基于DSP的數字聽診器的設計與實現

張石 李昂 袁粵林 于秀

摘要：設計了一種數字化的基于DSP的聽診器，該聽診器采用Tl公司低功耗DSP處理芯片TM5320C5515作為核心處理芯片，系統集電源部分、外部存儲部分、顯示部分、前端音頻采集處理部分、藍牙傳輸部分于一身。與傳統聽診器相比，本設計能夠對心肺音信號進行了實時FIR濾波處理、心率計算，且通過藍牙將聲音信號傳給用戶，有更高的醫學診斷價值。

關鍵詞：DSP；心音信號；實時聽診；FlR濾波；藍牙技術

O 引言

聽診器作為醫生常用的醫療工具，是診斷心血管系統疾病、呼吸系統疾病的重要手段之一。但在車禍等事故現場的特殊環境、臨床診斷以及醫學教學中迫切需要一種體積小、成本低、具有良好抗干擾能力，并能實現多人同時聽診的數字聽診器。因此，在目前的醫療環境下，數字聽診器具有很大的市場、經濟以及應用價值。

文獻[1]提出了一種利用DSP芯片設計數字聽診器的參考設計方案，文獻[2]提出了利用希爾伯特黃變換對聲音信號進行包絡提取，并利用BP神經網絡進行模式識別的辦法。文獻[3-7]提出了各種基于不同平臺的數字聽診器，為本文的實現奠定了基礎。

1 系統整體方案

整個系統的方案框圖如圖1所示，當模擬前端（AFE）采集到聲音信號后，該聲音信號經過模擬的放大、濾波、AD轉換后通過12S總線傳給DSP芯片。

DSP芯片在高速外部存儲的協助下處理大量的聲音數據，并最終將所需信息顯示在LCD上。

在這個過程中DSP芯片主要進行的工作有數字濾波、心率檢測及波形顯示等，DSP芯片的應用使得廉價、高性能的數字聽診器的實現成為可能。……