基于SOPC的智能電子血壓計設計

摘要：針對以往電子血壓計的不足，介紹了一種基于可編程片上系統(SOPC)的智能電子血壓計的設計，血壓測量的方法采用基于充氣過(guò)程的示波法。該系統采用Cyclone II系列低成本FPGA，并嵌NNIOS II軟核作為核心處理器，可以完成自動(dòng)測量血壓、信息顯示、數據存儲、查看和刪除歷史數據等功能。由于采用了FPGA，從而簡(jiǎn)化了電路的設計，提高了系統的可靠性和穩定性，并且使系統具有較強的可擴展性，有利于系統的升級。
關(guān)鍵詞：可變超過(guò)片上系統； 智能； 電子血壓計；示波法

O 引言
血壓是反映心血管系統狀態(tài)的重要生理參數，合適的血壓是維持人體正常新陳代謝的必要條件。隨著(zhù)人民生活水平的不斷提高以及城市老齡化程度的提高，人們自我保健意識逐漸增強，電子血壓計具有低成本、小型化、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，如今已作為家庭必備的保健用品，倍受人們的青睞。SOPC(可編程片上系統)是Altera公司提出的一種靈活、高效的SOC解決方案。用可編程邏輯技術(shù)把整個(gè)系統放到一塊硅片上，稱(chēng)作SOPC。它可以將MCU、DSP和FPGA完美結合，有非常好的發(fā)展前景。

1 人體血壓測量原理
1．1血壓測量
血壓測量方法有很多，最常用的無(wú)創(chuàng )血壓測量方法為柯氏音法和示波法。本文設計所采用的是基于充氣的示波法?；谑静ǚǖ某錃鉁y量恰好是放氣測量的逆過(guò)程，如圖1所示，在壓力增加(充氣)過(guò)程中，檢測靜壓力和袖帶內氣體的振蕩波，振蕩波起源于血管壁的搏動(dòng)。壓力較小時(shí)，在袖帶靜壓力小于舒張壓Pd之前，動(dòng)脈管壁在舒張期已充分擴展，管壁剛性增加，因而波幅維持在較小的水平。隨著(zhù)壓力的增加，當袖帶壓力高于收縮壓Ps時(shí)，動(dòng)脈被壓閉，此時(shí)因近端脈搏的沖擊而呈現細小的振蕩波；當袖帶靜壓等于平均壓時(shí)，波幅達到最大值；振蕩波的包絡(luò )線(xiàn)所對應的袖帶靜壓力就間接地反映了動(dòng)脈血壓。

1．2 心率計算
心率指心臟每分鐘搏動(dòng)的次數，由于心臟與脈搏搏動(dòng)一致，所以在測量血壓的同時(shí)可以測得心率。心率的測定關(guān)鍵判斷脈搏波的峰值，然后根據在一定時(shí)間內測定有多少個(gè)脈搏波，從而計算出心率。

2 SOPC系統的硬件設計
SOPC系統的硬件設計框圖如圖2所示。