1. 血压计项目概述：项目背景、功能需求、硬件平台介绍
大家好，我是你们这堂课的讲师。咱们直接进入正题——做嵌入式开发，尤其是医疗电子类的产品，最怕什么？最怕你代码写完了，硬件一跑就崩，或者测量结果不准。我这些年踩过的坑，十有八九都是因为前期对项目整体把握不够。
所以这第一节课，咱们先把血压计这个项目从头到尾捋一遍。说白了，就是搞清楚我们要做什么、用什么做、做到什么程度。你想想看，如果连这些都没想明白，后面写状态机那不是瞎忙活吗？
1.1 项目背景：为什么选血压计？
先说说为什么选血压计这个项目。我个人习惯是，每带一门课，都要选一个「看得见摸得着」的产品。血压计这东西，大家家里可能都有，操作简单，但里面的门道可不少。
从技术角度看，血压计是一个典型的嵌入式实时系统：
- 它需要精确控制气泵和阀门，完成充气、放气过程
- 它要实时采集压力传感器数据，不能丢数据
- 它还得在几秒钟内完成复杂的血压算法计算
- 最后还要把结果显示在LCD屏上，甚至通过蓝牙传给手机
我在项目中遇到过不少工程师，觉得血压计简单，结果做出来的产品要么测量不准，要么气泵噪音大，要么电池续航差。嗯，这里要注意，医疗产品对稳定性和精度的要求，比普通消费电子高得多。
核心要点：血压计项目涵盖了嵌入式开发的几乎所有关键环节——传感器采集、电机控制、实时算法、人机交互、低功耗设计。学完这个项目，你基本就能搞定大多数嵌入式产品了。
1.2 功能需求：我们要做什么？
功能需求这块，我建议大家先列一个清单，把「必须有的」和「锦上添花的」分开。咱们这个课程主要实现核心功能，但架构设计上要留好扩展接口。
1.2.1 核心功能（必须实现）
| 功能模块 | 具体描述 | 关键指标 |
|---|---|---|
| 血压测量 | 采用示波法，自动完成充气、放气、测量 | 测量范围：0~300mmHg，精度±3mmHg |
| 心率检测 | 在测量过程中同步计算心率 | 范围：40~200次/分钟，精度±2次 |
| 结果显示 | 在LCD屏上显示收缩压、舒张压、心率 | 刷新率≥30fps，无闪烁 |
| 按键交互 | 至少支持「开始/停止」和「记忆查询」两个按键 | 按键响应延迟≤50ms |
| 异常处理 | 检测袖带脱落、测量超时、传感器故障 | 故障后3秒内停止气泵并报警 |
1.2.2 扩展功能（架构预留）
- 数据存储：保存最近100次测量记录，带时间戳
- 蓝牙通信：通过BLE将数据上传到手机APP
- 语音播报：测量完成后语音播报结果
- 低功耗模式：1分钟无操作自动进入休眠
我的经验：做架构设计时，一定要给扩展功能留接口。我曾经在一个项目里，因为没预留蓝牙接口，后期加功能时不得不重写整个通信模块，那叫一个痛苦。你想想看，代码重构的代价有多大？
1.3 硬件平台：我们用什么做？
硬件平台这块，我选的是市面上比较成熟、资料丰富的方案。这样大家学起来不会因为找不到资料而卡壳。
1.3.1 主控MCU：STM32F103C8T6
为什么选这颗芯片？说白了，就是「够用、便宜、资料多」。STM32F103系列是ARM Cortex-M3内核，72MHz主频，20KB RAM，64KB Flash。对于血压计这种应用，性能绰绰有余。
我记得刚开始做嵌入式时，总喜欢选最新最贵的芯片，觉得性能强就是好。后来被老板骂了一顿——产品要的是性价比，不是跑分。STM32F103这颗芯片，淘宝上几块钱一片，开发板遍地都是，社区资源丰富，遇到问题一搜就有答案。
| 参数 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| 内核 | ARM Cortex-M3 | 32位，支持单周期乘法 |
| 主频 | 72MHz | 血压算法完全够用 |
| Flash | 64KB | 代码+常量数据 |
| SRAM | 20KB | 堆栈+全局变量+缓冲区 |
| ADC | 2个12位ADC | 用于采集压力传感器信号 |
| 定时器 | 4个通用定时器 | 用于PWM控制气泵和阀门 |
1.3.2 压力传感器：XGZP6847
传感器是血压计的核心。XGZP6847是一款MEMS压力传感器，量程0~40kPa（约300mmHg），输出为模拟电压信号，需要MCU的ADC采集。
这里有个坑要提醒大家——传感器的输出信号非常微弱，而且容易受噪声干扰。我曾经在一个项目中，因为PCB布线没处理好，ADC采集到的数据跳来跳去，算法怎么调都不准。后来发现是传感器信号线旁边走了一条高频时钟线，干扰进去了。
避坑指南：传感器信号线一定要远离时钟线和PWM线。如果PCB空间允许，最好在传感器输出端加一个RC低通滤波器，截止频率设在100Hz左右。这个经验是我用一块废板子换来的教训。
1.3.3 气泵和阀门
气泵负责给袖带充气，阀门负责快速放气。咱们选的是微型隔膜泵和电磁阀，工作电压5V，控制方式很简单——用MOS管驱动，MCU输出PWM控制气泵转速，IO口高低电平控制阀门开关。
气泵的控制有个细节：启动时不能直接满占空比，否则电流冲击太大，会把电源电压拉低，导致MCU复位。我建议用软启动，占空比从0逐渐增加到目标值，时间控制在200ms左右。
1.3.4 LCD显示屏：0.96寸OLED
显示这块，我选了128x64分辨率的OLED屏，I2C接口。为什么不用TFT彩屏？因为血压计不需要显示彩色图片，OLED功耗低、响应快、对比度高，在强光下也能看清。
OLED的驱动芯片是SSD1306，I2C地址是0x3C。驱动代码网上大把，但要注意——OLED的刷新速度有限，不要频繁全屏刷新，否则会有闪烁感。我一般用局部刷新，只更新变化的部分。
1.4 硬件连接概览
简单说一下各模块和MCU的连接方式：
- 压力传感器：模拟输出 → PA0 (ADC1_IN0)
- 气泵控制：PWM输出 → PA1 (TIM2_CH2)
- 阀门控制：GPIO输出 → PB0
- OLED显示屏：I2C → PB6 (SCL), PB7 (SDA)
- 按键1（开始/停止）：GPIO输入 → PB1 (外部中断)
- 按键2（记忆查询）：GPIO输入 → PB2 (外部中断)
小建议：做原型验证时，先用杜邦线连接各模块。等所有功能调通了，再画PCB。我见过太多人一上来就画板子，结果某个模块不工作，查了半天发现是引脚接错了，板子废了重做，又花钱又花时间。
1.5 小结
好了，这一章咱们把血压计项目的整体情况说清楚了。你想想看，现在你知道了：
- 我们要做一个自动血压计，核心是示波法测量
- 硬件平台用STM32F103 + XGZP6847传感器 + 气泵阀门 + OLED屏
- 功能上要保证测量精度和稳定性，同时预留扩展接口
下一章，咱们就要开始设计状态机了。我会带着大家一步步画出状态转换图，把每个状态做什么、怎么切换都讲清楚。到时候你会发现，状态机这东西，说白了就是把复杂问题拆成一个个小步骤，每一步都清清楚楚，代码自然就不会乱。
嗯，今天就到这里。有什么问题，咱们在讨论区见。