基于SOPC的智能电子血压计的设计

发布时间：2017-04-23 00:00

  本文关键词：基于SOPC的智能电子血压计的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 血压是反映心血管系统状态的重要的生理参数,合适的血压是维持人体正常新陈代谢的必要条件。随着人民生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高,人们自我保健意识逐渐增强,医疗检测设备的家庭化逐渐成为了趋势,其中家用血压计就是典型的家庭医疗检测设备之一。 电子血压计具有低成本、小型化、自动化程度高等优点。本文针对以往电子血压计的不足,设计了一种基于片上可编程系统(System on a Programmable Chip, SOPC)的智能电子血压计的设计,血压测量的方法采用基于充气过程的示波法。该系统采用Altera公司的Cyclone II系列低成本FPGA,并嵌入Nios II软核作为核心处理器,采用幅度系数算法计算出血压值和心率值,可以完成自动测量血压、信息显示、数据存储、查看和删除历史数据等功能。由于采用了FPGA,从而简化了电路的设计,提高了系统的可靠性和稳定性,并且使系统具有较强的可扩展性,有利于系统的升级。 文章首先介绍了课题研究的背景和意义,介绍了血压测量的基本原理和基本测量方法,着重介绍了基于示波法的测量方法。 其次,本文对SOPC技术的概念和基于SOPC技术的前景进行了分析,介绍了与Nios II软核相关的一些概念以及基于FPGA的SOPC系统的软硬件开发环境。文章介绍了基于SOPC的智能电子血压计的硬件以及软件的设计过程,重点介绍了SOPC核心系统以及外围电路的设计过程,以模块电路的形式进行了设计;对于软件程序,本文逐个对各个功能模块的子程序进行设计。 最后,文章介绍了系统的调试过程,给了实验结果并分析了误差产生的原因,也对系统需要改进的地方提出了建议。
【关键词】：SOPC 智能 电子血压计 充气过程 示波法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题的研究背景11-12
• 1.2 电子血压计的发展现状及前景分析12-14
• 1.3 课题的主要研究内容及要解决的关键问题14
• 1.4 论文的结构安排14-16
• 第2章 基本理论和系统相关原理16-30
• 2.1 人体血压的测量方法16-22
• 2.1.1 人体血压测量原理17-20
• 2.1.2 人体血压的判定和心率的计算方法20-22
• 2.2 FPGA/SOPC 的系统组成及开发环境22-25
• 2.2.1 Altera 系列FPGA 及其开发工具简介22-24
• 2.2.2 SOPC 系统的概念24-25
• 2.3 NIOS II 软核SOPC 系统及其外围组件25-28
• 2.3.1 Nios II 软核处理器简介25-26
• 2.3.2 Avalon 总线概述26-28
• 2.3.3 外围设备28
• 2.4 本章小结28-30
• 第3章 智能电子血压计的硬件设计30-46
• 3.1 SOPC BUILDER 硬件开发环境30-31
• 3.2 系统的功能分析及体系结构设计31-32
• 3.3 气路部分设计32-35
• 3.3.1 压力传感器选型32-34
• 3.3.2 气路部分驱动电路设计34-35
• 3.3.3 气路部分电源电路设计35
• 3.4 信号提取部分电路的设计35-39
• 3.4.1 传感器输出信号的提取35-37
• 3.4.2 A/D 转换电路的设计37-39
• 3.5 FPGA/SOPC 核心系统电路设计39-44
• 3.5.1 SDRAM 存储器电路设计39-41
• 3.5.2 Flash ROM 存储器电路设计41-43
• 3.5.3 EPCS 串行配置器件电路设计43-44
• 3.6 自定义基于AVALON 总线的用户外设44-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第4章 智能电子血压计的软件设计46-55
• 4.1 NIOS II 软件开发环境46-48
• 4.1.1 Nios II 集成开发环境46
• 4.1.2 HAL 系统库46-48
• 4.2 系统软件的工作流程48-50
• 4.3 系统主要子程序的设计50-54
• 4.3.1 充气部分的程序设计50-51
• 4.3.2 信号处理算法的设计51-52
• 4.3.3 查看、删除功能的软件设计52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 系统的调试与实验结果分析55-68
• 5.1 系统顶层模块生成图简介55-56
• 5.2 基于SOPC 系统的电子血压计的调试56-65
• 5.2.1 SDRAM 存储器的调试56-58
• 5.2.2 Flash 存储器的调试58-60
• 5.2.3 模拟电路部分的调试60-62
• 5.2.4 系统的整体配置62-65
• 5.3 SOPC 系统的测试及结果分析65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果75-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 杜旭柯;eHealthCare系统下健康伴侣的研究与设计[D];北京邮电大学;2012年

2 杨歌;基于SOPC技术的线阵CCD数据采集系统研究[D];黑龙江大学;2012年

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本文编号：321471