緒論1.1課題研究背景及意義血壓指血液流經(jīng)人體血管時(shí)，單位面積血管壁所的側(cè)壓力，這就像電壓是推動(dòng)電流的動(dòng)力，血壓就是血液在血管內(nèi)流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。倘若高血壓患者不控制或治療，那么就會(huì)對(duì)血管和心臟造成難以預(yù)估損害甚至可能會(huì)引發(fā)中風(fēng)的情況。高血壓患者的血管會(huì)慢慢地失去彈性，直至患者血管破裂，造成血氧不足，引發(fā)暈倒。這對(duì)人體健康存在極大威脅。在我國(guó)，心腦血管方面的疾病是最常見的常見病，具有50%的高血壓患者在平時(shí)并不知道自己的血壓是否健康。隨著社會(huì)的發(fā)展，醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備也在不斷的進(jìn)步?，F(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)多家醫(yī)院聯(lián)合社區(qū)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)針對(duì)高血壓患者群體提出了一種以血壓測(cè)量并記錄為參考的新型診療方法，其本質(zhì)是通過患者每天對(duì)自己的血壓進(jìn)行階段的記錄，那么醫(yī)生就會(huì)通過患者血壓變化的情況采取針對(duì)治療法，現(xiàn)全國(guó)大部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)行這種模式。這種新型治療模式逐漸在全國(guó)實(shí)行，患者被精準(zhǔn)治療的本質(zhì)是階段性測(cè)量血壓。對(duì)于老年人來說老式的血壓計(jì)具有一定難度，它需要用戶具備一定的醫(yī)學(xué)知識(shí)和操作技巧，無疑這對(duì)老年人來說是非常困難的。現(xiàn)在的年輕人面對(duì)著很大的生活壓力、很快的生活節(jié)奏快。也不會(huì)想花時(shí)間去學(xué)習(xí)老式血壓計(jì)的操作方法。那么擁有一款能測(cè)量血壓和脈搏的生理參數(shù)血壓計(jì)就變得十分迫切?；颊咴诩易孕蓄A(yù)先測(cè)量血壓情況，并提供給醫(yī)生作為參考，這對(duì)醫(yī)生針對(duì)病人病情方面具有很大的參考價(jià)值。在家自行檢測(cè)也避免了去醫(yī)院檢測(cè)的路程時(shí)間，同時(shí)患者也可以根據(jù)自身情況在醫(yī)生的建議下自行調(diào)整用藥情況。電子血壓計(jì)不僅對(duì)高血壓患者有很大的用處，對(duì)于健康人群來說?？梢酝ㄟ^電子血壓計(jì)隨時(shí)得知自己的血壓健康狀態(tài)，并根據(jù)血壓的變化來合理的控制作息和飲食的規(guī)律，以確保身體處于健康的狀態(tài)。1.2課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀全球市場(chǎng)上，電子血壓計(jì)相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)是不可或缺的重要產(chǎn)品。特別在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，具有60%的家庭擁有一臺(tái)血壓計(jì)。這表明這些產(chǎn)品被廣泛采用和完善。追溯到1733年，英國(guó)人黑爾斯第一次給馬測(cè)量了血壓。到了19世紀(jì)，法國(guó)醫(yī)師吉恩.倫納德.麥瑞.泊肅葉引入了血壓的測(cè)量單位mmHg。直到1905年，俄國(guó)外科醫(yī)生Korotkoff改進(jìn)了血壓測(cè)量的儀器，并引入了聽診器，解決了檢測(cè)舒張壓的問題，也就是柯式音法，從此傳統(tǒng)血壓計(jì)慢慢進(jìn)步發(fā)展逐步成熟起來，成為重要的標(biāo)志桿?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了汞柱式血壓計(jì)、無液血壓計(jì)、混合型血壓計(jì)。由于技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，慢慢淘汰了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器。國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)化的血壓計(jì)檢測(cè)研究中。能實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶的血壓、心率、體溫、血氧等生命特征。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)高血壓現(xiàn)患人數(shù)超過2.2億，其中知曉率僅為30%左右，不到3%的人堅(jiān)持定期監(jiān)測(cè)血壓，治愈率僅為7%。每年，大約300萬患者死于心腦血管疾病，主要是由于對(duì)其血壓狀況的認(rèn)識(shí)延遲或缺乏。因此，心腦血管疾病已經(jīng)成為中國(guó)公民死亡的首要原因。隨著中國(guó)人口的不斷增加和人口老齡化的加速，預(yù)計(jì)高血壓病例的數(shù)量將會(huì)以更快速度增長(zhǎng)。此外，電子血壓計(jì)也存在一些問題，許多國(guó)內(nèi)醫(yī)院和醫(yī)生對(duì)這些設(shè)備的準(zhǔn)確性心存疑慮，醫(yī)務(wù)工作者們考慮繼續(xù)使用傳統(tǒng)水銀泵式血壓計(jì)。雖然近年來電子血壓計(jì)越來越受用戶們歡迎，并向不斷的向智能化、多功能化發(fā)展，且主要設(shè)計(jì)針對(duì)家庭使用，但不少醫(yī)務(wù)工作者仍然喜歡使用水銀泵式血壓計(jì)，因?yàn)樗鼈兊母呔纫?。中?guó)目前是世界上最大的電子血壓計(jì)的生產(chǎn)國(guó)。然后，它面臨著缺乏自主出口品牌、國(guó)內(nèi)品牌質(zhì)量參差不齊等各種挑戰(zhàn)。因此，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)內(nèi)制造商難以進(jìn)入市場(chǎng)與外國(guó)同行競(jìng)爭(zhēng)。總體而言，中國(guó)電子血壓計(jì)行業(yè)仍處于以仿制產(chǎn)品為主的起步階段。在日益激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，國(guó)內(nèi)制造商面臨著與國(guó)外同行競(jìng)爭(zhēng)的困難。1.3本課題研究的主要內(nèi)容本論文設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)主要是為了滿足日常家庭的使用，能同時(shí)測(cè)量舒張壓、收縮壓和脈搏的數(shù)據(jù)。本論文講述了電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)方法與制作方案、硬件的制作和軟件的設(shè)計(jì)、實(shí)物電路板的焊接與調(diào)試過程。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1）電路中對(duì)所需元器件的選擇。2）原理圖的繪制與硬件電路板的焊接。3）程序的撰寫與調(diào)試。4）壓力傳感器針對(duì)氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后處理。5）電路系統(tǒng)仿真圖及焊接完成后的調(diào)試。1.4本文結(jié)構(gòu)本文第一部分對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，了解國(guó)內(nèi)外電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)的研究背景和現(xiàn)狀。第二部分對(duì)電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明，包括其功能模塊的組成，各模塊的組件選擇，以及各模塊實(shí)現(xiàn)的具體功能。第三部分重點(diǎn)介紹了血壓計(jì)系統(tǒng)各部分的硬件電路設(shè)計(jì)。第四部分概述了電子血壓計(jì)系統(tǒng)中軟件程序的流程圖及程序設(shè)計(jì)。第五部分詳細(xì)討論了電子血壓計(jì)系統(tǒng)的實(shí)物模型制作過程以及焊接工藝，焊接后調(diào)試過程以及相關(guān)問題和解決方案。最后，第六部分總結(jié)了電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)過程，同時(shí)也分析了這種系統(tǒng)的潛在未來發(fā)展。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1電子血壓計(jì)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能1）當(dāng)用戶給出開始測(cè)量的指令時(shí)，通過氣泵對(duì)袖帶進(jìn)行充放氣。2）開始測(cè)量時(shí)，袖帶開始充氣，壓力傳感器能檢測(cè)到袖帶內(nèi)氣壓的變化。在整個(gè)充放氣過程中，將壓力變化所產(chǎn)生壓力值轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。3）在測(cè)量開始前和檢測(cè)結(jié)束后會(huì)顯示器會(huì)顯示測(cè)量開始界面與血壓情況的數(shù)據(jù)變化。4）系統(tǒng)根據(jù)按鍵指令來判斷用戶是否啟動(dòng)測(cè)量。開始測(cè)量后，系統(tǒng)會(huì)協(xié)調(diào)各功能模塊進(jìn)行有效的順序工作。在收到用戶測(cè)量指令后，通過氣泵向袖帶內(nèi)進(jìn)行充放氣，隨后通過壓力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)再經(jīng)顯示器顯示血壓檢測(cè)結(jié)果。2.2電子血壓計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電子血壓計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括STC89C52、LCD1602液晶顯示器、壓力檢測(cè)模塊、充放氣模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。如圖2-1系統(tǒng)框圖所示。單片機(jī)是整個(gè)電子血壓計(jì)系統(tǒng)的中央處理單元，它的主要功能是處理和協(xié)調(diào)各模塊工作并進(jìn)行決策，同時(shí)還需要控制系統(tǒng)內(nèi)各模塊的正常運(yùn)行不出問題，壓力檢測(cè)模塊在測(cè)量過程中能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)的監(jiān)測(cè)用戶上臂壓力值的變化，然后由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理得到的電信號(hào)。該轉(zhuǎn)換模塊再將得到的數(shù)據(jù)交由控制器處理成數(shù)字量。LCD1602液晶顯示器作為人機(jī)交互基本界面，再運(yùn)行過程中提供系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋，并向用戶顯示重要測(cè)量數(shù)據(jù)。同時(shí)，在單片機(jī)的控制下，充放氣模塊的正確運(yùn)行以協(xié)助壓力傳感器完成精確測(cè)量。圖2-1系統(tǒng)框圖2.3元器件選型2.3.1控制器的選型電子血壓計(jì)系統(tǒng)需要一個(gè)復(fù)雜的高性能計(jì)算芯片，以確保在不同地理區(qū)域的各種室內(nèi)環(huán)境中精確可靠地運(yùn)行。因此，選擇STC89C52單片機(jī)作為本次電子血壓計(jì)系統(tǒng)的控制器使用。因?yàn)樗c51系列無縫兼容，成本效益高、運(yùn)算速度快、功耗小。該單片機(jī)通過提供卓越的運(yùn)行速度、最佳的功率效率和各種環(huán)境的強(qiáng)大適應(yīng)性，有效地滿足了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。2.3.2按鍵的選型在電子血壓計(jì)電路按鍵的選擇上，根據(jù)市場(chǎng)上常見的主流按鍵有側(cè)插按鍵、貼片按鍵、立式按鍵。且引腳又分為四引腳和六引腳等很多種類。在考慮成本效益，操作的可靠性，交互時(shí)的觸覺反饋，以及隨著時(shí)間的推移耐丟或損壞等方面。故選擇采用四引腳立式微動(dòng)按鍵。2.3.3顯示器的選型電子血壓計(jì)的顯示器設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮簡(jiǎn)單清晰。出于成本考慮，我最后選擇了LCD1602顯示器，它提供了一個(gè)清晰可見的屏幕，簡(jiǎn)單的控制，即插即用的能力，便于調(diào)試。這些功能符合我們的設(shè)計(jì)要求，并確保有效的用戶界面。2.3.4壓力傳感器模塊的選型在電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)中，保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性需要仔細(xì)考慮壓力傳感器的靈敏度和轉(zhuǎn)換延遲。因此，在本次設(shè)計(jì)中，選擇XGZP6847壓力傳感器，因?yàn)樗w積小巧、易于安裝、具有溫度補(bǔ)償功能，壓力測(cè)量范圍。符合本次設(shè)計(jì)要求。

3硬件電路的設(shè)計(jì)3.1硬件電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)硬件電路由STC89C52、LCD1602、XGZP6847壓力傳感器、出氣電磁閥、按鍵、氣泵、壓力傳感器、報(bào)警電路組成。按鍵控制著啟動(dòng)、恢復(fù)、初始化,STC89C52是對(duì)壓力傳感器傳輸進(jìn)來的模擬量進(jìn)行分析變換成數(shù)字量輸出，LCD1602顯示器用于顯示血壓與脈搏數(shù)據(jù)，XGZP6847是壓力傳感器用于接收血壓的壓力值。硬件電路總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)框架3.2最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)電子血壓計(jì)的最小系統(tǒng)電路由復(fù)位電路和時(shí)鐘電路構(gòu)成。同時(shí)最小系統(tǒng)電路也是整個(gè)電路中很重要的一部分。如圖3-2電子血壓計(jì)最小系統(tǒng)所示。圖3-2電子血壓計(jì)最小系統(tǒng)其中復(fù)位電路作為單片機(jī)最小系統(tǒng)中不可或缺的部分，雖電路精簡(jiǎn)但在保障系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠工作方面有著舉足輕重作用。復(fù)位電路由電阻、按鍵、電容組成。K1按鍵的上端接至VCC，下端串聯(lián)10K電阻和RST，10K電阻的另一端接地。電容的正極接VCC，負(fù)極接RST，電容的兩端并聯(lián)按鍵。如圖3-3復(fù)位電路所示。圖3-3復(fù)位電路時(shí)鐘電路的存在是為了保證系統(tǒng)軟件程序在統(tǒng)一時(shí)序下運(yùn)行，也是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行必不可少的角色。電路由兩個(gè)30pF的電容、一個(gè)12MHz的晶振構(gòu)成。時(shí)鐘電路具體連接如圖3-4時(shí)鐘電路所示。圖3-4時(shí)鐘電路3.3顯示電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)選用LCD1602作為設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面。GND引腳和16引腳接地，VCC和A接VCC，VO串連一個(gè)3k電阻，電阻另一端接地，RS、RW、EN分別連接單片機(jī)P25、P26、P27，DO到D7連接單片機(jī)P00到P07。如圖3-5顯示模塊設(shè)計(jì)所示。圖3-5顯示模塊3.4按鍵電路設(shè)計(jì)功能模塊主要由按鍵組成，本次設(shè)計(jì)功能電路由1個(gè)按鍵組成，按鍵按下時(shí)系統(tǒng)開始測(cè)量工作，即通過按鍵啟動(dòng)系統(tǒng)測(cè)量。具體電路如圖3-6所示。圖3-6按鍵電路圖3.5電源電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中因電路簡(jiǎn)單，各項(xiàng)選件在5V狀態(tài)下都可以運(yùn)行。所以選用了5V供電，所以系統(tǒng)選用外部直流5V電源接入給單片機(jī)以及各模塊供電。DC電源插孔引入接自鎖開關(guān)保證電路可靠工作，同時(shí)單片機(jī)和其他電路模塊可正常運(yùn)行。電源電路具體連接如圖3-7所示。圖3-7電源電路3.6壓力檢測(cè)電路設(shè)計(jì)因?yàn)殡娮友獕河?jì)對(duì)壓力檢測(cè)的實(shí)時(shí)檢測(cè)性能要求較高。所以選擇XGZP6847與TLC2543相連接，組成系統(tǒng)內(nèi)的壓力檢測(cè)電路。袖帶中的氣壓值經(jīng)XGZP6847檢測(cè)后，由TLC2543將得到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由單片機(jī)讀取數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算處理，最終得到的數(shù)據(jù)。由LCD1602顯示當(dāng)前的血壓與脈搏值。如圖3-8壓力檢測(cè)電路所示。圖3-8壓力檢測(cè)電路3.7蜂鳴器報(bào)警電路電路連接：通過單片機(jī)的P34腳有一個(gè)低電平信號(hào)傳輸給R6電阻，經(jīng)Q3導(dǎo)通，提供了5V電壓，Q3導(dǎo)通后輸出一個(gè)5V的電壓至LS1，隨即LS1接通。如圖3-9報(bào)警電路所示。圖3-9報(bào)警電路3.8充放氣電路充氣過程：R4接收到單片機(jī)輸出的低電平信號(hào)，經(jīng)Q2導(dǎo)通，提供了一個(gè)6V電壓，Q2導(dǎo)通后將+6V的電壓輸出給P3，P3導(dǎo)通開始充氣，D4為保護(hù)二極管，保護(hù)P3穩(wěn)定工作。放氣過程：當(dāng)充氣量達(dá)到180mmHg時(shí)，袖帶開始放氣，此時(shí)單片機(jī)P20腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)，經(jīng)R3至Q1，Q1導(dǎo)通后，輸出一個(gè)6V的電壓給P2，P2導(dǎo)通開始出氣，D3保護(hù)Q1和P2正常工作。如圖3-10充放氣電路所示。圖3-10充放氣電路3.9電子血壓計(jì)系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)電子血壓計(jì)系統(tǒng)的主要由控制器、壓力檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、充放氣模塊組成。整個(gè)系統(tǒng)的核心是控制器部分，負(fù)責(zé)處理各模塊的數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行決策，具有協(xié)調(diào)各模塊的功能，壓力檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量過程中氣體壓力的變化，并將相應(yīng)的電信號(hào)傳輸給數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。該部分負(fù)責(zé)將檢測(cè)到的壓力值轉(zhuǎn)換為可由控制器處理的數(shù)字量后交給顯示模塊。用戶通過顯示模塊可直觀看到當(dāng)前的壓力值和系統(tǒng)工作狀態(tài)與測(cè)量結(jié)果。最后，充放氣模塊通過氣泵控制空氣的進(jìn)氣與放氣來協(xié)助完成測(cè)量過程。系統(tǒng)主電路詳見附錄1。

4控制程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)系統(tǒng)程序由信息讀取處理部分、血壓檢測(cè)部分、數(shù)據(jù)顯示部分、按鍵控制部分。首先根據(jù)系統(tǒng)功能畫出軟件流程圖，再根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件程序部分。如圖4-1電子血壓計(jì)控制程序組成所示。程序源代碼詳見附錄2。圖4-1電子血壓計(jì)控制程序組成

4.1控制程序總流程設(shè)計(jì)通電開始，系統(tǒng)開始運(yùn)行，顯示程序開始工作。接著系統(tǒng)調(diào)用按鍵程序，檢測(cè)按鍵是否已經(jīng)按下，確認(rèn)按鍵按下后系統(tǒng)啟動(dòng)，延時(shí)開始。檢測(cè)模塊啟動(dòng)，數(shù)據(jù)檢測(cè)子程序開始實(shí)時(shí)處理和分析袖帶中的壓力值，并通過顯示器與用戶交互。然后單片機(jī)開始檢測(cè)分析得到的血壓數(shù)據(jù)。當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值，顯示界面就會(huì)顯示高壓值、低壓值、脈搏值，從而可以評(píng)估用戶當(dāng)前的血壓狀態(tài)，是否在健康范圍內(nèi)，還是表明高血壓或低血壓。如圖4-2電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)主程序流程圖所示。圖4-2電子血壓計(jì)控制系統(tǒng)主程序流程圖4.2信息處理部分流程圖通過定時(shí)/計(jì)時(shí)器0的定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)讀取信息。單片機(jī)得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析處理，計(jì)算當(dāng)前壓力值。如圖4-3信息處理部分流程圖所示。圖4-3信息處理部分流程圖4.3按鍵程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了獨(dú)立按鍵作為整個(gè)系統(tǒng)的主要控制方式，當(dāng)用戶按下啟動(dòng)檢測(cè)按鍵后，整個(gè)電路便開始運(yùn)行，開始測(cè)量當(dāng)前的血壓值。如圖4-4按鍵處理部分流程圖所示。圖4-4按鍵處理部分流程圖4.4血壓檢測(cè)流程圖部分單片機(jī)接收到檢測(cè)指令，各模塊開始運(yùn)行，壓力傳感器負(fù)責(zé)將檢測(cè)到壓力值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再由轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)交由單片機(jī)進(jìn)行分析和計(jì)算。如圖4-5血壓檢測(cè)流程圖所示。圖4-5血壓數(shù)據(jù)檢測(cè)流程圖4.5數(shù)據(jù)顯示流程圖部分測(cè)量工作完成后，由單片機(jī)分析得出的測(cè)量結(jié)果通過LCD1602顯示器顯示交互高低壓和脈搏的實(shí)時(shí)結(jié)果。如圖4-6數(shù)據(jù)顯示流程圖所示。圖4-6數(shù)據(jù)顯示流程圖

5制作與功能調(diào)試5.1系統(tǒng)仿真本次電子血壓計(jì)系統(tǒng)的仿真是使用Proteus8進(jìn)行的，由于仿真軟件Proteus8中缺少相關(guān)電子血壓計(jì)系統(tǒng)中的氣體壓力傳感器的元件。所以主要對(duì)顯示功能模塊、按鍵模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、充放氣模塊進(jìn)行仿真調(diào)試。通過LCD1602顯示器我們看到系統(tǒng)目前處于初始狀態(tài)，表明顯示模塊的功能正常。當(dāng)按下測(cè)量按鍵后，延時(shí)電路開始工作，電子血壓計(jì)系統(tǒng)的充放氣模塊和按鍵均正常工作。圖5-1為仿真圖。圖5-1仿真圖

5.2實(shí)物焊接過程焊接電路板，首先需要準(zhǔn)備焊接電路所需的工具和設(shè)備還要準(zhǔn)備電路中需要焊接的元器件。焊接電路的工具包括電烙鐵、海綿、錫焊絲、松香、尖嘴鉗、鑷子、吸錫器等工具。本次焊接電路中必要的元器件包括面包板、電阻、電容、芯片、芯片底座、二極管等組裝單片機(jī)所需元器件。需要準(zhǔn)備的焊接元器件和焊接設(shè)備的準(zhǔn)備分別見圖5-2焊接前設(shè)備準(zhǔn)備、圖5-3焊接元器件。圖5-2焊接前設(shè)備準(zhǔn)備圖5-3焊接元器件在焊接所需要的組件準(zhǔn)備好了以后，開始焊接。在焊接前需要提前預(yù)熱和清潔焊頭，以確保焊接過程順利進(jìn)行。除了對(duì)電烙鐵進(jìn)行清洗外，提前安排布局和元器件的布線也是焊接過程中的重要一步，這將大大節(jié)約焊接時(shí)間，且便于后期的故障排查。如圖5-4元器件排布所示。圖5-4元器件排布元器件布線好后，就必須根據(jù)設(shè)計(jì)好的硬件電路圖進(jìn)行焊接。在焊接過程中需要小心使用跳線，以避免過多的跳線可能導(dǎo)致線路混亂或與其它元器件存在潛在干擾。在完成焊接后，為了防止因元件引腳過長(zhǎng)導(dǎo)致短路或其它故障，對(duì)每個(gè)元器件的引腳都需要進(jìn)行一絲不茍的修建。如圖5-5焊接走線圖所示。圖5-5焊接走線圖在焊接完成后可以清晰的看到，電子血壓計(jì)的控制系統(tǒng)主要由電源模塊、充放氣模塊、顯示模塊、按鍵模塊等構(gòu)成。如圖5-6焊接后實(shí)物圖所示。圖5-6焊接完成后實(shí)物圖

5.3硬件調(diào)試過程中的問題及解決方案電源是調(diào)試電路板的第一步，電源不出問題就表示本次設(shè)計(jì)成功了一半。電源調(diào)試如下：（1）上電前用萬用表測(cè)量各電路間是否短路，避免上電燒毀元器件。（2）在電路板上設(shè)置電源指示燈，如果上電后電源指示燈不亮，立即斷電檢查。（3）通過觀察和觸摸電源周圍的元器件溫度，判斷是否有異常電路情況。焊接中比較常見的幾類故障：1、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤：原理圖繪制錯(cuò)誤。2、器件錯(cuò)誤：買錯(cuò)用錯(cuò)或焊錯(cuò)元器件。3、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤：設(shè)計(jì)時(shí)元器件的應(yīng)用不合理導(dǎo)致功能異常。4、焊接錯(cuò)誤：焊接時(shí)粗心焊錯(cuò)元器件位置、焊反元器件。焊接出錯(cuò)如何處理：（1）先目檢，一些元器件的問題和布線的問題是可以通過原理圖發(fā)現(xiàn)的。（2）換新的元器，如何是元器件的問題我們可以替換器件。（3）耐心細(xì)心的檢查，電路中焊接存在的錯(cuò)誤也會(huì)發(fā)生。（4）電源的功率選擇是很重要的，合理的電源功率選擇才不會(huì)在后期的工作中發(fā)生其他問題，所以在調(diào)試功能時(shí)也需要注意電源功率是否合理。電源調(diào)試完成后，就可以燒寫程序了，根據(jù)各個(gè)模塊的不同功能進(jìn)行調(diào)試。問題1：在將程序下載至單片機(jī)中后，觀察到LCD1602顯示時(shí)出現(xiàn)背光問題，導(dǎo)致用戶無法正常讀取字符和數(shù)據(jù)。解決方法：首先檢查顯示模塊引腳與附近走線是否連接正確，觀察焊接點(diǎn)均是否存在虛焊漏焊問題。在排除硬件電路顯示部分的可能存在的潛在錯(cuò)誤后，進(jìn)一步檢查了單片機(jī)在開機(jī)后能否正常工作。結(jié)果檢查發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的GND引腳未接地，導(dǎo)致了顯示器功能異常。在處理完這個(gè)問題后，顯示器便能夠清晰正常的顯示。問題2：在血壓計(jì)的調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)血壓計(jì)的復(fù)位按鍵在按下后，電路不能夠進(jìn)行正常復(fù)位。解決方法：首先檢查復(fù)位按鍵周圍的電路連接走線是否正確，引腳是否存在漏焊錯(cuò)焊的情況，后來發(fā)現(xiàn)復(fù)位按鍵的引腳沒有正確接入單片機(jī)的復(fù)位引腳，而錯(cuò)接到了旁邊的引腳上。在改焊后，重新調(diào)試測(cè)試功能，復(fù)位鍵可以正常工作，故消除故障。5.4功能調(diào)試5.4.1顯示模塊調(diào)試電子血壓計(jì)系統(tǒng)的顯示模塊是在整個(gè)血壓測(cè)量過程中提供全面信息的最關(guān)鍵部分。在測(cè)量過程中，會(huì)實(shí)時(shí)顯示袖帶內(nèi)壓力變化。測(cè)量完成后，顯示屏能顯示最終的血壓測(cè)量結(jié)果以及脈搏數(shù)據(jù)。表明血壓計(jì)此時(shí)正常工作。如圖5-7顯示模塊調(diào)試過程所示。圖5-7顯示模塊調(diào)試過程

5.4.2測(cè)量按鍵功能調(diào)試血壓計(jì)的測(cè)量按鍵控制著系統(tǒng)的開始測(cè)量與復(fù)位功能。按下按鍵，系統(tǒng)開始工作,若此時(shí)用戶再次按下按鍵，系統(tǒng)會(huì)立即恢復(fù)初始狀態(tài)。氣泵開始工作后，袖帶開始進(jìn)氣，我們可以通過顯示屏看到壓力值也在跟隨變化。圖5-8為測(cè)量按鍵調(diào)試過程圖。圖5-9為復(fù)位按鍵調(diào)試過程圖。圖5-8測(cè)量按鍵測(cè)試過程圖圖5-9復(fù)位按鍵測(cè)試過程圖5.4.3數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊測(cè)試在數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊的調(diào)試過程中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊會(huì)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的壓力值轉(zhuǎn)換成經(jīng)過單片機(jī)的分析處理后的數(shù)字量。通過顯示器交互。用戶按下測(cè)量按鍵后，系統(tǒng)開始工作，在此期間可以看到顯示屏上壓力值的在跟隨袖帶內(nèi)的氣壓不斷的變化，說明該模塊功能正常。如圖5-10數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊的調(diào)試過程所示。圖5-10數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊的調(diào)試過程5.4.4充放氣模塊測(cè)試充放氣模塊對(duì)血壓檢測(cè)工作起到輔助作用。不按下測(cè)量鍵系統(tǒng)不工作，按下測(cè)量鍵后氣泵開始運(yùn)作，袖帶開始充氣。到達(dá)預(yù)定值180mmhg后，氣泵立即停止充氣，并將袖袋內(nèi)氣體排除。袖帶恢復(fù)原狀，測(cè)量完成。如圖5-11充放氣模塊的調(diào)試過程所示。圖5-11充放氣調(diào)試過程

6總結(jié)6.1總結(jié)在當(dāng)今快節(jié)奏的社會(huì)中，日常生活負(fù)擔(dān)日益加重，人們對(duì)高血壓的預(yù)防和治療也越來越重視。傳統(tǒng)的血壓計(jì)是檢測(cè)血壓的重要工具，由于其技術(shù)原因，對(duì)于老年人來說使用起來可能具有挑戰(zhàn)性。此外，生活繁忙的年輕人也可能發(fā)現(xiàn)使用這種專業(yè)設(shè)備的不方便。為了解決這些問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)的電子血壓計(jì)。這種創(chuàng)新的設(shè)備通過一按即可測(cè)量血壓和脈搏，同時(shí)將結(jié)果無縫顯示給用戶，提供了一種經(jīng)濟(jì)高效且友好的解決方案。同時(shí)為不同年齡段用戶提供了不一樣選擇。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的電子血壓計(jì)選用了51單片機(jī)為控制器。輔以LCD1602顯示屏和按鍵等外圍設(shè)備。在用戶按下測(cè)量按鍵后，它會(huì)自動(dòng)檢測(cè)用戶的的血壓和脈搏，并在完成后顯示在屏幕上。這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了血壓檢測(cè)，而且使用的用戶可以根據(jù)自己的血壓值及時(shí)調(diào)整休息模式或飲食。它還使用戶能夠相應(yīng)的調(diào)整藥物劑量。從本質(zhì)上來說，這個(gè)設(shè)計(jì)擴(kuò)大了我對(duì)自動(dòng)化和單片機(jī)應(yīng)用的理解，同時(shí)解決了實(shí)際醫(yī)療保健需求。6.2展望本次設(shè)計(jì)基于51單片機(jī)的電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)與制作，其基本功能已然實(shí)現(xiàn)。但在設(shè)計(jì)過程中卻更多的暴露了我知識(shí)上的空白和系統(tǒng)上的不足。我將此次設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的制作問題與不足之處進(jìn)行總結(jié)分析：1）本次設(shè)計(jì)中選擇的壓力傳感器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊存在延時(shí)的情況，同時(shí)延時(shí)的存在會(huì)對(duì)用戶血壓檢測(cè)的測(cè)量精度產(chǎn)生一定的影響。2）電子血壓計(jì)尚且不能聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)與他人相互傳輸數(shù)據(jù)，如果可以聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于血壓患者具有巨大的便利性。3）電子血壓計(jì)在檢測(cè)完成后不會(huì)記錄和存儲(chǔ)用戶的血壓測(cè)量數(shù)據(jù)，每次測(cè)量后，需要用戶自行記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不夠智能。4）在制作完成電子血壓計(jì)制作后，發(fā)現(xiàn)測(cè)量雖然方便但是過于簡(jiǎn)陋，精密度不夠有待改進(jìn)。未來電子血壓計(jì)系統(tǒng)還有很大的擴(kuò)展?jié)摿?，可以使電子血壓?jì)體積更小、更智能化，功能更人性化、更完善。例如：1）將電子血壓計(jì)與社區(qū)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)組網(wǎng)，將通訊距離進(jìn)一步擴(kuò)大到千米級(jí)別,測(cè)量完成后數(shù)據(jù)可及時(shí)上傳到社區(qū)衛(wèi)生的服務(wù)器，通過這樣的數(shù)據(jù)傳輸，社區(qū)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)就可以及時(shí)掌握社區(qū)居民的健康狀況。2）未來可以繼續(xù)拓展血壓計(jì)功能，不僅僅是只有血壓，可以加入血糖及其他生理指標(biāo)，成為一個(gè)小型化、智能化的多功能、多生理參數(shù)綜合檢測(cè)儀器。

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附錄1原理圖

附錄2程序源代碼#include<REGX52.H>#include"TLC2543.h"#include"LCD1602.h"uintVoltage=0; uintVoltage_Value=0; uintchange=0;uintchange1=0;sbitBleed=P2^0;sbitWater_pump=P2^1;sbitkey=P3^6;bitkey_flag=0;ucharms=0;ucharji_shu1=0;ucharji_shu2=0;ucharxin_lv_num=0;bitxin_lv_flag=0;uintblood_pressure_H=0;uintblood_pressure_L=0;uintblood_pressure=0;uintgao_ya=0;uintdi_ya=0;bitxianshi_flag=0;bitstar=0;bitstar_flag=0;voiddisplay(){LCD1602_write(0,0x80);LCD1602_write(1,0x30+Voltage/1000%10);LCD1602_write(1,0x30+Voltage/100%10);LCD1602_write(1,0x30+Voltage/10%10);LCD1602_write(1,0x30+Voltage%10);LCD1602_writebyte("");LCD1602_write(1,0x30+gao_ya/100%10);LCD1602_write(1,0x30+gao_ya/10%10);LCD1602_write(1,0x30+gao_ya%10);LCD1602_writebyte("");LCD1602_write(1,0x30+di_ya/100%10);LCD1602_write(1,0x30+di_ya/10%10);LCD1602_write(1,0x30+di_ya%10);LCD1602_writebyte("");LCD1602_write(0,0xC0);LCD1602_write(1,0x30+change/1000%10);LCD1602_write(1,0x30+change/100%10);LCD1602_write(1,0x30+change/10%10);LCD1602_write(1,0x30+change%10);LCD1602_writebyte("");LCD1602_write(1,0x30+ji_shu2/100%10);LCD1602_write(1,0x30+ji_shu2/10%10);LCD1602_write(1,0x30+ji_shu2%10);LCD1602_writebyte("");LCD1602_write(1,0x30+xin_lv_num/100%10);LCD1602_write(1,0x30+xin_lv_num/10%10);LCD1602_write(1,0x30+xin_lv_num%10);}voidkey_dispose(){if(!key){ if(key_flag) { key_flag=0; if(star==0) { star=1; star_flag=0; gao_ya=0; di_ya=0; blood_pressure_H=0; blood_pressure_L=0; } } } elsekey_flag=1;}voidmain(){uchari=0;TMOD=0x01;TH0=0x3C;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;LCD1602_cls();while(1){ Voltage=Voltage*0.9+read2543(0)*0.1;