瑞萨单片机智能血压计测量仪设计含源码,手机APP,电路图与详细资料 -

标题: 瑞萨单片机智能血压计测量仪设计含源码,手机APP,电路图与详细资料 [打印本页]

作者: jbrzan 时间: 2017-12-4 09:20
标题: 瑞萨单片机智能血压计测量仪设计含源码,手机APP,电路图与详细资料
RL78/L1A 智能血压计
Mini-Solution on Ultra-low Power 16-bit Microcontroller
Easygo示例，包括：应用说明（用户手册）、原理图、BOM表、源代码等完整资料，在展示瑞萨电子MCU特点的同时，提供多种小家电和典型应用的设计参考，希望用户能Easy Use，Easy Go。

功能概要：
1. RL78/L1A通过串口控制RL78/G1D实现BLE功能。
2. RL78/L1A实现血压测量、脉搏测量、LCD显示等。
3. Android App实现电池电量、收缩压、舒张压、脉搏等数据显示。

操作概要：
1. Android App，扫描名称为“Renesas Blood Pressure”的设备，点击连接设备。
2. 按下智能血压计的“Start/Stop”按键或者Android  App的“Start measurement”键，启动自动测量过程。测量完成后，测量结果在LCD和智能血压计App上显示。在测量过程中，如果想终止测量，按下“Start/Stop”键，快速放气电磁阀打开，释放袖套中的空气。

本篇用户手册介绍了低功耗 LCD 微控制器 RL78/L1A 配合蓝牙低功耗（BLE）微控制器 RL78/G1D 在智能血压计上的应用（用于 Android）。RL78/L1A 通过串口通信控制 RL78/G1D 的 BLE 协议程序，相关应用的程序结构和使用信息等请参考以下相关文档。
1 系统功能概述 3
11 智能血压计介绍  3
12 血压测量原理介绍 4
13 操作说明  5
131 设备连接  5
132 血压测量  5

2 硬件说明  8
21 智能血压计演示板介绍  8
22 硬件结构框图 9
23 主控 MCU  10
24 BLE MCU 11
25 电源电路  12
26 压力检测电路 12
27 气泵和电磁阀控制电路  13
28 LCD 控制电路  13
29 LED 控制电路  14

3 原理图、 PCB 及元器件清单 15
31 原理图 15
32 PCB 图  17
33 元器件清单  18

4 软件说明  19
41 集成开发环境 19
42 选项字节配置 19
43 软件安装  19
431 主控 MCU 固件下载  19
432 BLE MCU 固件下载  19
44 流程图 20
441 主时序流程图  20
442 固件主函数流程图 21
443 智能手机 APP 流程图  22
5 参考例程  23
6 参考文献  23
1.  系统功能概述
1.1    智能血压计介绍
血压是反映心血管系统状态的重要生理参数，合适的血压是维持人体正常新陈代谢的必要条件。随着生活水平的提高，人们也更加注重自身的健康问题，而不健康的生活方式与不科学的饮食习惯，导致人类疾病越来越多的出现。高血压已逐渐上升到人类疾病危害排行榜的前列，长期危害着人体健康，让饱受高血压折磨的患者痛不欲生。有效、便捷地测量血压，可使人们及时了解身体状况，及早进行防治与治疗，从而有效地预防和治疗高血压。
电子血压计具有低成本、小型化、自动化等优点，便于携带而且易于操作，逐渐成为家庭必备的保健用品。
随着智能手机和移动互联技术的发展，智能电子血压计能够实现测量数据的无线传输，记录各血压参数值等优势，越来越受到人们的青睐。本篇用户手册介绍的智能电子血压计在普通电子血压计上集成了蓝牙模块，利用蓝牙实现无线传输功能。
为了实现本次应用，需分别烧写 BLE 程序及应用程序到 RL78/G1D 模块和 RL78/L1A，并安装相应 APP 到 Android 智能手机，通过 BLE 功能实现手机和智能血压计的通信。智能手机接收来自血压计的收缩压、扩张压及脉搏数据，显示并存储数据。本应用中的智能血压计演示板由主控单片机 RL78/L1A、RL78/G1D 模块和外围电路（LCD 显示、血压测量电路、气压控制电路等）组成，其中 RL78/G1D 模块来自于 RL78/G1D 评价板
（RTK0EN0001D01001BZ）。智能血压计系统如“图 1.1”所示

1.2 血压测量原理介绍
无损血压测量一般基于柯氏法和示波法，但是柯氏法存在一些固有的缺点，所以目前电子血压计大多采用示波法测量。示波法的测量过程中，采用充气袖套来阻断上臂动脉血流。由于心搏的血液动力学作用，在充气袖套压力上会重叠与心搏同步的压力波动，即脉搏波。当袖套压力远高于收缩压时，脉搏波消失。随着袖套压力下降，脉搏波开始出现。当袖套压力从高于收缩压到收缩压以下时，脉搏波会突然增大。当压力下降到平均压时脉搏波达到最大值。然后又随着袖套压力下降而衰减。示波法血压测量就是根据脉搏波振幅与袖套压力之间的关系来估算血压的。与脉搏波振幅最大值对应的是平均压，收缩压和舒张压分别由脉搏波最大振幅的比例来确定。

血压测量原理框图如“图 1.3”所示。Pm 为平均压，Ps 为收缩压，Pd 为舒张压。Um 为脉搏波最大幅值，Ks 和 Kd 为收缩压和舒张压对应的脉搏波幅值与平均压对应的脉搏波幅值的比值系数。Ks 和 Kd 由血压计生产厂家根据经验值选取。
安卓手机安装本应用的智能血压计 APP。启动后进入扫描阶段，扫描周围名称为“Renesas Blood Pressure” 的设备，发现后可点击连接设备。

智能血压计 APP 连接界面如“图 1.4”所示。

按下智能血压计的“Start/Stop”按键或者智能血压计 APP 的“Start measurement”键（测量过程中按下无效），智能血压计开始自动测量过程。首先对充气袖套加压，加压过程中关闭快速放气电磁阀，PWM 控制气泵对袖套加压。压力达到设定值后（本应用为 160mmHg）停止加压，开始线性放气过程。在线性放气过程中，智能血压计进行数据采集和运算处理，运算完成后，在 LCD 上循环显示收缩压，舒张压，脉搏数据。同时，智能血压计 APP 也显示相同的数据。在测量过程中，如果想终止测量，按下“Start/Stop”按键，快速放气电磁阀打开，释放掉袖套中的空气。
血压测量完成后，收缩压测量结果的 LCD 显示如“图 1.5”所示。LED0（红色）点亮，代表收缩压显示。

主控 MCU
智能血压计使用 RL78/L1A（R5F11MMF）作为主控 MCU。RL78/L1A 的 Flash ROM 大小为 96KB，RAM
大小为 5.5KB。RL78/L1A 的外围功能分配及用途，如“表 2.1”所示。

本应用中 RL78/L1A 通过串口 UART 控制 RL78/G1D 模块（RTK0EN0002C01001BZ）以实现 BLE 功能，
RL78/G1D 模块接口电路如“图 2.7”所示。

2.4 BLE MCU
智能血压计使用 RL78/G1D 模块（RTK0EN0002C01001BZ）作为 BLE MCU，它是 RL78/G1D 评价板（RTK0EN0001C01001BZ）的子板，RL78/G1D模块如“图 2.5”所示。

本应用中 RL78/L1A 通过串口 UART 控制 RL78/G1D 模块（RTK0EN0002C01001BZ）以实现 BLE 功能，RL78/G1D模块接口电路如“图 2.7”所示。

2.5 电源电路
电源部分采用 4 节 AAA干电池供电和 DC 6V 电源输入供电 2 种方式。拨动开关 SW2 接通后，智能血压计上电，+6V 电压经稳压芯片 XC6206-3.3V 得到稳定 3.3V 供给 MCU 和其他外围设备，同时电池电压通过A/D端口完成采样。+6V电压直接给充气泵和电磁阀供电。电源电路如“图 2.8”所示。

2.6 压力检测电路
本应用使用的压力传感器是 Honeywell 公司的 ABPDANN005PG2A3 压力传感器。该压力传感器有 12-bit的 I2C 数字输出，具有高精度和良好的线性度。压力测量范围为 0~5 psi，对应的血压值约为 0~258mmHg，和血压计的设计要求匹配。
压力检测电路如“图 2.9”所示。

2.7 气泵和电磁阀控制电路
气泵和电磁阀控制电路采用 NPN型三极管 DTC114和P沟道 MOSFET(IRLML6402)构成，DTC114和IRLML6402具有 1MHz以上的开关速度，适用于高速 PWM控制。气泵使用 MITSUMI公司的 MAP-AM-265，额定电压为 6V，最高压力能达到 400mmHg。电磁阀选用 Yujin Electronic公司的 KSV05B，6V供电，压力从300mmHg降低到 15mmHg仅需要 3秒。气泵和电磁阀控制电路如“图 2.10”所示。

3. 原理图、 PCB 及元器件清单
3.1 原理图
智能血压计演示板原理图如“图 3.1”和“图 3.2”所示。

3.2 PCB图
智能血压计演示板 PCB图如“图 3.3”所示。

全部资料51hei下载地址（包含app与瑞萨单片机的源码及文档,仅供参考）：

智能血压计测量仪源码及APP.zip (3.51 MB, 下载次数: 308)

智能血压计测量仪硬件设计.zip (500.21 KB, 下载次数: 217)

智能血压计测量仪设计说明.zip (2.5 MB, 下载次数: 204)

概要.zip (234.32 KB, 下载次数: 188)

作者: Johnny340 时间: 2018-1-29 15:15
真心好东西！

作者: renchangbing 时间: 2018-2-5 16:31
不错，真是好东西。

作者: asodoo1n2 时间: 2018-5-22 18:06
顶一个！

作者: aing123 时间: 2018-5-24 21:00
thank you!

作者: tieq1952 时间: 2018-6-23 07:23
谢谢分享，学习了

作者: mjqing 时间: 2018-10-9 09:14

谢谢分享，学习了

作者: yygdzjs 时间: 2018-12-16 15:00
参考一方案的下思维挺好的，信息！

作者: zhouzhikun 时间: 2019-4-8 20:47
不错，很实用

作者: jiaogang1234 时间: 2019-4-17 10:15
学习学习血压计的算法

作者: StevenJun 时间: 2019-8-23 14:30
好资料，谢谢

作者: ykywj 时间: 2019-11-24 18:39
正想研究一下

作者: ykywj 时间: 2019-11-24 18:40
正想研究一下，好资料！

作者: ecpc 时间: 2019-11-28 08:19
单片机给的是hex，有源文件吗

作者: 99808909 时间: 2020-8-7 10:46
这个分享内容非常给力，给个超级点赞

作者: Renesas瑞萨 时间: 2020-11-20 15:05
膜拜大神！

作者: 778859 时间: 2021-9-25 14:39
怎么仿真啊

作者: 313799866 时间: 2021-10-11 10:14

ecpc 发表于 2019-11-28 08:19
单片机给的是hex，有源文件吗

有C文件的，在另外一个文件夹里

作者: Cdzhang 时间: 2023-7-14 20:47
正想做一个看下效果......

作者: joyb 时间: 2023-11-10 09:00
好文章，51能改不

作者: 安华 时间: 2024-5-31 21:20

真心好东西！

欢迎光临 (http://www.51hei.com/bbs/)