嵌入式生物医学电子实验箱主要用于生物医学电子工程专业、医学物理专业、医疗仪器维修与制造等医用电子专业的院校开展相关实验教学使用。实验箱由硬件、软件、附件及配套实验教材共四大部分组成，各部分相对独立，也可以相互搭配，构成不同的系统进行实验教学。提供了生物医学传感器应用、医学仪器电路设计、医学生理信号分析及图像处理等实验，培养学生掌握医学电子技术、医学信号检测与处理技术以及人工智能技术等在医学工程领域中实际应用能力。

实验箱主控制器采用ARM单片机STM32F407，基于高性能的ARM Cortex-M4F的32位RISC内核，工作频率高达168MHZ,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）。数字电路包括AD转换电路、DA转换电路、键盘数码管控制电路、语音播报电路及相应的控制传输软件。模拟电路包括各种集成放大器的应用、直流放大电路、心电放大电路、低通滤波、陷波、信号发生器等典型应用。还包括故障设置功能，用于老师考核学生使用。软件包括应用VC++构建的记录仪，涵盖了基本的MFC应用、控件应用、串口通信、数字滤波等应用广泛的软件技术。附件提供了多种生物医学传感器及心电信号发生器等非电及电信号发生器，用于调试、验证软硬件技术的实现。
本产品突出了一切为教学，一切为学生的宗旨。产品所有关键细节全部开放：提供硬电路散件、套件。从元器件选型、原理图、电路参数计算方法、底层软件的源代码全部提供给用户。

一、系统平台：
1、主控制芯片采用STM32F407，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1 MB闪存，高达192 KB的SRAM）
2、7”TFT液晶屏，采用电容触摸，分辨率（800*480）
3、1M字节外部SRAM
4、16M字节 SPI总线控制外部FLASH
5、程序嵌入μC/OS-Ⅱ实时操作系统
6、单片机主控模块可插拔调换
7、传输方式 ：采用串口转USB（115200bps）
8、蜂鸣器控制、语音播报功能
9、16位8通道AD芯片AD7606，采样速率可达200KSPS，可承受最高±16.5V电压，内部带高输入阻抗、低噪声的信号调理电路
10、采样精度：16位
11、传感器支持即插即用
12、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
13、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
14、支持红外通讯
15、内置数码管表头式电流表和电压表，通过表笔进行测量电流电压
16、内置温湿度传感器
17、10HZ,100HZ档低通滤波截止频率可调节、 4倍放大倍数可调节
18、故障设置功能：可在电路上设置故障点
19、I2C总线控制EEPROM芯片
20、50Hz陷波中心频率可调节
21、前端电路采用AD620，输入阻抗达到100M
22、4位数码管显示、PCF8574B控制8个LED的显示、按键控制。
23、支持固定模块：脉搏、呼吸、心电、信号发生器四种模块，扩展模块有：血压、血氧、温度模块。
24、有专用的配套教材，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等。

二、呼吸模块（肺功能模块）
功能：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

三、温度模块
功能：相当于监护仪，可以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： ±0.1 ºC

四、血氧模块
功能：相当于医用血氧仪，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%
脉搏速率测试范围：30-245bpm 精度：±3bpm

五、脉搏模块
功能：相当于监护仪，可以测量——脉搏频率。
1.11.5倍放大
2.可选择二阶10Hz低通滤波
3.防高压瞬变
4. 量程：0-10KPa 分辨率：0.1KPa

六、心电模块
功能：相当于心电图机，可以测量——心率、P波幅度、R波幅度、T波幅度、P-R时间、QRS时间、Q-T时间、T波时间。
1.25倍前级放大，50倍后级放大
2.可选择二阶10Hz低通滤波
3.防高压瞬变

七、血压模块
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.量程：0-50KPa  分辨率：0.1KPa

八、信号发生器
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。

九、其他
软件分为脉搏、心电、呼吸、温度、血氧部分。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。
提供硬件底层程序源代码等资源，以及配套通讯线、电源线、实验箱连接线、配套实验教材等配件。

十、实验项目
常规实验：
1、C、汇编语言和ARM单片机的常用指令
2、I/O实验
3、发光二极管的控制
4、蜂鸣器控制
5、三极管应用
6、键盘管理
7、运放放大倍数的调节设置
8、调零电路
9、低通滤波和陷波电路及相应截止频率的设置
10、A/D转换控制
11、A/D转换输出设置
12、方波、正弦波、三角波的产生电路，以及频率、幅度、占空比的调节
13、文字的处理和在液晶上的显示
14、数据处理、数字滤波和数据在液晶上的实时显示
15、心电信号采集电路、威尔逊电阻网络电路和导联切换电路
16、非电信号采集
17、I2C通讯
18、串口通讯
19、熟悉实时操作系统uC/OS-II的时间分配，并在系统基础上添加任务
20、熟悉ARM单片机STM32F407的资源，掌握定时器、中断和波特率的生成等单片机的程序
21、呼吸实验，包括呼吸信号的采集、调试，在上位机软件的波形显示以及呼吸率的计算，采集到的数据可以导出TXT格式，以便分析研究
22、脉搏实验，包括脉搏信号的采集、调试，在上位机软件的波形显示以及脉搏的计算，采集到的数据可以导出TXT格式，以便分析研究
23、心电实验，包括心电信号的采集、调试，在上位机软件的波形显示以及心率的计算，采集到的数据可以导出TXT格式，以便分析研究
24、温度实验，包括温度信号的采集、调试，在上位机软件的数据显示
25、血氧实验，包括两种光下血氧信号的采集、调试，在上位机软件的波形显示，并实时显示血氧饱和度的测量结果，采集到的数据可以导出TXT格式，以便分析研究

扩展实验：
1、EEPROM的读写
2、与PC进行通讯及协议处理和上位机通讯程序编写
3、控制及显示程序的自我更新
4、仿真软件的应用
5、仿真器的应用
6、JTAG在线仿真和程序的烧写
7、自己可以设计其他相应模块