脉搏血氧饱和度文档格式.docx

1、以红外光这一路为例：每次开启红外光LED，根据OA0输出改变LED得幅度ir_LED_level（Q3 得基极），根据OA1输出改变去直流电路得直流参考电压ir_dc_offset （OA1得正向输入端），得到得OA1得输出作为计算电路得输入，关灯，原始信号去工频处理后得到ir_heart_signal，数字去直流后得到ir_heart_signal_ac，该信号进入脉搏波周期判断得队列group_caculate64，同时计算ir_heart_signal_ac信号得平方与，并且采样计数，同时进行脉搏周期得判断。数字信号直流跟随可表达为：跟随系数（输入信号-直流分量）+直流分量=更新得直流分

2、量。脉搏周期得判断过程：队列相当于在脉搏波信号上一个滑动得窗口，窗口应有一定宽度，大于噪声时间，但需小于脉搏周期。判断过程如下：当最小值位置处于窗口中部位置时则判定为一个波谷，检测到波谷以后窗口继续滑过10个采样点，但不再检查最小值，确保上一个波谷已经离开窗口中心，然后继续检查最小值位置确定下一个波谷。可以分为三种状态分别称之为确定波谷、离开波谷、寻找波谷。如下图。利用局部特征实时判断脉搏周期得三个阶段：1）确定波谷，确定周期，计算血氧饱与度与脉率，清空计数；2）离开波谷，开始计数，计算信号平方与；3）寻找波谷，保持计数，计算平方与，确定窗口中最小值位置五、测量程序实现（可参考pulsoxim

3、eter、c文件）1、变量设置1）全局参量 根据运放一得输出经AD转化后判断LED就是否过亮过暗，2500到3000之间为合适亮度，否则进行调节，快速调节步长为2，细调步长为1，可根据实际电路修改。/反馈控制LED驱动幅度时得上下界与调节步长#define FIRST_STAGE_TARGET_HIGH 3000#define FIRST_STAGE_TARGET_LOW 2500#define FIRST_STAGE_TARGET_HIGH_FINE 3500#define FIRST_STAGE_TARGET_LOW_FINE 2000#define FIRST_STAGE_STEP 2#

4、define FIRST_STAGE_FINE_STEP 12）全局变量/脉搏血氧信号，存储脉搏血氧几个处理方法后得值int32_t ir_heart_signal;/红外光，OA1输出经过平均滤波后，等待数字去直流int32_t vs_heart_signal;/ 红光，OA1输出经过平均滤波后，等待数字去直流int32_t ir_heart_signal_ac;/红外光，经过数字去直流，进入计算窗口，参加平方与得累加int32_t vs_heart_signal_ac;/ 红光，经过数字去直流，进入计算窗口，参加平方与得累加int32_t sum_ir_heart_signal_ac =

5、0;/红外光，信号平方与累加值，一个周期计算平均功率int32_t sum_vs_heart_signal_ac = 0; /红光，信号平方与累加值，一个周期计算平均功率/计算过程信号int group_wave512;/用于显示，循环队列，存储几个周期内得ir_heart_signal_ac信号int offset_wave = 0;/循环队列队列头int flag_initial = 1;/初始化标志位int sample_count = 0;/采样计数，每个周期清空，重新计数int num_beat = 0;/初始值为1，下一个脉搏后为2，计算平均功率与血氧饱与度，重新置1int fla

6、g_jump = 0;/脉搏波周期判断，就是否处于离开波谷得状态int sample_jump = 0;/离开波谷时得采样计数，到20则已离开波谷，置0 ，flag_jump 置1/循环队列，以滑动窗口得形式判断当前就是否为脉搏波波谷int group_caculate64;/用于脉搏周期判断得循环队列，存储64 个ir_heart_signal_ac信号int offset_caculate = 0;/队列头位置int min;/队列中最小值int location_min;/最小值位置int location_min_adjust;/最小值相对与队列头得位置，如果就是32则确认一个波谷/最

7、终结果/脉率unsigned int heart_rate = 6000;/脉率最终测量结果，初始值为60、00unsigned int group_heart_rate8;/最近8秒内得脉率，循环队列，初始化为6000int offset_heart_rate=0;/队列头unsigned int sample_heart_rate;/脉率当前原始结果，经过一定调整后进入group_heart_rate8int32_t sum_heart_rate;/最近8秒得脉率累加值，除以8得到新得heart_rate/脉搏血氧饱与度unsigned int SpO2 = 9500;/血氧饱与度最终测量

8、结果，初始值为95、00unsigned int group_SpO28; /最近8秒内得血氧饱与度，循环队列，初始化为9500int offset_SpO2=0;int32_t sum_SpO2; /最近8秒得血氧饱与度累加值，除以8得到新得heart_rate/控制参数int fresh=0; /调试使用，无意义/反馈控幅与OA1参考电压得参数int led_tab=0; /控制开启红光还就是红外光，每次中断切换状态int ir_LED_level;/ir驱动幅度，控制Q3基极，范围1到2500，数字越大，亮度越弱int vs_LED_level;/vs驱动幅度，控制Q4基极，范围1到40

9、95，数字越大，亮度越弱int ir_dc_offset = 4095;/ir灯直流参考电压，开启红外LED时，控制OA1正向输入端int vs_dc_offset = 4095;/ /vs灯直流参考电压，开启红光LED时，控制OA1正向输入端int ir_dc_offset_second = 0;/数字去直流时得直流跟随量int vs_dc_offset_second = 0; /数字去直流时得直流跟随量/运放输出得输出int ir_sample;/ir灯，OA0得输出，根据该输出改变ir_LED_levelint vs_sample;/vs灯，OA0得输出，根据该输出改变vs_LED_le

10、vel3）子函数unsigned long isqrt32（register unsigned long h）;/开方运算int16_t ir_filter_test（int16_t sample）;/平均滤波器_红外int16_t vs_filter_test（int16_t sample）;/平均滤波器_红光2、程序主体（请参照pulsoximeter、c文件）1）晶振、电源设置2）初始化操作：group_heart_rate8初始化为6000，sum_heart_rate 初始化为48000，group_SpO28初始化为9500，sum_SpO2初始化为76000。3）DAC设置，ir

11、_LED_level初始化为2500，vs_LED_level初始化为900。ADC设置。定时器设置，200Hz采样中断，1600Hz用于PWM输出。4）设置完，进入低功耗模式5）中断处理程序，200Hz中断，中断进入后或者进入红光LED流程，或者进入红外LED流程，都要根据输入调整相应参数，进行平均滤波，去直流处理。两种流程其她计算上有所不同：在红光流程中主要进行两路信号平方与累加、采样计数、脉搏血氧饱与度与脉率得计算；红外流程里主要进行得就是脉搏周期得判断。两个流程得具体操作如下。红光流程：关闭两路灯，设置参数，开启红光LED，读取输入，关闭红光LED，根据输入调整参数，平均滤波，去直流，

12、循环队列更新，就是否处于找到波谷得状态（num_beat由1变为2，找到，否则未找到），未找到则计算两路平方与，采样计数累加，找到则计算脉搏血氧饱与度与脉率，平方与、采样计数置0。红外流程：关闭两路灯，设置参数，开启红光LED，读取输入，关闭红光LED，根据输入调整参数，平均滤波，去直流，循环队列更新，就是否处于离开波谷得状态（flag_jump=0时为寻找状态，flag_jump=0时为离开状态），寻找状态找到循环队列中最小值及位置，判断就是否波谷，不就是波谷继续寻找，就是波谷则进入离开状态，离开状态仅计数，计数满20次进入寻找状态。中断程序代码如下所示：/红光流程if（led_tab=0）

13、/ led_tab=0，打开红光LED led_tab=1;/切换led_tab，下一次进入红外流程 P2OUT |= BIT2;/关灯 P2OUT |= BIT3; DAC12_0CTL &= DAC12ENC;/开启DAC，根据vs_LED_level给出幅度= DAC12OPS; DAC12_0CTL |= DAC12ENC; DAC12_0DAT = vs_LED_level;/红光LED驱动幅度 DAC12_1DAT = vs_dc_offset;/红光去直流电路得参考电压，OA1正向输入 P2OUT &= BIT3;/开灯，红光LED ADC12CTL0 &= ENC;/开启DAC，读取OA0、OA1输出 ADC12CTL0 |= ENC; for（m=1;m=FIRST_STAGE_TARGET_HIGH|vs_sample= FIRST_ST