基于SOPC的智能电子血压计设计

摘要：针对以往电子血压计的不足，介绍了一种基于可编程片上系统(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Cyclone II系列低成本FPGA，并嵌NNIOS II软核作为核心处理器，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。
关键词：可变超过片上系统； 智能； 电子血压计；示波法

O 引言
血压是反映心血管系统状态的重要生理参数，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程度的提高，人们自我保健意识逐渐增强，电子血压计具有低成本、小型化、自动化程度高等优点，如今已作为家庭必备的保健用品，倍受人们的青睐。SOPC(可编程片上系统)是Altera公司提出的一种灵活、高效的SOC解决方案。用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。它可以将MCU、DSP和FPGA完美结合，有非常好的发展前景。

1 人体血压测量原理
1．1血压测量
血压测量方法有很多，最常用的无创血压测量方法为柯氏音法和示波法。本文设计所采用的是基于充气的示波法。基于示波法的充气测量恰好是放气测量的逆过程，如图1所示，在压力增加(充气)过程中，检测静压力和袖带内气体的振荡波，振荡波起源于血管壁的搏动。压力较小时，在袖带静压力小于舒张压Pd之前，动脉管壁在舒张期已充分扩展，管壁刚性增加，因而波幅维持在较小的水平。随着压力的增加，当袖带压力高于收缩压Ps时，动脉被压闭，此时因近端脉搏的冲击而呈现细小的振荡波；当袖带静压等于平均压时，波幅达到最大值；振荡波的包络线所对应的袖带静压力就间接地反映了动脉血压。

1．2 心率计算
心率指心脏每分钟搏动的次数，由于心脏与脉搏搏动一致，所以在测量血压的同时可以测得心率。心率的测定关键判断脉搏波的峰值，然后根据在一定时间内测定有多少个脉搏波，从而计算出心率。

2 SOPC系统的硬件设计
SOPC系统的硬件设计框图如图2所示。