基于CMS8H5106 SOC的血压计方案

血压计已经成为大众健康产品，通过充气袖带和监听设备的方式测量血压，也可以利用压力传感器对动脉壁的振动进行测量，前者多用于医疗卫生机构，后者简单实用深受家庭用户欢迎。CMS8H5106 SOC方案属于后者，可为开发人员提供了一个理想的评估环境，支持客户血压测量产品的开发。

方案介绍

本方案采用CMS8H5106主控芯片和电阻式传感器，由4节AA电池或6V外部适配器供电，可选择NPN或MX607驱动马达和气阀，具有采用6COM、22SEG LCD显示屏、LCD带背光等。

主控芯片CMS8H5106采用LQFP48封装，集成了LCD驱动电路，可直接驱动以实现LCD带背光显示。马达、放气阀门可选三极管或血压计专用驱动IC进行驱动。

评估板可板载2颗按键或通过按键接口外接按键，以实现开关机，血压测量历史数据回读等功能。

图1.CMS8H5106血压计样机

电路原理

方案电源采用4节AA电池，或6V电源适配器，负责为板载马达、放气阀门、LED电源的供电。通过板载LDO将输入电压转为3.3V，为CMS8H5106SOC供电。

压力传感器经导管连接到袖带，在测量血压时，人体的血压经导管传递到压力传感器。板上的压力传感器为电阻式电桥网络，该网络恒流由SOC内置的运放完成。在电流恒定条件下，电桥网络因压力而产生的电阻值变化以桥臂中两个输出端的压差方式输出。

电桥网络输出端的微小压差经22位Sigma Delta ADC前端PGA放大后，再进行采集，以获得较高的分辨率，SOC通过压差与压力的对应函数可求出当前压力，即血压。

图2.CMS8H5106血压计工作原理

关键元器件

方案以CMS8H5106SOC为主控，关键关键元器件还有压力传感器、DC马达、LDO、LCD显示屏以及充气阀等。

图3.CMS8H5106血压计主板

CMS8H5106系列是8051内核、兼容MCS-51的1T指令系统、通用IO型的8位芯片，工作频率最高可达48MHz。该SOC具有如下特性：-具有最大64KB程序区、256B RAM空间、4KB XRAM、1KB非易失性数据区。-具有1路I2C、1路SPI、最多4路UART通信模块，能够实现系统与其他设备之间的数据传送。-具有高精度12位ADC且可选择内部参考电压、最多达2路运算放大器、最多达2路比较器，模拟功能更加丰富。-具有特高精度22位无失码ADC，输出速率可配置为10Hz、40Hz、640Hz，PGA增益可设置为1、2、4、8、16、32、64、128、256，有效分辨位高达18bit。-内置低压复位LVR、低压监测LVD、看门狗溢出复位等保护设置，能够有效提升系统运行的可靠性。CMS8H5106具有外部中断、定时中断和其他外设中断等多种中断源，支持正常、空闲、休眠三种工作模式，保证了方案的测量效率和低功耗特性。



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