医用单片机开发教程 - 第16章-实验15 呼吸监测与显示实验

1第16章：实验15呼吸监测与显示实验——卓越工程师培养系列——2

通过医疗电子单片机高级开发系统，读取人体生理参数监测系统发送过来的呼吸率数据包，并对呼吸率数据包进行解包，最后，将解包之后的呼吸率值显示在七段数码管上，如下图所示。该实验的数据源是人体生理参数监测系统，该系统在“演示模式”下，呼吸率为20bpm，在“实时模式”下，需要将心电导联线连接到该系统背面的ECG/RESP接口，然后，将心电导联线连接到人体生理参数模拟器，这样才可以实时监测模拟器的呼吸信号，人体生理参数监测系统使用说明可以参见第15章。注意，在呼吸监测与显示实验，不允许将心电线缆与人体连接，只能连接人体生理参数模拟器。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义1.实验内容3

为了进行实验对照，本实验还需要实现如下功能：（1）通过UART4接收人体生理参数监测系统的数据包，并将接收到的数据包通过UART7发送至7寸触摸屏；（2）通过UART7接收7寸触摸屏的命令包，并将接收到的命令包通过UART4发送至人体生理参数监测系统。这样，就可以通过对比触摸屏（“呼吸监测与显示实验”界面）上显示的数值与七段数码管上的数值，验证实验是否正确。

本实验需要将UART4接收到的呼吸率数据包进行解包处理，并将解包结果中的呼吸率值显示在七段数码管的右侧，如下图所示。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义1.实验内容4

呼吸率数据包是由从机向主机发送的呼吸率，下图即为呼吸率数据包的定义。需要注意的是，呼吸率为16位有符号数，有效数据范围为6～120bpm，-100代表无效值，导联脱落时呼吸率等于-100，窒息时呼吸率为0。呼吸率数据包每秒发送1次。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.1呼吸率数据包的PCT通信协议5《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.2解包结果处理流程6对解包结果进行处理过程中，呼吸率数据被保存至s_iRespRate变量。在Seg7DigitalLED模块中，通过调用ProcResp模块GetRespRate函数读取s_iRespRate变量，并将s_iRespRate最高位赋值给rrHighBit，最低位赋值给rrLowBit，最后，分8次，将这些呼吸率值（rrHighBit、rrLowBit共2位）显示到七段数码管，七段数码管其他6位不显示任何字符，如右图。该流程将在Seg7DigitalLED模块中的Seg7DispRespRate函数中实现。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.3七段数码管显示呼吸率数据流程7

Seg7DispRespRate函数每次被调用，只能在七段数码管的一个位上显示字符，因此，只需要每2ms调用一次Seg7DispRespRate函数，即在Main.c文件的Proc2msTask函数中，调用Seg7DispRespRate函数，就可以实现将呼吸率数据显示到七段数码管，如下图所示。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.3七段数码管显示呼吸数据流程8步骤1：复制并编译原始工程 步骤2：添加ProcResp文件对步骤3：完善ProcResp.h文件步骤4：完善ProcResp.c文件步骤5：完善Seg7DigitalLED.h文件步骤6：完善Seg7DigitalLED.c文件步骤7：完善Timer.c文件步骤8：完善呼吸监测与显示实验应用层步骤9：编译及下载验证3.实验步骤《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义9

在本实验的基础上增加以下功能：（1）在Seg7DigitalLED模块中通过GetRespRate函数获取呼吸率值，呼吸率值不为-100时，七段数码管显示正常的呼吸率值，如下图左图所示，同时F429核心板上编号为LD0的绿色LED保持熄灭状态；（2）当呼吸率值为-100时，七段数码管显示“RESP--”，如下图右图所示，同时编号为LD0的绿色LED每500ms闪烁一次。注意，本章任务需要将人体生理参数监测系统的“数据模式”由“演示模式”切换到“实时模式”，，并通过心电线缆将人体生理参数监测系统连接到模拟器。4.本章任务《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义101.如何更改Seg7DigitalLED模块的驱动，当导联脱落时显示“RESPOFF”，当导联连接时显示“RESPON”。2.呼吸率的单位是bpm，解释该单位的意义。3.正常成人呼吸率取值范围是多少？正常新生儿呼吸率取值范围是多少？4.如果呼吸率为25bpm，按照2.1定义的呼吸率数据包应该是什么？5.本实验采用阻抗法测呼吸，通过模拟器验证人体生理参数监测系统采用的是RA-LA导联连接方式，还是RA-LL导联连接方式？6.除了阻抗法测呼吸，还有没有其他方法可以测