摘 要

脉搏是由心脏搏动而产生的，它携带有能反映出人体心脑血管系统中许多生理疾病的信息。本文基于EDA工具设计了人体脉搏检测系统，能够实现对脉搏信号的显示，并对异常信号发出警告，从而可以判断目前的人体健康状态，另外该系统还可以测量心率。

本文主要完成了人体脉搏检测系统的设计。硬件平台的设计上采用了EDA技术模块化的设计思路，将系统分为分频模块、定时模块、计数模块、比较模块、显示模块，主控芯片采用的是MAX II 的EPM1270。软件平台的设计上则是采用自顶向下的设计方法，使用VHDL语言编写实现每个模块的功能，最后将所有的模块连接起来，完成总系统的仿真调试。

本文的特色是利用EDA工具，对人体脉搏检测系统进行设计，EDA在医学领域的应用，也逐渐成为一个很重要的课题，而基于可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）上开发应用，可以让EDA技术更加方便成熟地运用在医学器材的研究和制造上。

关键词：EDA；脉搏；CPLD；VHDL；

Abstract

The pulse is produced by the heart beat, which carries information that reflects many of the physiological diseases in the human cardiovascular system. This paper designs a human pulse detection system based on the EDA tool to enable the display of the pulse signal and to warn the abnormal signal so that the current health status can be determined. The system can also measure the heart rate.

This paper mainly completes the design of human pulse detection system. Hardware platform design using EDA technology modular design ideas, the system is divided into frequency module, timing module, counting module, comparison module, display module, the master chip is used MAX II EPM1270. Software platform design is the use of top-down design methods, the use of VHDL language to achieve the function of each module, and finally all the modules connected to complete the total system simulation debugging.

This paper is the use of EDA tools, the human pulse detection system design, EDA in the field of medical applications, has gradually become a very important issue, and based on programmable logic devices (CPLD / FPGA) on the development of applications, you can EDA Technology is more convenient and mature to use in the medical equipment research and manufacturing.

Key words： EDA； pulse； CPLD； VHDL；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 3

1.1 研究背景及意义 3

1.2 国内外研究现状 3

1.3 本文研究内容 4

第2章 系统总体方案设计 6

2.1 人体脉搏信号检测原理 6

2.2 系统电路原理 6

2.3 系统设计方案 7

第3章 系统硬件设计 8

3.1 传感器的选择 8

3.2 主板芯片的选择 8

3.3 显示器件的选择 9

第4章 系统软件设计 11

4.1分频模块 11

4.1.1 分频模块的信号 11

4.1.2 分频模块设计 11

4.2 定时模块 13

4.2.1 定时模块的信号 13

4.2.2 定时模块设计 13

4.3 计数模块 15

4.3.1 计数模块的信号 15

4.3.2 计数模块设计 16

4.4 比较模块 18

4.4.1 比较模块的信号 19

4.4.2 比较模块设计 19

4.5 显示模块 21

4.5.1显示模块的信号 22

4.5.1 显示模块设计 22

第5章 系统的仿真 24

5.1 仿真环境 24

5.2 各模块仿真 24

5.2.1 分频模块的仿真 24

5.2.2 定时模块的仿真 24

5.2.3 计数模块的仿真 25

5.2.4 比较模块的仿真 27

5.2.5 显示模块的仿真 27

5.3 系统总仿真 28

第6章 总结 30

参考文献 31

致 谢 32

附 录 33

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

脉搏是人体一种常见的生理现象，在临床检查以及生理研究中发挥着重要的作用，它包含人体心脉和血管的重要生理信息。人体内复杂的生理信息可以通过某种特有的方式显现在脉搏中，即在脉象中。人体的脉搏中富含有关器官、内外循环和各种神经系统的动态信息，我们通过检测脉搏的波动趋势，从而得到富含人体健康信息的脉波图，用来预测人体健康状态，在医疗护理方面具有很高的应用价值。当人体出现心脑血管疾病时，脉搏是早于临床症状的出现异常的，因此对各种心脑血管疾病的病变进行早期评估是可以使用脉搏检测的数据的。同时脉搏也是一种重要的生理参考信号，也可以为其他生命指标（如：血压、心率）的测量提供参考依据。

脉搏是人体的一项重要的生理指标，因而对脉搏测量的是生活中最基本的生命特征提取方式。由于现代仪器的发展，大量的脉搏检测仪器也应运而生，如便携式的电子血压计，就可以随时的方便地完成脉搏测量。但是这种电子血压计采用的是微型气泵加压橡胶气囊，使用时会有一个加减压过程，也有测量时人体会感觉不适的缺点。脉搏信号对人体整体健康状态有很好的反映，因此研究出一种脉搏检测系统，然后对脉搏分析就有特别重要的意义。而脉搏信号检测不需要使用复杂昂贵的检测设备，操作简便易学，并且拥有无创性的特点，在心脑血管疾病的预防和临床医学等方面都有着良好的应用前景。

本次设计的人体脉搏检测系统，通过脉搏传感器检测信号，使用时将其贴在人体测试部位，传感器会把检测到的人体脉搏信号转换为电信号，经过处理后处理后输入到主控芯片，然后驱动后续的显示电路进行脉搏显示。CPLD/FPGA的硬件系统具有很多优点，因此被广泛应用于大小规模的电路产品的设计和生产之中，CPLD器件几乎可以适用于所有规模的电路设计中。