基于可编程片上系统的智能电子血压计设计

2．2 压力测量电路

2．2．1 压力传感器选型

本设计的压力传感器选择的是Motorola公司生产的MPXV5050GP压力传感器。其内部含有信号运放，具有信号调节功能，有良好的线性度，可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为0．2～4．7V的电信号，对应的血压值为0～375mmHg，与血压计的设计要求非常匹配。

2．2．2 驱动电路的设计

控制气泵和电磁阀工作的信号是由FPGA发出的，气泵需要的工作驱动电流为450mA，电磁阀为75mA，而FPGA的数字I／O输出电流不能满足要求。因此，为给气泵和电磁阀提供合适的驱动电流，采用达林顿管阵列ULN2803驱动电路来驱动气泵和电磁阀工作。ULN2803可输出500mA的电流，分别利用ULN2803的第一路、第二路来驱动电磁阀和气泵，第三路驱动一个LED用来指示脉搏波信号。如图5所示。

2．3 传感器输出信号的提取

从压力传感器出来的信号是脉搏波的振荡信号和静压力信号的混合信号，还夹杂着来自外界的高频干扰、直流或低频分量。我们将混合信号分为两个部分，一部分经过低通滤波器后进行A／D转换，从而提取出袖带压信号，另一部分则通过带通滤波、放大电路，得到放大的脉搏波数据后再送入A／D转换模块。信号提取部分的具体电路如图6所示。

这里采用截止频率为0．48Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，将低通滤波器增益设为1，这样做可以尽量减少误差的放大。采用具有信号放大能力的有源滤波器对脉搏波信号的提取，通带频率范围设计为0．48～4．8Hz。脉搏波信号放大滤波后，要使其最大幅度尽量接近A／D转换模块的允许上限，这样有助于提高采集数据的精度。

由于需要对静压信号和脉搏波信号分别进行A／D转换，因此需要两个采样通道。人体的臂动脉血压，收缩压一般在95～140mmHg范围内，平均值为 110～120mmHg，舒张压为60～90mmHg，平均值为80mmHg，考虑到高血压等疾病情况，血压计的测量范围应该在0～250mmHg内，则对A／D转换器的要求至少为8位(28=256)。

2．4 键盘电路与显示电路

本系统用1个按键作为系统复位开关，5个按键作为系统操作键盘，分别完成测量血压、查看记录、上翻记录、下翻记录和删除记录的功能。显示部分采用的是128×64点阵LCD显示器，具有操作简便，界面友好的特点。系统软件流程设计

本系统的软件工作流程框图如图7所示。其中信号处理算法部分主要是对采样的脉搏信号进行处理，包括采用数字滤波算法对各种干扰噪声信号进行识别与去除，改善脉搏波的包络线等，以提高电子血压计在测量血压时的抗干扰能力与测量精度。