医用单片机开发教程 - 第17章-实验16 心电监测与显示实验

1第17章：实验16心电监测与显示实验——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心率和心电导联信息数据包，并对这两个数据包进行解包，最后，将解包之后的心率值和心电导联信息显示在OLED显示屏上，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，心率为60bpm，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心电信号。注意，在心电监测与显示实验，不允许将心电导联线与人体连接，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（“心电监测与显示实验”界面）上显示的数值与OLED显示屏上的数值，验证实验是否正确。本实验需要将UART4接收到的心率和心电导联信息数据包进行解包处理，并将解包结果中的心率值和RA导联信息显示在OLED显示屏，其他三个导联信息固定显示OFF，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

心电导联信息数据包是由从机向主机发送的心电导联信息，下图即为心电导联信息数据包的定义。导联信息定义如下表所示。位解释说明7:4保留3V导联连接信息：1-导联脱落；0-连接正常2RA导联连接信息：1-导联脱落；0-连接正常1LA导联连接信息：1-导联脱落；0-连接正常0LL导联连接信息：1-导联脱落；0-连接正常《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心电数据包的PCT通信协议5

过载报警定义如下表所示。过载信息表明ECG信号饱和，主机必须根据该信息进行报警。心电导联信息数据包每秒发送1次。

心率数据包是由从机向主机发送的心率值，下图即为心率数据包的定义。需要注意的是，心率是16位有符号数，有效数据范围为0～350bpm，-100代表无效值。心率数据包每秒发送1次。位解释说明7:2保留1ECG通道2过载信息：0-正常；1-过载0ECG通道1过载信息：0-正常；1-过载《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心电数据包的PCT通信协议6《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7《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.3OLED显示心电参数流程8步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加ProcECG文件对步骤3：完善ProcECG.h文件步骤4：完善ProcECG.c文件步骤5：完善Timer.c文件步骤6：完善心电监测与显示实验应用层步骤7：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Proc1SecTask函数中通过GetECGLeadSts函数获取心电导联信息，并将除了RA导联信息之外的LA、RL和V导联信息，显示到OLED显示屏上；（2）当所有导联正常连接时，OLED显示屏显示的心电参数格式如下图左图所示；（3）当所有导联脱落时，OLED显示屏显示的心电参数格式如下图右图所示。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10

完成以上功能之后，尝试继续增加以下功能：（1）在ProcECG模块的UART4ToUART7函数中，如果解包结果是心电波形则将心电波形数据写入缓冲区；（2）增加DAC模块；（3）在DAC模块中，将缓冲区中的心电波形数据通过PA4引脚输出。完成以上功能之后，将医疗电子单片机高级开发系统的PA4引脚连接到示波器探头，查看是否能观察到心电波形。4.本章任务《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义111.简述sprintf函数的功能。2.简述心电信号检测原理。3.心电的RA、LA、RL、LL和V分别代表什么？4.正常成人心率取值范围是多少？正常新生儿心率取值范围是多少？5.如果心率为8