基于NXP微控制器的多功能电子血压计设计

　1 系统工作原理

　　血压指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，即压强。正常的心脏是一个强有力的肌肉器官，它日夜不停地、有节律地一张一缩，使血液在循环器官内流动。血液在血管内流动时，无论心脏收缩或舒张，都对血管壁产生一定的压力。血压有两种，一是收缩压，它指在心室收缩时，主动脉压急剧升高，在收缩期的中期达到最高值，这时的动脉血压值称为收缩压，也称为“高压”;另一是舒张压，它指在心室舒张时，主动脉压下降，在心舒末期动脉血压的最低值称为舒张压，也称为“低压”。

　　该多功能电子血压计，采用示波法进行测量，其原理是通过测量血液流动时对血管壁产生的振动，在袖带放气过程中，只要袖带内压强与血管压强相同，则振动最强。其优点为：使用简易，可一人独自操作，测量值便于记录，体积轻巧便于携带。

　　2 硬件设计

　　2.1 系统总体结构

　　该多功能电子血压计系统的总体结构框图如图1所示，主要包括LPC3250主控模块、电源及复位模块、检测模块、LCD触摸屏模块、WiFi模块、语音模块和USB模块等6大模块。

　　2.2 主控LPC3250

　　主控采用NXP新推出的高度集成LPC3250微处理器，具有高性能、高集成度、低功耗等的特点，非常适合本方案的设计要求。它采用90 nm工艺和功能强大的ARM926EJ-S内核，主频高达208 MHz，具有全系列标准外设。其中包括带专用DMA控制器的24位LCD控制器，可支持STN和TFT面板；三通道10位400 kHz A/D转换器，带触摸屏接口；内部集成高达11个PWM通道；USB OTG接口，能全速连接主机和器件；一个支持DDR和SDR SDRAM，SRAM，FLASH和静态器件的外部存储控制器。充分满足了本设计的需要，外部只需加入很少芯片就可实现系统功能，并可使整个系统体积减小、功耗降低、稳定性增加和成本得到控制。

　　2.3 压力传感器XFGN-6025KPGSR

　　该设计采用日本Fujikura公司生产的新一代压力传感器XFGN-6025KPGSR，它的重量只有0.35 g，主要用于便携式电子血压计，采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装，内部含有放大、温度补偿及预校正失调电压和量程，从而提高了测量的精度、稳定性，也省去了放大电路。它直接将血压转换为0~4.5 V的电信号，对应的血压值为0~25 kPa，即0~187.5 mmHg，与血压计的设计要求非常匹配。

　　2.4 滤波器MAX267

　　所测得的模拟信号还要经过滤波，然后进行A/D转换。其中滤波用于滤掉信号中的直流成分、电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰等。该设计采用Maxim公司的MAX267，它是Maxim众多开关电容滤波器（SCF）芯片中较简洁的一种。内部包含2个已经固定成带通型，并且使用相同的Q参数和频率变换比例的二阶SCF和一个运放。通过选择适当的反馈电阻和Q参数，能够组成不同波纹率的Butterworth或Chebyshev滤波器。这样大大减少了外围电路，且使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成的滤波电路，非常适合于本设计。