基于STM32的便攜體檢裝置的設計與實現

1. 1. 7 心電模塊:

心電模塊的具體設計步驟如( 圖4 所示) 。對由電極采集到的心電信號，先通過前置放大，將微弱的心電信號高保真放大，再通過低通濾波、高通濾波及50Hz 陷波濾除干擾，最后進行A/D 轉換[4]。

圖4 心電提取步驟

理論上，人體任意兩點之間都存在心電引起的電位差，兩個電極即可實現心電測量。但是，在采集心電信號過程中，必須設法消除或降低來自交流市電共模電壓的干擾，工程上常用“右腳驅動”的方法來消除，因此這里我們使用3 個電極來提取心電信號，即左右手和右腳。

前置放大電路采用差分方式輸入，形成差模信號。為了提高精度，使用高精度儀表放大器AD620 作為心電的前置放大器的運放。前置放大電路由輸入跟隨、儀用放大器、右腿浮地驅動等3 部分組成。

濾波電路中，低通濾波器采用歸一化設計的BUTTERWORTH 四階低通濾波，截止頻率fH 為100Hz。高通電路中由于噪聲主要集中于0. 03Hz ～2Hz，為了盡可能在不影響心電信號的情況下盡量多的濾除干擾，選擇截止頻率fL為0. 036Hz。50Hz 陷波電路中采用“雙T 帶阻濾波”電路來濾除工頻干擾。

經過陷波器后的心電信號是雙極性，由于系統中的A/D 芯片只能量化單極性信號，所以必須使用電平提升電路把雙極性信號轉化為單極性信號。

1. 2 軟件設計:

STM32 的包括處理用戶按鍵數據輸入，定時外部中斷控制超聲測量身高，A/D 采樣體溫、體重、肺活量、心電等信號?？刂齐姍C打氣，泄氣閥放氣并測量血壓值。將測得的信號顯示在液晶屏上。其流程圖如( 圖5 所示) 。

2. 結果

STM32 顯示界面如( 圖6 所示) 。其中準水銀體溫計和體檢裝置實驗對比，所有體有誤差≤0. 1℃; 體重測量的誤差≤2 公斤; 標準水銀血壓計和體檢裝置實驗對比，所有收縮壓和舒張壓數據誤差小于7%; 卷尺測量結果和體檢裝置實驗對比，所有誤差≤1cm; 均能夠滿足監護要求。

圖5 程序整體流程圖

圖6 顯示界面圖

3. 結束語

經實驗測量結果顯示，該設計方案成本低，功能完善，操作簡單，人機界面友好，非常人性化。隨著人們對健康的關注度越來越高，國家對醫療事業越來越重視，該便攜式體檢箱將有很廣的應用前景。本文的創新點在于集成了多項測量人體生理數據功能于一體，應用液晶彩屏顯示，并將結果保存，非常人性化。