01型压力传感器和运放MAX4472。
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。
图3血压传感电路
3滤波和放大电路
如图4所示，电路由滤波和放大两部分组成。
其中MAX267是MAXIM公司出产的一个集成滤波器，可以构成低通、带通、高通、等多种方式，使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成的滤波电路。
图4滤波和放大电路
MAX4471是MAXIM公司的一款低功耗的放大器。
MAX9028是MAXIM公司的一个低功耗的比较器。
滤
波电路采用MAX267构成带通滤波器（允许0.8～38Hz的信号通过），滤掉信号中的直流成分和电源以及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰，然后经过MAX4471进行进一步放大，得到单片机匹配的电压信号，进入ADC2，监视血压的交流分量。
同时该信号通过低功耗比较器MAX9028转换成脉冲信号，触发ADC1工作。
4日历时钟和存储电路
如图5所示，由EEPROM24C256和日历时钟芯片PCF8563组成。
24C256是一款低电压、串行接口，容量为256K的存储器，用于存储测量的血压值。
PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工业级内含I2C总线的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。
用于提供测量血压时的时间和日期，以便于以后进行查询使用。
方便于使用者对自己一段时间的血压有个清晰的记忆。
实用性强，克服了一些电子血压计的不足。
图5日历时钟和存储电路原理图
5键盘和显示电路
如图6所示，由键盘电路和液晶显示电路两部分组成。
液晶显示电路采用ZJM12864BSBD，这是一款低功
耗的点阵图形式LCD，显示格式为128点(列)×64点(行)，具有多功能指令，很容易与MPU相连。
其中键盘电路采用独立式按键，有7个按键，分别为测量、mmHg/kPa转换、记忆、设置、上翻、下翻、删除。
可以进行日历时钟的设置，进行报警参数的设置，进行血压的测量值的存取和删除等功能。
LCD可以显示收缩压，舒张压，当前的时间和日历；在查询状态时可以实现以往测量血压的日期、时间、测量值，同时可以通过软件编程实现历史数据的图形化显示（例如画出血压波动曲线），方便直观。
图6键盘和显示电路
6语音报压和报警电路
本电路如图7所示，主要由集成语音芯片ISD2560组成。
ISD2560是Winbond公司生产的一款具有较强功能的语音录放芯片，是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60s，可重复录放10万次。
该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，能够非常真实、自然地再现语音。
通过事先录制好的声音，实现血压测量值的自动声音提示，如果血压高出正常血压的上下限值，还会发挥报警，提醒使用者就医。
图7语音报血压，报警电路
4结语
电子血压计具有小型化、低功耗、智能化程度高的优点，在使用上有便携和易操作的特点，从而呈现出家用化的趋势。
本文给出了完整的携带式电子血压计硬件设计方案，并基于MSP430F449为控制核心辅以压力传感器和外围的模拟电路以及LCD驱动芯片实现了电子血压计的设计。
此设计用的芯片大部分都是低功耗的芯片，便于使用电池供电。
同时设计实现了人性化，智能化的要求，就像一个家庭护士，对与高血压患者以及中老年人来说十分方便，可以转化为实际产品，故有较高的实用价值。