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3.2 血压测量模块
血压测量模块采用压力传感器ASDX001，该压力传感器可用于测量绝对压、差力压和表力压。范围从1PSI到100PSI，绝压型传感器有一个内部真空参比值(基准值)，因此可直接输出一个与绝对压成比例的信号。差压型装置允许在传感膜片的任一侧施加压力，可用于压力差的测量。
ASDX001的外围引脚共有8个，其中5个为空脚。工作电压为正5伏。由+Vs脚引入正5伏电压，Vout为数据输出脚，将所测量得到的数字电压信号传送到单片机的P1.0脚，ASDX001的地脚为GND脚，接地。因此，只需要将传感器的输出脚Vout连接到单片机的P2.1脚上即可。如图3-2所示：
U1123456781312151431191891716P10/TP11/TP12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRAT89C51RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728VCC123VSVoutGNDASDX001 图3-2 ASDX001与单片机的连接电路原理图
3.3 脉搏测量模块
目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来，光电检测技术在临床医学应用中发展很快，这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰，具有很高的绝缘性，且可非侵入地检测病人各种症状信息。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。本系统设计了指套式的透射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟电路的干扰。
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传感器由发光二级管和光敏二极管组成，其工作原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化[7]。 3.3.1 脉搏信号采集电路
图3-3是脉搏信号的采集电路，U3是红外发射和接收装置，由于红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大，所以对R21阻值的选取要求较高。R21选择270Ω同时也是基于红外接收三极管感应红外光灵敏度考虑的。R21过大，通过红外发射二极管的电流偏小，红外接收三极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。反之，R21过小，通过的电流偏大，红外接收三极管也不能准确地辨别有脉搏和无脉搏时的信号。当手指离开传感器或检测到较强的干扰光线时，输入端的直流电压会出现很大变化，为了使它不致泄露到U2B输入端而造成错误指示，用C8、C9串联组成的双极性耦合电容把它隔断。
当手指处于测量位置时，会出现二种情况：一是无脉期。虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，但是由于红外接收三极管中存在暗电流，会造成输出电压略低。二是有脉期。当有跳动的脉搏时，血脉使手指透光性变差，红外接收三极管中的暗电流减小，输出电压上升。但该传感器输出信号的频率很低，如当脉搏只有为50次/分钟时，只有0.78Hz，200次/分钟时也只有3.33Hz，因此信号首先经R22、C10滤波以滤除高频干扰，再由耦合电容C8、C9加到线性放大输入端。
VCCR21270R2256KC8C9C102202.2uf2.2ufOptoisolator1
图3-3 信号采集电路
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3.3.2 信号放大
按人体脉搏在运动后跳动次数达200次/分钟的计算来设计低通放大器，如图3-4所示。R23、C6组成低通滤波器以进一步滤除残留的干扰，截止频率由R23、C6决定，运放U2B将信号放大，放大倍数由R23和R27的比值决定。
C647ufR231MVCC524LM324R2656KR274.7K123 图3-4 低通放大电路
根据一阶有源滤波电路的传递函数，可得：
A(s)?V0(s)A0? （2-1） V(s)i1?swc放大倍数为：A0?1?R231M?1??214 （2-2） R274.7K截止频率为：f0?1?3.39Hz （2-3）
2?R23C6按人体的脉搏跳动为200次/分钟时的频率是3.3 Hz考虑，低频特性是令人满意的。
3.3.3 波形整形部分
波形整形电路如图3-5所示，U2C是一个电压比较器，C11、R29构成一个微分器，U2A和C7、R32组成单稳态多谐振荡器，其脉宽由C7、R32决定。
该比较器的阀值电压可用R31调节在正弦波的幅值范围内，但是对R31的调节要
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求并不严格，因为U2C的输出信号经C11、R29的微分后总是将正、负相间的尖脉冲加到单稳态多谐振荡器U2A的反向输入端，不会造成很大的触发误差。
当有输入信号时，U2A在比较器输入信号的每个后沿到来时输出高电平，使C7通过R32充电。大约持续20ms之后，因C7充电电流减小而使U2A同相输入端的电位降低到低于反相输入端的电位（尖脉冲已过去很久）。于是U2A改变状态并再次输出低电平。脉冲是与脉搏同步的，并由红色发光二极管DS3的闪亮指示出来。即发光二极管作脉搏测量状态显示，脉搏每跳动一次发光二极管就亮一次。同时，该脉冲电平通过R24送到单片机INTO脚，进行对心率的计算和显示。输出波形如图3-5所示。
R20C1744R25332VCCLM324U2CA1C12LM324U2AA1R24R2811R2911R33D1R32R13图3-5 波形整形电路 3.4 单片机处理电路
本部分运用了ATMEL公司的AT89C51单片机作为核心元件，在这里运用单片机能更快更准确地对数据进行运算，而且可以根据实际情况进行编程，所用外围元件少，轻巧省电，故障率低。
来自传感和整形输出电路的脉冲电平输入单片机AT89C51的INTO脚，单片机设为负跳变中断触发模式，故每次脉冲下降沿到达时触发单片机产生中断并进行计时，来一个脉冲脉搏次数就加一，定时器中断主要完成一分钟的定时功能。单片机对一分钟内的脉冲次数进行累加。 3.5 显示电路设计
显示电路部分采用 LM016L液晶模块，此液晶模块采用HD44780控制器，具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，与单片机通讯可采用8位或4位并行传输两种方式。本设计中管脚连接方式为D0-D7分别与单片机
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