生物医学传感器实验箱
作者：管理员 2025-12-23 18:12:56
MY-325B生物医学传感器实验箱结合医学类高校使用需求，将实验主控箱主板和各种独立的测试模块有序结合进行测量实验。
本生实验箱电路板布局合理直观，实用性强，模块方便使用和整理收纳，满足了生物医学传感器的测量、医学微机系统设计、医学信号分析及图像处理等各项实验要求，可以培养学生在电子技术、信号检测与处理技术以及人工智能技术等医学工程领域中的应用能力。
一、详细配置：1、主控单元
采用STM32F407单片机,最大时钟频率84MHz，16通道ADC，具有强大的运算处理功能；程序下载接口引出，便于进一步开发；是基于 ARM®Cortex™-M4F 的 32 位 RISC 内核，工作频率可达 168 MHz，支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型的单精度浮点单元（FPU），采用高速嵌入式存储器（多达1MB闪存，高达192KB的SRAM）。
2、交互单元
配备7寸TFT液晶显示屏，显示屏采用电容触摸，分辨率800*480，四通道波形同时显示，也可单通道显示，支持触控功能；高清晰度显示，交互灵敏；
3、1M字节外部SRAM；16M字节SPI总线控制外部FLASH；程序嵌入µC/OS-Ⅱ实时操作系统，单片机主控模块可插拔调换，提供完整的单片机程序源代码，也可学生自主编写程序输入，方便学生课外训练；传输方式：采用串口转USB通讯（115200bps）通讯方式（2.0高速），语音播报功能、录音功能;采样精度：16位；传感器及模板即插即用，便于管理；6导联切换选择心电采集模块，心电输出信号1-50倍放大可调节，芯片可插拔；信号发生器频率可调，范围 10Hz～500 kHz，输出有方波、正弦波、三角波，方波占空比可调，正弦波幅度可调，芯片可插拔；内置温湿度传感器，蜂鸣器控制报警功能；10HZ,100HZ 两档低通滤波器，截止频率可调节，芯片可插拔；4倍放大倍数可调节，运算放大器放大倍数可调，基线可调，芯片可插拔；故障设置功能：可在电路上设置故障点；50Hz陷波中心频率可调节；前端电路采用 AD620，输入阻抗达到100M，按键控制；实验模块：脉搏模块、呼吸模块、心电模块、信号发生器模块、血压模块、血氧模块、人体温度模块、握力模块等；配套实验教材，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等软件
4、肺功能模块（呼吸模块）
功能：可以测量吹吸气过程中肺功能数据，提供诊断信息；相当于医用呼吸机，可以测量——呼吸频率、 吸呼比、潮气量等。
（1）1-75 倍放大；
（2）可选择二阶10Hz低通滤波；
（3）可插拔，防高压瞬变；
（4）量程：0-10KPa，分辨率：0.1KPa；
（5）精度：0.25%。
5、人体温度模块
功能：模拟监护仪，可实时监护病人的体温变化。
（1）≥8倍放大；
（2）可选择二阶10Hz低通滤波；
（3）可插拔，防高压瞬变；
（4）量程：0-70ºC，分辨率：±0.1ºC；
（5）量程误差：<2.5% 稳定时间：30s。
6、血氧模块
功能：模拟医用血氧仪，可以测量脉率、血氧饱和度。
（1）≥8倍放大；
（2）可选择二阶10Hz 低通滤波；
（3）可插拔，防高压瞬变；
（4）940nm波长红外光/660nm 波长红光、测试范围：70%-100%；
（5）脉搏速率测试范围：30-245bpm，精度：±3bpm；
（6）反射式原理测量，操作简易。
7、脉搏模块
功能：模拟监护仪，可以测量脉搏信号频率；
（1）前级信号放大11倍，后级放大倍数可调；
（2）可选择二阶10Hz低通滤波；
（3）防高压瞬变；
（4）精度等级：5%,重复性误差：≤3%。
8、血压模块（心血管模块）
功能：可以测量收缩压，平均压，舒张压，脉率等，还可以做循环系统血流动力流变学参数无创检测及实现方法。
（1）1-100倍放大；
（2）可选择二阶 10Hz 低通滤波；
（3）压力值60-110mmHg；90-190mmHg；
（4）精度：≤3%。
9、心音模块
功能：可以检测到人体心音的波形，并对其做出分析处理。
（1）25倍放大；
（2）可选择二阶10HZ低通滤波；
（3）量程：0-60kg。
10、握力模块
功能：可测量人体握力，提供康复训练数据;
（1）握力量程：30-50KG（惯例单位）；
（2）弹性自恢复;
11、仿真器
8位avr单片机atmega16，7.3728MHz晶振，可在线实时仿真烧写程序。
12、信号发生器
信号发生器频率可调，范围10Hz～500kHz，输出有方波、正弦波、三角波，方波占空比可调，正弦波幅度可调。
13、信号放大模块
采用透明可视可拆解工艺，信号放大模块中所有器件须可360°观察。一台主控设备终身只需配备一次信号放大模块，损坏后可将信号放大模块中所有的线圈，机头，滑轨，底座从透视材质中分离出来反复维修重复利用，为杜绝甲醛对人体造成伤害，整个信号放大模块安装不使用任何胶水和透明胶卷粘连。
14、软件
分为脉搏，心电，呼吸，温度，血氧，血压，握力等部分。综合显示四通道部分，可实时显示和保存测量数据和曲线，具有数据分析和图形数据处理功能
二、实验项目（一）生理信号采集实验项目
1、肺功能实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
2、人体温度实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
3、血氧实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
4、脉搏实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
5、心电实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
6、血压实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
7、握力实验：信号采集、调理、单片机进行计算处理，显示结果；
（二）电路实验项目
1、运算放大器放大倍数的调节设置：
可通过拨码开关选择接入不同阻值电阻来改变比例系数从而调整放大倍数；也可选择接入可调电位器实现连续改变倍数；
2、低通滤波和陷波电路截止频率的设置：
可对1KHz这一典型值低通滤波；50Hz陷波器可滤去工频信号这一最常见干扰；提供了更丰富的信号调理选择。
3、方波产生电路：
可通过LM358电路输出频率幅度可调的方波信号；
4、调零电路：
通过电位器调节实现无失调调零端的运放调零；
（三）单片机基础实验
1、发光二极管控制实验；
可通过触屏交互控制8个LED的亮灭；
2、蜂鸣器控制实验；
可通过触屏交互控制蜂鸣器的开闭；
3、A/D转换设置与控制实验；
可实现电压模拟量转换为数字量过程，并在触摸屏上显示；
4、D/A转换输出控制实验；
可实现在触摸屏上选择设定值电压输出外部电压模拟量；
