一种电子血压计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子血压计，包括微控制器、与微控制器连接的气压传感器电路、与微控制器连接的电源稳压电路、与微控制器连接的音频电路，音频电路包括耳机通信电路、音频声波电路、麦克风电路。电子血压计的耳机通信电路、音频声波电路、麦克风电路，实现不仅通过耳机线与手机等设备连接传输数据，也可以通过声波与手机等设备传输数据。
【专利说明】一种电子血压计
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及医疗器械【技术领域】，尤其涉及一种电子血压计。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的发展，电子血压计也开始逐渐普及。电子血压计是利用现代电子 技术与血压间接测量原理进行血压测量的医疗设备。
[0003] 但是，目前的电子血压计得出数据仅实现在自身显示，没有提供和其他设备通信 的能力，不能很好的满足用户的需要。
[0004] 内容
[0005] 本实施例实用新型的目的是提供一种电子血压计，实现与手机传输数据。
[0006] 本实施例实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种电子血压计，包括微控制器、与微控制器连接的气压传感器电路、与微控制器 连接的电源稳压电路、与微控制器连接的音频电路，音频电路包括耳机通信电路、音频声波 电路、麦克风电路。
[0008] 其中，所述电子血压计还包括：与所述电源稳压电路连接的锂电池。
[0009]其中，所述电子血压计还包括：与锂电池连接的电池电压检测电路。
[0010] 其中，所述电子血压计还包括：与所述气压传感器电路连接的气压传感器。
[0011] 其中，所述电子血压计还包括：四通管以及袖带，所述四通管的第一通道与所述袖 带的内腔连通，所述四通管的第二通道与排气阀连通，所述四通管的第三通道与所述气压 传感器连通，所述四通管的第四通道与气泵连通。
[0012] 其中，所述电子血压计还包括：与微控制器连接的蜂鸣器电路。
[0013] 其中，所述电子血压计还包括：与微控制器连接的按键电路。
[0014] 其中，所述电子血压计还包括：与微控制器连接的显示屏连接电路，所述显示屏连 接电路连接显示屏。
[0015] 由上述本实施例实用新型提供的技术方案可以看出，电子血压计的耳机通信电 路、声波发生和采集电路，实现不仅通过耳机线与手机等设备连接传输数据，也可以通过声 波与手机等设备传输数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施 例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他附图。
[0017] 图1为本实用新型实施例提供的电子血压计构成示意图一。
[0018] 图2为本实用新型实施例提供的电子血压计构成示意图二。
[0019] 图3为本实用新型实施例提供的电子血压计中袖带连接示意图。
[0020] 图4为本实用新型实施例提供的电子血压计中电池电压检测电路示意图。
[0021] 图5为本实用新型实施例提供的电子血压计中蜂鸣器电路示意图。
[0022] 图6为本实用新型实施例提供的电子血压计中按键电路示意图。
[0023] 图7为本实用新型实施例提供的电子血压计中电源稳压电路示意图。
[0024] 图8为本实用新型实施例提供的电子血压计中显示屏连接电路示意图。
[0025] 图9为本实用新型实施例提供的电子血压计中气压传感器电路示意图。
[0026] 图10为本实用新型实施例提供的电子血压计中耳机通信电路示意图。
[0027] 图11为本实用新型实施例提供的电子血压计中音频放大电路电源开关示意图。
[0028] 图12为本实用新型实施例提供的电子血压计中音频功率放大电路示意图。
[0029] 图13为本实用新型实施例提供的电子血压计中麦克风电路示意图。
[0030] 图14为本实用新型实施例提供的电子血压计中气泵连接示意图。
[0031] 图15为本实用新型实施例提供的电子血压计中气泵电路示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0033] 如图1所示，本发明实施例提供一种电子血压计，包括微控制器11、与微控制器11 连接的气压传感器电路12、与微控制器11连接的电源稳压电路13、与微控制器连接11的 音频电路14,音频电路14包括耳机通信电路141、音频声波电路142、麦克风电路143。 [0034] 由上述本实施例实用新型提供的技术方案可以看出，电子血压计的耳机通信电 路、声波发生和采集电路，实现不仅通过耳机线与手机等设备连接传输数据，也可以通过声 波与手机等设备传输数据。
[0035] 进一步的，如图2所示，本发明实施例电子血压计还包括：与电源稳压电路200连 接的锂电池21，与锂电池21连接的电池电压检测电路22,与气压传感器电路201连接的气 压传感器23,与微控制器202连接的蜂鸣器电路24,与微控制器202连接的按键电路25,与 微控制器202连接的显示屏连接电路26,显示屏连接电路26连接显示屏。
[0036] 示例性的，所述显示屏支持线SPI(SerialPeripheralInterface,串行外设接 口）数据传输。
[0037] 如图2所示，本发明实施例电子血压计还包括：与微控制器202连接的气泵27,与 微控制器202连接的排气阀28。
[0038] 为了便于理解，如图2还示意出音频电路203。
[0039] 如图3所示，本发明实施例电子血压计还包括：四通管31以及袖带32,四通管31 具有第一通道311、第二通道312、第三通道313以及第四通道314,袖带32具有内腔，内腔 重充气以测量收缩压和舒张压。四通管31的第一通道311与袖带32的内腔连通，四通管 31的第二通道312与排气阀连通，四通管31的第三通道313与气压传感器连通，四通管31 的第四通道314与气泵连通。
[0040] 示例性的，第一通道311接袖带橡胶管一端，另一端与袖带连接。第四通道314连 接与气泵连接的充气管，第三通道313连接与气压传感器连接的橡胶管，第二通道312连接 与排气阀连接的橡胶管。其使用方法如下：当气泵向袖带充气时，第二通道312通道关闭， 313通道检测气压，但不漏气，这样，空气就会向第一通道311涌进给袖带充气。当气压传 感器检测已达到合适气压后，气泵停止充气。当袖带需要排气时，此时第四通道314通道关 闭，第二通道312通道连接的排气阀打开。由于袖带压强高于外界，所以气流会从第一通道 311流向第二通道312通道排到外界，同时第三通道313通道连接的气压传感器检测袖带气 压。
[0041] 具体而言，本发明实施例电子血压计的微控制器为cortex-m3内核的 STM32F103RBT6 单片机。
[0042] 本发明实施例电子血压计的锂电池为1000mA6V的可充电锂电池，其共有两个接 口，一个是充电接口，一个是放电接口。充电接头为圆形的母头，中间轴为正极，外围是负 极。锂电池放电接头通过导线连接电路板的供电接口，方便为其他电路模块供电。锂电池 配有标准充电器。
[0043] 本发明实施例电子血压计的电源稳压电路使用AMS1117-3. 3得到3. 3V电压给微 控制器、气压器等其他芯片供电。各模块都通过可靠的接口进行连接。
[0044] 如图4所示，电池电压检测电路：
[0045] 电压检测使用串联电阻分压电路，选取阻值为IOK和5. 1K、精度为1%的贴片电 阻。Rl-端与电池电压正极相接，另一端与电阻R2的1脚一端相接；R2的2脚接地，同时 R2与贴片非极性电容并联，电容值为IuF;这里并联电容是因为电源电压有杂波，为了减小 杂波对采集数据的影响，所以并联电容进行小幅度滤波，使采样更加准确。电阻R2的1脚 接单片机具有模数转换功能的管脚PC0,即8号管脚。
[0046] 当单片机检测到电池电压低于额定电压的80%，控制显示器闪烁电池图标，同时 控制蜂鸣器发出声音，提醒用户给电池充电。如果用户在10分钟内没有充电或电池电压低 于电池额定电压的75%，则电子血压计强行关机，直到检测到电池电压达到额定电压，电子 血压计才能正常工作。这样可让用户养成良好的充电习惯，从而延长锂电池使用寿命。
[0047] 如图5所示，蜂鸣器电路：
[0048] 选用3. 3V有源蜂鸣器。蜂鸣器的正极和3. 3V间串接一个47欧姆的电阻，负极与 NPN三极管Q23的集电极相接。三极管发射极接地，基极接IK电阻R4。电阻R4另一端接单 片机普通管脚。当MCU_Beep的电平为高电平，三极管导通，蜂鸣器发出报警声音；MCU_Be印 的电平为低电平，三极管断开，蜂鸣器停止发声。这里MCU_Beep端接单片机管61号普通管 脚PB8。
[0049] 如图6所示，按键电路：
[0050] 本发明实施例电子血压计设置了一两个用户按键，其连接电路一样。用户按键使 用两脚贴片按键。其中按键Sl脚1接上拉电阻R8脚2,电阻R8脚1接3. 3V电压；按键Sl 脚2接地。在按键两端并联0.IuF的非极性贴片电容。按键Sl脚1在电路板上连接单片机 62号普通管脚PB9。通过设置该管脚为输入模式，实时读取按键Sl管脚1的电平。通过检 测高低电平及其是时间长短来判断按键是否按下，是短按还是长按，从而执行相关的操作。
[0051] 其中按键Sl为普通按键，用以唤醒电子血压计或启动电子血压计开始测量血压； 按键S2用以查看血压数据。按键S2管脚1接单片机29号普通管脚PBlO。
[0052] 如图7所示，电源稳压电路：
[0053] 稳压芯片采用AMS1117-3. 3,通过以下电路把锂电池电压转化成3. 3V，为单片机、 气压传感器等供电。其电路结构如下：稳压芯片AMS1117的1脚接地，即锂电池负极；3管 脚前接0.IuF非极性贴片电容C2和4. 7uF的贴片钽电容Cl，电容Cl和C2并联连接；在电 路板布局时C2靠近芯片AMS1117放置。Cl和C2 -端接锂电池正极，另一端接锂电池负极； AMS1117的2脚接0.IuF非极性贴片电容C3和IOuF的贴片钽电容C4 ;C3和C4并联连接， 其一端接输出电压3. 3V，另一端接地。
[0054] 如图8所示，显示屏连接电路：
[0055] 显示屏选用自带SPI驱动芯片的显示屏，使用5根导线连接。1脚接3. 3V，2脚接 GND，3脚接SDA数据线，4脚接SCK时钟线，5脚接CS片选线号。上述SDA数据线和SCK时 钟线分别连接单片机具有SPI功能的34号管脚和36号管脚，CS片选信号接单片机33号管 脚，控制显示屏驱动芯片时候有效。单片机通过SPI方式发送地址和显示的数据，显示器上 就会显示数据。本实施例中，在显示器左侧显示的内容有"收缩压"、"舒张压"、"心率"、"时 间"、"状态"字样；显示器右侧显示测量的数据和时间等。
[0056] 如图9所示，气压传感器电路：
[0057] 在气体压力传感器上套接橡胶管，袖带的气压通过橡胶管传至传感器。气体压力 传感器会把气压转换成电信号，然后经过放大电路，把微弱的信号放大至单片机能检测的 范围。
[0058] 所说其气体压力传感器选用MPS20N0040D-S型号的电子血压计用压力传感器。其 中2管脚接电源正极，该设计中为3. 3V;5管脚接地；1、6管脚为输出负信号，3管脚输出正 信号，4管脚不接。由于不需要进行温度补偿，故把1、6管脚连接到一起。
[0059] 压力传感器输出的信号为差分信号，而且很微弱，需要对其进行放大。一级放大 选取医疗电子领域常用的由运放IC10A、IC10B、IClIA构成的仪表放大电路，其放大倍数为 /?129^/?]3 + -）其中R12 =R17，R11 =R16，R13 =R15 ;该设计中，这些电阻都取精度为 0.1%的电阻。具体放大倍数可根据需求设定。二级放大选用常用的同相比例放大电路，放 大倍数根据需求而定。在一级放大电路和二级放大电路间串接一个滤波电路。滤波电路采 用无限增益多路反馈二阶低通有源滤波器，选取的电阻电容的参数可是0.IHz?30Hz的波 通过。在一级放大电路和滤波电路之间串接一个IuF的电容，滤除信号中的直流分量，只允 许交流分量通过。其中一级放大电路的输出端与单片机22管脚连接，二级放大电路的输出 端与单片机管脚9连接，单片机对输出信号进行模数转换，得到压力传感器的数据；触发信 号MCU_TRIG接单片机10号管脚。
[0060] 如图10所示,音频耳机孔连接电路：
[0061] 耳机头的R是右声道接线，L是左声道接线，G是地线，M是mic线。手机端L线用 来发送命令，R线用来发送数据，M用以接收来自血压计的数据；血压计端对应的分别接到 单片机4个管脚，其中与M相接具有数模转换功能的20号管脚PA4,R线和L线分别接26、 27号管脚。手机通过R、L两根线给血糖仪传输数据，通过M线接收血糖仪的数据，这样手 机和血糖仪正常传输数据。
[0062] 如图11所示，音频声波电路包括音频放大电路电源开关：
[0063] 设备在待机状态下，虽然单片机进入低功耗模式，但外围器件没有断开电源，仍会 消耗电能。为了进一步降低设备功耗，延长设备使用时间，设计相应的电源开关电路对外围 功耗较大器件的电源进行控制。
[0064]设计的电路如图所示。其中SI_GATE连接单片机30号管脚，该管脚可输出高低电 平控制三极管QlO的通断。R72为IOK的下拉电阻，保证在管脚悬空或者未配置状态下NPN 型三极管Q3断开，从而使PMOS断开，不给音频电路供电。DlO为锗二极管，正向导通压降约 为0. 2?0. 3V。IC12是SI9934芯片，其1、3管脚接二极管DlO的阴极，2、4管脚为控制端， 接R74和R73的连接点；5、6、7、8管脚为是输出端，直接接入音频电路的电源输入端。其控 制方法：当需要通过音频通信时，信号SI_GATE被拉至高电平，此时三极管QlO导通，QlO的 集电极被拉至〇. 7V左右，此时芯片IC12的控制端电压远低于输入端电压，MOS管IC12导 通，输出电压；需要关闭时，把信号SI_GATE拉低，QlO断开，IC12控制端电压被拉高至VCC_ BATTERY，此时MOS断开。
[0065]如图12所示，音频声波电路还包括音频功率放大电路：
[0066] 由于直接经过D/A(数模转换）转换后的模拟电压驱动能力非常小，不足以驱动喇 叭发出声音，所以在D/A转换后的模拟信号后接音频功率放大电路对模拟信号进行功率放 大。该电路主要由LM386芯片和电阻电容组成。
[0067] 在音频信号放大之前，加入由运放LM358组成的电压跟随器和积分电路。具体连 接方式如图所示。LM358芯片的8管脚接VCC_DEV，4管脚接地，同时在8、4管脚间并接0. IuF的非极性电容和IOuF的贴片钽电容。输入端1管脚接积分电路，是信号变的圆滑。信号经 过积分后从7号管脚输出进入功率放大电路。
[0068] 该功率放大电路由芯片LM386和外围的电阻、电容组成。芯片1、8管脚间接IOuF 贴片钽电容，1脚接钽电容正极；6脚接电源VCC_DEV，同时并接0.IuF非极性电容和IOuF钽 电容，使供电电压稳定；2、4脚接地；7脚与地之间串接一个0.IuF非极性电容；3脚为输入 管脚，接前级电路的输出信号；5号为放大后信号的输出，接IOuF钽电容CB15的正极，其负 极接喇叭正极，同时与地接已电阻。
[0069] 如图13所示，麦克风电路：
[0070] 该电路中使用了数字麦克风芯片ADMP521，其内部集成mic和ADC模块，可以直接 把声音模拟信号转换数字信号，而后把数据传输到单片机内进行处理。该芯片2号管脚与 GND相接，选择使用左声道传输数据。芯片的CLK、DATA管脚分别接单片机的21、22号管脚， 通过这两个管脚实现ADMP521和微控制器的数据传输。微控制器接收到数据后对该数据进 行解码，得到来自手机的数据，然后做其他处理。
[0071] 如图14所示，气泵连接方式：
[0072]选用SC3501PM气泵，其额定电压为6V，最大压力超过400mmHg，噪声较小，性能稳 定。
[0073] 其中1通道连接袖带引出的橡胶管，2通道不连接。直流电机的两个管脚接自制开 关电路，电路原理图如下所示：
[0074] 如图15所示，Bl代表电机，其一端接电池电压，另一端接P沟道MOS管Q20的源 极。MOS管的漏极接地，栅极串接一个IK贴片电阻R23后与NPN三极管Q21的集电极相接。 三极管集电极还与电阻R21相接，基极串接一个IK电阻R22后与单片机普通管脚相接，发 射极接地。电阻R21另一端接电池电压。这样单片机可通过普通管脚的高低电平来控制电 机启动、停止。具体控制方式如下：
[0075] 但MCU_M0C电平为低时，此时三极管Q21断开，基极电压由于接上拉电阻被拉至电 池电压VCC_BATTERY。此时MOS管的栅极电压与电池电压，与源极电压相等，所以MOS管关 断，电机停止。当MCU_M0C电平为低时，三极管Q21基极电压高于其开启电压，其集电极电 压被强行拉至〇. 7V，此时MOS管Q20栅极电压为0. 7V，远低于源极电压VCC_BATTERY，小于 开启电压-2. 5V，则MOS管导通，电机Bl启动，开始向袖带充气。这里MCU_M0C接单片机59 号管脚PB7。
[0076] 以上，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权 利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1. 一种电子血压计，其特征在于，包括微控制器、与所述微控制器连接的气压传感器电 路、与所述微控制器连接的电源稳压电路、与所述微控制器连接的音频电路，所述音频电路 包括耳机通信电路、音频声波电路、麦克风电路。
2. 根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与所述电 源稳压电路连接的锂电池。
3. 根据权利要求2所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与锂电池 连接的电池电压检测电路。
4. 根据权利要求3所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与所述气 压传感器电路连接的气压传感器。
5. 根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：四通管以 及袖带，所述四通管具有第一通道、第二通道、第三通道以及第四通道，所述袖带具有内腔， 所述四通管的第一通道与所述袖带的内腔连通，所述四通管的第二通道与排气阀连通，所 述四通管的第三通道与所述气压传感器连通，所述四通管的第四通道与气泵连通。
6. 根据权利要求5所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与微控制 器连接的蜂鸣器电路。
7. 根据权利要求6所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与微控制 器连接的按键电路。
8. 根据权利要求7所述的电子血压计，其特征在于，所述电子血压计还包括：与微控制 器连接的显示屏连接电路，所述显示屏连接电路连接显示屏。
【文档编号】A61B5/0225GK204105980SQ201420232339
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】代万辉, 张佳 申请人:尚奇浩康（北京）科技有限公司