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基于单片机的电子血压计.docx
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2022-11-11
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基于单片机的电子血压计
摘要
摘要:单片机控制系统以价格便宜,维修方便,应用范围广的优点,在市场
各方面得到广泛的应用,深入到各个领域,已经发展成为一项稳、定安全的技术,
广泛应用于医学领域。血压的正常关系到人的身体健康,因此血压的测量显得尤
为重要。人民饮食习惯的改变使得心血管疾病出现低龄化、大众化,所谓人们注
重血压健康情况。
本论文以实现高精度、便携式、小型化、多功能、低成本的数字式血压仪为
研究目标。形成了一个以 STC12C5A60S2 单片机为主控控制芯片的血压计系统。
其中,通过 XGZP6847 气体压力传感器进行血压的实时测量;采用可充气绑带
测量手臂血压,从充气到放气完成高和低压以及脉搏周跳的测量;通过 LCD1602
液晶显示屏进行显示;使用 HC-05 作为蓝牙模块与手机进行通信在手机上实时
查看血压数据。本设计包含单片机最小系统、 XGZP6847 血压传感器模块、
LCD1602 液晶显示屏显示模块以及蓝牙模块。
关键词:单片机;血压测量;心率测量;蓝牙
1
1 绪论
1.1 研究背景与意义
在 2021 年的今天,人们的生活水平不断提高,稳步进入小康生活。在生活
水平不断提高的同时人们开始越来越注重自己的身体健康。而我们的血压就是身
体健康与否的一个重要指标。在 21 世纪的今天,心血管疾病的发生在我们的身
边已经不足为奇。30 年后的现在,心血管疾病的发病率与死亡率有了很明显的
上升。根据有关数据来看,高血压低血压此类疾病呈现低龄化,大众化。因此,
研制一款操作简单,使用方便的智能型血压计具有重要的意义。可见,广泛、提
早开展个人血压监测已成为人们日常健康检测的必要活动。数字式血压仪具有高
精度、便携式、小型化、多功能、低成本的优点。对人体的血压能进行准确地测
量,对于心血管疾病的预防和监测,具有非常重要的意义。
本课题是对数字式血压仪的研究,让人们随时随地测量自己的血压,随时关
注自己的血压情况变化,并在家里进行初步的数据分析,及早发现自身健康问题,
能及时、及早的去医院寻医问诊。适时治疗和采取有效措施具有十分积极的意义。
目前,医院或门诊使用的血压计大部分仍是水银血压计,少部分家庭也会使
用水银血压计。但水银血压计使用起来比较难,对听诊者要求较高。水银血压计
每次测量必须由听诊者戴上听诊器进行测量,测量方式不易操作,只能是每个听
诊者一次对一个人进行测量;而且对不同的人,测量结果可能不同。而且对同一
个人来说,影响血压因素非常多。存在较多的误差。无法实时对比,进一步了解
病人本身情况变化。本论文旨在设计出全信息动态的血压记录仪,使每次测量结
果完全透明,医生便可以对照原始数据,对病人做出正确的医学判断,根据测量
出的真实血压,保证血压报告的有效性和可靠性。而我们在测量血压的基础上又
增加了其配套的显示模块,可以直接查看病人的具体状况,给使用者提供了很大
的便利。
1.2 国内外研究现状
现在,电子血压计的技术在很多国家都很成熟。数据的显示、声音广播、异
常数据警报、数据传输等基本功能得到了改善。在电子血压计的激烈市场竞争中,
许多制造商在具备提高测量精度、增加各种简单迅速的功能等基本功能后,继续
改进电子血压计。电子血压计逐渐从医院转移到了家人身上。那个国际市场巨大
而稳定。在欧洲、美国、日本等发达国家,家庭拥有率在 70%以上。
随着当今社会的不断发展,互联网的勃然兴起,医疗技术的进步,血压监测
出现多样化,易操作,监测信息的记录,数据分析的变得越来越真实。在未来血
压计的发展中,将于互联网技术相结合变成互联网+技术,通过蓝牙将血压计与
手机进行连接。可进行实施的监测,掌握家人的健康。可以实现云盘中监测信息
2
的的实时更新,便于做出统计与分析。进而预防心血管疾病的发生。血压计微型
化、智能化、电子化的趋势已经不可阻挡。
1.3 研究内容
随着社会的不断发展,人们生活水平的不断进步,电子传感技术的兴起,电
子血压计的需求和运用不断壮大。检测方式由以前的单一变成现在的多种多样。
与传统血压计相比电子血压计具有灵敏度高,实用性强等优势。
本课题要求设计以单片机 STC12C5A60S2 作为主控芯片,辅之以适当的软
硬件模块设计基于单片机的电子血压计。系统实现的主要功能:
1.感应血液的流速和压强,并将 脉冲信号转变成电信号进行传输;
2.可测量高压,低压和脉搏,并测量完报警指示;
3.压力值可以用 LCD1602 液晶显示屏显示;
4.压力值可以用蓝牙手机 APP 显示。
1.4 研究方法及技术路线
1.研究方法:本系统采用 STC12C5A60S2 作为单片机模块,XGZP6847 传
感器模块作为血压数据压力传感器,使用 USB 口供电给单片机以及传感器供电,
LCD1602 液晶显示屏作为显示模块,使用 HC-05 与手机进行通信。系统还可以
通过手机 APP 查看实时心率以及高低压。
2.技术路线:
(1)主控制单元:采用 STC 12C5A 60S2 作为系统的控制核心。
(2)血压采集部:使用 XGZP6847 传感器模块作为血压传感器压力传感器。
(3)显示部:在系统的显示模块中使用 LCD 1602。
(4)蓝牙部分:请使用 HC-05 作为蓝牙模块与移动应用进行通信。
3
2 系统方案设计
90mmHg<收缩压 <140mmHg、
60mmHg<舒张压<90mmHg。系统框图如下图 2.1 所示:
单片机
(1) 显示范围:0-300mmHg
(2) 测量范围:40-270mmHg
(3) 脉率:40-200 次/分
(5) 静态压力基本误差:3-5mmHg
(6) 动态压力基本误差:5-10mmHg
(7) 脉率误差:5%
2.2 单片机选择方案
STC12C5A60S2 系列单片机主要用于时钟的制作,具有内部 A/D,可进行内
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