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MSP430便携型电子血压计设计方案解析
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2017-10-21
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1 引言
测量血压的传统仪器是机械式水银血压计．电 子血压计近几年才在市场上出现。电子血压计与传 统血压计相比，虽然操作简单、使用方便，但准确 性、稳定性往往不太理想。本设计力求准确、稳定， 以适用于老年人或病人随时监测自己血压情况及 临床医学检测。
在研究国内外已有产品或设计构思 的基础上” ，使用先进的信号处理技术与智能控 制技术，尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非 线性失真，提高血压测量的准确性与稳定性，并提 高了测量的自动化和智能化。
2 系统的硬件设计
本设计采用Motorola公司的MPX53GC硅压式 传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件， 构成电子血压计，系统构成如图1。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制 电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分 构成。
2．1 微处理器的选择
单片机是整个系统的大脑，它不仅要对系统进 行监控、对数据进行运算处理，而月．要通过对测量 结果的判定调整硬件的参数；使系统能够自动调节 在最佳的工作状态，具有一定的智能性。根据系统 的设计要求，选用TI公司的MSP430F1 49单片机 。
MSP430内嵌ADC12，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个内部电压之一作转换。 ADC12具有通用的采样／保持电路，给用户提供了 采样时序的各种选择。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、响应迅速，并且在 恒流源供电的情况下具有温度白补偿挣陛。传感器 电路的组成如图2所示，压力传感器的输出信号先 经过滤波电路，然后进行放大，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，由于传感器MPX53GC输 出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，如果电路 设计不合理，微弱的信号就会被噪声淹没。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 ，此外要尽量的消除分布电容与分布电感的 耦合，在必要处进行屏蔽。
测量血压的传统仪器是机械式水银血压计．电 子血压计近几年才在市场上出现。电子血压计与传 统血压计相比，虽然操作简单、使用方便，但准确 性、稳定性往往不太理想。本设计力求准确、稳定， 以适用于老年人或病人随时监测自己血压情况及 临床医学检测。
在研究国内外已有产品或设计构思 的基础上” ，使用先进的信号处理技术与智能控 制技术，尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非 线性失真，提高血压测量的准确性与稳定性，并提 高了测量的自动化和智能化。
2 系统的硬件设计
本设计采用Motorola公司的MPX53GC硅压式 传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件， 构成电子血压计，系统构成如图1。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制 电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分 构成。
2．1 微处理器的选择
单片机是整个系统的大脑，它不仅要对系统进 行监控、对数据进行运算处理，而月．要通过对测量 结果的判定调整硬件的参数；使系统能够自动调节 在最佳的工作状态，具有一定的智能性。根据系统 的设计要求，选用TI公司的MSP430F1 49单片机 。
MSP430内嵌ADC12，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个内部电压之一作转换。 ADC12具有通用的采样／保持电路，给用户提供了 采样时序的各种选择。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、响应迅速，并且在 恒流源供电的情况下具有温度白补偿挣陛。传感器 电路的组成如图2所示，压力传感器的输出信号先 经过滤波电路，然后进行放大，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，由于传感器MPX53GC输 出的信号极其微弱，而且混有高频噪声，如果电路 设计不合理，微弱的信号就会被噪声淹没。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 ，此外要尽量的消除分布电容与分布电感的 耦合，在必要处进行屏蔽。
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