基于MSP430及USB總線的便攜式血壓計的設(shè)計

　　目前,市場上的血壓計大部分仍是水銀血壓計,電子血壓計在國外已經(jīng)大量普及,而我國才開始應(yīng)用。水銀血壓計每次測量必須由醫(yī)生戴上聽診器進行測量,測量過程復(fù)雜,而且不同的醫(yī)生,測量結(jié)果可能不同。而電子血壓計彌補了水銀血壓計的不足。本文使用低功耗MSP430單片機對人體血壓信號進行采集,通過USB控制芯片CH375將這些數(shù)據(jù)存儲到U盤中,可以通過PC機的軟件分析一天中血壓的變化。

　　1 硬件設(shè)計

　　1.1芯片介紹

　　MSP430是近幾年流行的16位單片機,由于它具有超低功耗(在5V電壓下運行于12MHz的80C51工作電流達到十幾mA;而MSP430在3V時的工作電流為340μA,在2.2V的工作電流為220μA)、眾多的片內(nèi)外設(shè)、強大的數(shù)據(jù)處理能力、系統(tǒng)工作穩(wěn)定、方便高效的開發(fā)環(huán)境等特點,被廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)儀表中。加之筆者對430單片機比較了解,在本設(shè)計中選用了其中的一種MSP430F149,由于該設(shè)計中對單片機的外設(shè)模塊只要求有A/D轉(zhuǎn)換模塊,所以可以選用MSP430中較便宜的系列。

　　CH375是南京沁恒有限公司生產(chǎn)的USB總線的通用接口芯片,支持USB-HOST主
機方式和USB-DEVICE/SLAVE設(shè)備方式。CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出,可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機方式下,CH375還提供了串行通訊方式,通過3根線,即串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU/MPU等相連接。本文用的是從南京沁恒有限公司申請的樣片。LCM用的是16×2的HS162-4。自建了自定義字符,實現(xiàn)了簡單顯示“血壓是:XXX.X”。本文中使用HS162-4為的是試驗方便,若是用到實際產(chǎn)品中,可以換用其他種類。

　　選擇Motorola公司壓力傳感器MPX5050GP,其內(nèi)部含有信號運放和信號調(diào)節(jié)功能,可以直接將動脈血液對血管壁的壓力轉(zhuǎn)換為0V～4.7V的電信號,其對應(yīng)的血壓值為0kPa～49.875kPa(0mmHg～375mmHg)。傳感器采集到的信號送入單片機的AD12模塊前要標(biāo)度變換,即電平平移。

　　1.2工作原理

　　血壓傳感器將用戶的血壓變換成電壓信號,經(jīng)過濾波器送到149單片機的AD12模塊中,再經(jīng)過單片機處理后在LCM上顯示,隨時可以看到血壓值。并且這些數(shù)據(jù)可以通過CH375儲存在U盤中,在方便時將U盤插到PC機上,可以通過上位機軟件進行觀察,這樣醫(yī)生可以從整體上了解患者的血壓變化情況,從而做出正確的診療結(jié)果。

　　1. 3系統(tǒng)框圖

　　MSP430單片機使用串口方式同CH375相連,將數(shù)據(jù)寫入U盤。圖1為其原理框圖。