简易心电图仪设计(课程设计)
14-2简易心电图仪设计和实现
图 7 浮动负 负载原理图 路中，A1，A2 2、A3 及其周 周边电阻构成 成三运放仪用放大器；A4、 、A5 的作用是将 上图电路 共模 模信号从两个 个 R0 的中点 D 取出， 经倒 倒相放大后加至电源线的中 中线端 （O 点 点） ,如上图所 所示。 使其 其电桥正负电 电源的中线于 于 1.5m 长的传 传输线外表电 电线相连并浮 浮地。这样做 做的目的是要 要进一 步提 提高前级共模 模抑制能力。其原理如下 ： 当某个时刻 刻，在 P1 点、P2 点的感应 应有共模信号 号，并设此时 时的共模输入 入信号为正值 值，经 过A A1、A2 放大后 后，在 B1、B2 点会产生较 较大同极性的 的共模信号，于是在 D 点 点可取出正极 极性的 共模 模信号，经过 过 A4 倒相，A5 跟随，在正 正负电源的中 中点 O 便得到 到负极性的共 共模信号，这 这样一 来，使 P1、P2 点的共模信号 点 号下降，最后 后使前级输出的共模信号下 下降，反之亦 亦然(正负电源的 中点 点 O 为浮动负 负载的参考点 点，按导联 I、 、II 方法连接 接的参考点，根据要求，则为 RL)。上述 分析 析表明，对共 共模信号而言，前级又引入 入了一个反馈 馈深度很大的 的负反馈，使 使前级输出的共模 信号 号大大下降，起到进一步抑制共模信号 号的作用，这 这可以使共模 模抑制比 KCMRR 在原来的基 基础上 提高 高 1-2 个数量 量级。 而对差模 模信号的放大 大倍数没有任 任何影响。 根据浮动负载 根 载的降噪原理 理及导 联 I、II 的接法 法要求，本实 实验中的降噪 电路如下：
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格、长度均一样 样，甚至人体卧床的姿势也 也要对称，如 如果不对称，比如，左手 手和右手垂直 直，则 两路 路感应的干扰 扰信号的幅度 度和相位就存在 在显著差异。 要 要保证干扰信 信号在放大器 器对称点处（A A 与 A’、B 与 B’）不形 形成差信号，在使用三运 运放仪 用放 放大器的时候 候，因尽量使使 使用的运放参 参数相同，并 并仔细匹配相 相关电阻；使 使用单片仪用放大 器时 时，应该选择 择 A1A，A2A 的内 内部参数和外 外接电阻完全 全对称。内部 部电路的对称 称已经由集成 成芯片 获得 得了保证，外 外部对称则是 是靠结构、工序 序给以保证。 3. .2.3 提高放 放大器的共模 模抑制比 KCMR MR 120dB 选 选择高共模抑 抑制比集成仪 仪用放大器 IN NA2128， 它的 KCMR》 B； 如果心电取 取最小值 20 V ， 50HZ Z 市电的共模 模信号为 5V，则信噪比为 为 5000 10 0 / 20 2.5 10 108( (dB) ，这 已经
简单心电图仪设计论文
简易心电图仪摘要：本系统主要以TI公司的低功耗msp430单片机为控制核心，由放大电路、右腿驱动电路、滤波网络、心电波形显示、存储与回放等模块组成。
利用高精度仪表放大器INA128和精密放大器OP07级联的方式对两路心电信号放大。
采用有源高低通滤波电路对心电信号进行综合处理。
设计还采用了右腿驱动电路抑制干扰，提高了放大器的共模抑制比。
单片机和液晶显示器实现了对心电波形的显示、存储与回放。
最终达到各项指标的要求，实现了低功耗的特点。
关键字：示波器滤波网络右腿驱动OP07 NE5532目录一、绪论 (3)（一）研究背景 (3)（二）心电图仪的发展现状 (3)（三）研究意义 (4)二、总体设计 (4)（一）便携式要求 (4)（二）设计框图 (5)三、硬件设计 (5)（一）电极的选择 (5)（二）导联方式的选择 (6)（三）放大电路 (7)（四）滤波网络 (8)四、软件设计 (9)（一）软件设计框图 (9)（二）程序源代码 (11)五、测试 (11)（一）测试仪器 (11)（二）系统测试 (11)（三）测试结果 (12)附录 (13)附录一 (13)附录二 (13)一、绪论(一)研究背景有很多病情较轻或者处在康复期内的心脏病患者，在较长时期内都离不开心电监护系统；或者有些心脏病偶发患者需要长期、连续观察心电参数，以捕捉某一瞬间出现的症状；也有些偏远地区的医院遇到疑难病症，病人在较长时间内需要得到上级医院专家的观察。
基于上述情况，开放一种便携的家用心电图仪，使得病人在家里可以观察并记录自己的心电信号，以备医生检查需求。
本设计介绍的就是一款体积小、重量轻、成本低、质量高、操作简单的便携式心电图仪。
(二)心电图仪的发展现状20世纪80年代心电图仪的特点是小型化、记录时间长，回放系统使用了计算机，并能够准确计算心率、异位心搏和ST段改变，打印系统已经普遍配备激光打印机。
20世纪90年代后的心电图仪的特点是体积小、佩戴舒适、存储容量打、电波保真度搞等。
简易心电图仪课程设计
提供计数器计时中断。
计数器的时钟源频率最高可以设置为24.512MHz，经过分频后有多种采样频率可选。
而且凌阳单片机的汇编语言中已经有FIR算法可以直接应用，因此可以做出16阶的数字滤波。
虽然16阶的数字滤波器效果不是十分理想，不能充分发挥数字滤波的性能，但可以起辅助滤波作用。
综上所述，由于本系统除了波形处理外，还要求具有数字存储和回放功能，因此本系统采用模拟、数字滤波相结合的方案，对通过两种标准导联所采集的两路心电信号分别进行以100Hz 和500Hz 为截止频率的模拟低通滤波，对要进行存储的信号，在用单片机采样的同时对其进行数字滤波，截止频率可设置低于50Hz，以避免工频信号干扰，使所存储回放的心电波形更为清晰。
四陷波处理方案论证比较本系统要除去工频50Hz的干扰，需要对混杂在心电信号里的50Hz信号作尽可能大的衰减处理。
处理方案集中在两种：自适应相干模板法和模拟陷波法。
方案1 自适应相关模板法自适应相关模板法利用工频干扰的相关特性，从原始输入信号中得到工频干扰的模板，进而从原始输入信号中减去工频干扰的模板，达到滤除工频干扰的目的。
但这种方法算法虽简单但程序设计比较复杂，考虑到课程设计时间有限，故不采取这个方案。
方案2 模拟陷波法图1 为双Ｔ网络幅频特性曲线。
图1通过图1幅频特性可知，对于ω=ω0的其他频率信号，通过双T网络具有较强的负反馈，因为双Ｔ网络具有良好的滤波特性，在仪表的电源噪声滤波电路中获得了较为广泛的应用，又因为双T 网络具有比RC串、并联网络更好的选频特性，故我们选用双T 网络进行陷波。
综上比较，模拟陷波方案比较简易可行，因此选择模拟陷波方案系统设计综合以上方案论证与分析，我们得出总体设计框如下：图3为心电信号放大电路。
电极采集到的心电信号大约为20 μ V～20mV，而灵敏的仪表放大器INA128 只需外接一个电阻就能将信号放大1～10000 倍，其增益G 与外接电阻的RG 的计算公式为：RG 1G k 50-Ω=当G=1000时，RG=50.05Ω。
心电监测仪课程设计
心电监测仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解心电监测仪的基本工作原理，掌握心电图的判读方法。
2. 使学生掌握心电监测仪的使用步骤和操作规范，了解心电监测仪的维护与保养。
技能目标：1. 培养学生能够独立操作心电监测仪，进行简单的心电图分析。
2. 提高学生运用心电监测仪进行心血管健康监测和疾病预防的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注心血管健康，增强健康意识，形成良好的生活习惯。
2. 培养学生的团队合作精神，提高学生在实际操作中解决问题的能力。
3. 增强学生对生物医学工程学科的兴趣，激发学生探索科学技术的热情。
课程性质：本课程为高二年级生物医学工程课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。
学生特点：学生具备一定的生物学和物理学基础，对医学仪器有一定的了解，但对心电监测仪的具体操作和原理掌握不足。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，强调理论知识与实际应用的结合，培养学生动手能力和实际操作技能。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并在后续的学习和生活中发挥所学，为我国生物医学工程领域培养优秀人才。
二、教学内容1. 心电监测仪基本原理：讲解心电图的形成过程，心电监测仪的工作原理，包括电极、放大器、滤波器、显示器的功能及相互关系。
2. 心电图判读：介绍心电图的波形特点，如P波、QRS波群、T波等，教授判读方法和步骤，分析正常与异常心电图。
3. 心电监测仪的使用：详细讲解心电监测仪的操作步骤，包括设备准备、电极贴附、参数设置、数据记录等，强调操作规范与注意事项。
4. 心电监测仪的维护与保养：介绍心电监测仪的日常维护、清洁与保养方法，以及常见故障的处理。
5. 实践操作：组织学生进行心电监测仪的实际操作，培养动手能力，巩固所学知识。
教学内容安排与进度：第一课时：心电监测仪基本原理第二课时：心电图判读方法第三课时：心电监测仪的使用第四课时：心电监测仪的维护与保养第五课时：实践操作（分组进行）教材章节关联：本教学内容与教材第四章“生物医学仪器”第二节“心电监测仪”相关内容紧密关联，涵盖了该节的主要内容，为学生提供了系统、科学的学习指导。
心电图仪设计与制作 课设
课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信工程指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 心电图仪设计与制作初始条件：模拟电子技术基础知识、会使用Multisim进行仿真分析.要求完成的主要任务:制作一路心电信号放大器，技术指标如下：a．电压放大倍数：1000，误差：±5％；b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）；c．－3dB高频截止频率：30Hz，误差：±5Hz；d．频带内响应波动：在±3dB之内；e．共模抑制比：≥60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围：±7.5V）；f．差模输入电阻：≥5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）；时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要................................................................................................................................................. - 3 -引言................................................................................................................................................. - 4 -1 设计方案比较................................................................................................................................. - 5 -1.1光电效应手指脉搏传感器 (5)1.2压电陶瓷式脉搏传感器 (6)1.3铜片式脉搏传感器 (6)2 单元电路设计................................................................................................................................. - 8 -2.1前置放大部分 (8)2.2带通滤波电路 (11)2.3后级放大电路 (12)3 仿真结果及分析........................................................................................................................... - 13 -3.1前置放大电路部分仿真 (13)3.2带通滤波部分仿真 (13)3.3放大部分仿真 (14)3.4整体电路仿真 (15)4 总结............................................................................................................................................... - 17 -5 元件清单....................................................................................................................................... - 18 -6 参考文献....................................................................................................................................... - 19 -摘要本文主要介绍了如何应用放大电路，抑制共模信号电路，低通滤波电路及后级放大电路设计简易心电图仪.本文还介绍了心电信号的特点及其对放大电路的要求.对于具体的单元电路设计也做了简要介绍.AbstactThis paper mainly introduces how to apply the amplifier circuit and suppress common mode signal circuit,low-pass filter circuit and after-class amplifier design simple Electrocardiograph.This article also describes the characteristics of ECG and its impact on amplifier requirements.With regard to the specific circuit design unit also made a brief introduction.引言心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段.心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件. 如下图所示,心电信号主要由P波、QRS波群、T波组成.正常P 波的宽度不超过0.11s，最高幅度不超过2.5mm.正常人的QRS波群最高不超过0.10s。
心电仪操作课程设计
心电仪操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解心电图的基本原理和心电仪的工作机制；2. 学生能掌握心电仪的正确操作流程和步骤；3. 学生能识别并描述常见的心电图波形和心电参数。
技能目标：1. 学生能熟练操作心电仪，进行心电图检测；2. 学生能正确解读心电图结果，分析心电图的正常与异常特征；3. 学生能运用心电仪进行简单的数据分析，并撰写分析报告。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对生物医学工程的兴趣，激发对医疗设备操作的热情；2. 学生树立正确的医疗设备使用观念，增强安全意识和责任心；3. 学生培养团队合作精神，学会在团队中分享和交流心得。
课程性质：本课程为实践操作课程，结合理论知识，注重培养学生的实际操作能力和数据分析能力。
学生特点：高中生具备一定的物理、生物知识基础，对医疗设备充满好奇，动手操作能力强，善于团队合作。
教学要求：教师需提供明确的教学指导，注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养其自主学习和解决问题的能力。
通过课程目标的分解与实现，为后续学习相关医疗设备操作打下坚实基础。
二、教学内容1. 心电图基本原理：心电图的产生原理，心电图波形含义，心电参数的定义和临床意义。
2. 心电仪设备介绍：心电仪的组成结构，各部分功能，操作面板及功能键的使用方法。
3. 心电仪操作流程：电极片的正确粘贴方法，患者准备，心电仪的启动与参数设置，数据采集过程，结果的打印与保存。
4. 心电图波形识别与分析：正常心电图波形特点，常见异常波形识别，心律失常的判断。
5. 心电数据分析：数据解读技巧，分析报告的撰写方法，心电数据在临床诊断中的应用。
教学内容依据以下教材章节组织：- 《生物医学工程导论》第三章：生物医学信号的检测与处理；- 《医学电子仪器》第五节：心电仪的原理与使用。
教学进度安排：第一课时：心电图基本原理与心电仪设备介绍；第二课时：心电仪操作流程与实践操作；第三课时：心电图波形识别与分析；第四课时：心电数据分析与报告撰写。
简易心电图仪设计(课程设计)
重庆理工大学《生物医学工程》课程设计报告题目：简易心电图仪的设计班级：生物医学工程11级学号：**********名：***指导老师：周奇、陈国明日期：2014年9月摘要心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段。
心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件。
人体心电信号的主要频率范围为0.05Hz~100Hz，幅度约为0~4mV，信号十分微弱。
由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，加之体外以50Hz 工频干扰为主的电磁场的干扰，使得心电噪声背景较强，测量条件比较复杂。
为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号，往往要求心电数据采集系统具有高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能。
本设计利用集成仪表放大器AD620和滤波电路设计了一种符合上述要求的简易心电图仪。
关键词：心电图干扰 AD620 滤波AbstractElectrocardiogram is commonly used in clinical disease diagnosis of auxiliary means. Ecg data acquisition system is electrocardiogram checking of the key components. The main body ecg signal frequency range is 0.05 Hz ~ 100Hz, amplitude is approximately 0 ~ 4mV, signal is very weak. Because electrocardiosignal usually mingled with other biological signals, coupled with the in vitro in 50Hz power frequency interference of electromagnetic interference, mainly making ecg noise background stronger, measuring conditions are complex. In order not to distortion to detected with clinical value of ecg signal, clean often ask ecg data acquisition system with high stability, high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise and strong anti-jamming ability, such as performance. This design using integrated instrumentation amplifier AD620 and filter circuit design a kind of to satisfy the above-mentioned requirements of simple ecg apparatus.Keywords: electrocardiogram interference AD620 filtering目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)1、设计要求 (5)2、方案设计 (5)2.1理论分析及芯片选用依据 (5)2.2设计方案论证 (6)2.2.1输入回路噪声抑制设计 (6)2.2.2 前置放大模块 (6)2.2.3 滤波网络模块 (7)3、系统实现 (7)3.1主要单元电路设计 (8)3.1.1前置放大模块及右腿驱动电路 (8)3.1.2 主放大器电路 (8)3.1.3 滤波电路................................................................................................. 错误!未定义书签。
课程设计————电子心率计的设计
课程设计说明书正文1：任务分析与方案设计心率计是用来测量一个人心脏单位时间内跳动次数的电子仪器，由于人体各部位心率一致，所以通常测量人手臂处的脉搏即可测出人体心率。
任务要求测出的心率为一分钟内心跳的次数，并显示，测量结果要与标准范围作比较，不在标准范围内则报警。
设计方案为:采用传感器，量脉搏的跳动，出微弱的信号，入放大器中放大；后通过滤波器滤除干扰信号后，将形整形为方波或脉冲信号；将其作为计数控制信号，用基准时间一定的方波作为计数脉冲在一个心跳周期内计数，计数值N 与基准时间T 的乘积就是一次心跳的时间。
再对“60/基准时间T ”个脉冲进行N 分频，对分频后的信号计数，其计数值则为本次心率数值。
之后计数器计数值输入到显示器中显示，同时，将其输入的频率进行F/V 转换后与标准电压值作比较，若，测量值不在标准值范围内则报警，即LED 灯亮。
流程图如下。
2：电路设计，元器件参数计算及选择2.1：传感器的选择:红外线检测原理：随着心脏的博动，人体组织半透度随之改变，当血液流回心脏，组织半透度增大，这种现象在人体组织较薄的指尖、耳垂等部位最明显。
用红外发光二极管产生红外线照射到人体上述部位，并用装在一旁的红外光电管来检测机体组织的透明度并转换成电信号，其信号频率与脉搏频率相对应并且其为低频近似的正弦信号。
TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上，利用红外光谱反射对象电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。
输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。
在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。
因为，电压放大器的输入阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输出阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。
在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。
起到承上启下的作用。
应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证]1[。
简易心电图仪的设计
本科毕业设计简易心电图仪的设计摘要随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对健康的重视程度与日俱争特别是近年来老龄化得加剧，而且心血管疾病的发病率也不断上升。
目前心血管疾病成了威胁人类生命的主要疾病，心脏病已经成了世界上死亡率最高的疾病。
鉴于这种严峻形势，提高预防和监测该疾病的手段势在必行。
而心电信号是发现心脏病的最直接手段。
但目前医院用的心电监护价格昂贵，维护费用高，患者检查的经济负担重，不能做到随时地都能检查。
因此设计一种便携式，价格便宜且实用的心电监护仪器具有重要意义。
人体心电信号中的各种生理参数都是由复杂生命体(人体)所发出的强噪声条件下的微弱信号（除体温等直接测量的参数外），心电信号的幅值在10uV～4mV之间,频率的范围为0.05～100Hz，其中淹没在50Hz 的工频干扰中和人体的其他信号中，检测的过程及其方法比较的复杂。
除去信号检测过程中的干扰、噪声，进行心电信号的分析是由心电图仪的重要功能之一。
本文考虑从人体心电信号的特点-信号微弱，低频，高阻抗，不稳定性和随机性。
采用了心电性信号的输入—右腿驱动电路、三级放大电路-前臵放大，电压放大，功率放大。
并用M u ltisim软件进行模拟仿真。
该由运算放大器构成的简易心电图仪，具有体积小，携带方便，实用性强等优点。
关键词：微弱信号；运算放大；心电图AbstractWith the social development and continuous improvement of livingstandards,peoplewiththeemphasisonhealth,especiallyinrecentyearsatboththeagingofwar have increased, and the incidence of cardiovascular disease arealsorising.Cardi o vascul a r disea s e i s current l y t h e ma i n t hre at t o hum a n lif e has become,hea rtdisease has become the world's highest mortality.The ECG signal is found in the most direct means of heart disease. However,the hospitalECGuseexpensive,highmaintenancecosts,checktheeconomicburdenof pa tients and can not be checked at any time, anywhere. Therefore the design ofaportabl e, che a p and practica l ECG monit or ing equi pm ent i s of g re a tsig ni ficance.The frequencychanges from 0.05Hz to 100Hz.The electrocardiac signalis inundatedwith50Hzelectricfrequencysignalandother person’s signal.The electrocardi acsignalisoneofthe mostimportantcheckingprocedureandmethodare complex.W e c on s i de r bot h the charac t er i sti c s of hum a n EC G - weak s i g n a l, l ow fre q ue n c y,high impedance, instability and randomness. With the heart electrical signal input-right leg drive circuit, three-level amplifier circuit - pre-amplification,voltage amplification, power amplification..Given this grim situation, improve the prevention and monitoring of the disease me ans im p er a ti ve.C ons tit ut edbyt heope r ationa l ampli f ierde s igned i n t hi s paperasimple ECG, with a small, portable, practicaldvantages.Key words: Weaksingal ；Op Zoom ；ECG目录摘要 (II)A b s t r a ct (III)目录 (IV)第 1 章绪论 (1)1.1心电图仪的发展史 (1)1.2国内外现状 (1)1.3心电信号基本理论 (2)1.4心电信号的特点 (3)第 2 章心电图仪的基本原理 (4)2.1心电图仪的基本组成框架 (4)2 .2 心电图仪的输入部分设计 (4)2.2.1心电信号的检测 (4)2.2.2抑制心电信号中50Hz 共模信号干扰的有效方法 (5)2.3心电图仪中心电放大部分 (6)2.3.1高频滤波部分 (7)2.3.2无源高通滤波器 (7)2.3.3第一级放大电路 (9)2.3.4第二级放大电路 (10)2.3.5有源低通滤波电路 (11)2.3.6第三级放大电路 (12)第 3 章用M u l t i s i m进行模拟仿真 (13)3.1multisim软件介绍 (13)3.2放大部分的模拟仿真 (14)3.2.1 第一级放大电路仿真 (14)3.2.2第二级放大电路仿真 (16)3.2.3第三级放大电路仿真 (17)3.3滤波电路的仿真 (18)3.3.1低通滤波电路的仿真 (18)3.3.2高通滤波电路的模拟仿真 (19)3.4心电放大电路设计总图 (20)第 4 章总结 (22)致谢....................................................................................................................错误！未定义书签。
心电图机课程设计方案
心电图机课程设计方案一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解心电图机的基本原理和操作流程。
2. 学生能够掌握心电图机的组成部分及其功能。
3. 学生能够识别并解释心电图上的常见波形和测量指标。
技能目标：1. 学生能够正确操作心电图机，完成心电图的采集。
2. 学生能够运用心电图的测量指标，分析心脏功能及异常情况。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际操作中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对生物医学工程领域的兴趣，提高科学素养。
2. 培养学生团队合作精神，学会在团队中沟通与协作。
3. 培养学生关爱生命，关注心脏健康，树立正确的健康观念。
本课程针对年级特点，结合学生已有知识和技能水平，设计具有实用性和针对性的教学内容。
通过本课程的学习，学生将能够掌握心电图机的操作技巧，提高生物医学工程领域的实践能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
为确保课程目标的实现，教学过程中将注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，使学生在实践中不断提高。
二、教学内容1. 心电图机原理与结构- 心电图机工作原理- 心电图机的组成部分及功能2. 心电图操作流程- 心电图机的正确使用方法- 心电图电极的粘贴技巧- 心电图信号的采集与处理3. 心电图波形识别与分析- 常见心电图的波形特点- 心电图测量指标及其意义- 心电图异常波形的识别与分析4. 实践操作与案例分析- 心电图机的实际操作训练- 心电图案例分析与讨论- 操作中常见问题的解决方法教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，科学系统地组织。
教学大纲明确教学内容安排和进度，确保理论与实践相结合。
具体教学内容包括心电图机原理与结构、操作流程、波形识别与分析以及实践操作与案例分析，旨在帮助学生掌握心电图机的使用技巧，提高心脏疾病诊断能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，讲解心电图机的基本原理、结构、操作流程等理论知识，帮助学生建立系统的知识体系。
电类课程设计心率计
电类课程设计心率计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解心率计的工作原理和基本使用方法，通过学习让学生掌握一定的电子电路知识，提高学生的实践操作能力，培养学生的创新意识和科学精神。
具体分为以下三个维度：1.知识目标：使学生了解心率计的基本结构、工作原理和功能，理解电子电路在生物医学领域的应用，掌握心率信号的检测和处理方法。
2.技能目标：培养学生运用电子电路知识分析和解决实际问题的能力，学会使用心率计进行基本操作，能够进行心率信号的采集、处理和分析。
3.情感态度价值观目标：激发学生对生物医学工程领域的兴趣，培养学生的社会责任感，增强学生运用科学知识服务社会的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.心率计的基本原理：介绍心率计的工作原理，使学生了解心率信号的产生和检测方法。
2.心率计的结构与功能：讲解心率计的各个组成部分及其功能，让学生掌握心率计的基本使用方法。
3.电子电路在生物医学领域的应用：分析电子电路在生物医学领域的应用实例，让学生了解心率计在医疗保健中的重要性。
4.心率信号的检测与处理：介绍心率信号的检测方法，讲解心率信号的处理技巧，培养学生分析和处理心率信号的能力。
5.心率计的操作与实践：指导学生进行心率计的操作实践，培养学生的动手能力，提高学生运用心率计解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解心率计的基本原理、结构和功能，使学生掌握心率计的相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解心率计在医疗保健领域的应用，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：指导学生进行心率计的操作实践，培养学生的动手能力，使学生能够运用心率计解决实际问题。
4.小组讨论法：分组讨论心率计的使用方法和心率信号的处理技巧，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了保证教学效果，本节课将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的心率计知识。
基于STM32的便携式心电图仪设计
目录1 引言 (1)1.1心电图仪在医学领域中的应用 (1)1.2便携式心电图仪的发展状况 (2)2 系统总体设计 (4)2.1主要功能 (4)2.2系统设计方案 (5)3 便携式心电图仪的硬件设计 (6)3.1最小核心系统的设计 (7)3.1.1处理器的选择 (7)3.1.2最小核心系统电路的设计 (8)3.2人机交互界面的设计 (12)3.2.1显示界面设计 (12)3.2.2按键设计 (14)3.3前置放大电路以及右腿驱动电路 (15)3.4滤波电路以及陷波电路的设计 (16)3.5电源电路的设计 (18)4 便携式心电图仪的软件设计 (19)4.1软件开发平台 (19)4.2软件系统整体设计 (21)4.2.1软件总体分析 (21)4.2.2 STM32 软件系统设计流程 (21)4.2.3软件总体流程图 (23)4.3信号采集程序设计 (23)4.4数字滤波程序设计 (25)4.5液晶程序设计 (26)5 系统调试结果及误差分析 (27)5.1调试手段 (27)5.2测量调试以及分析 (28)5.2.1采集电路的测试 (28)5.2.2 滤波算法测试 (29)5.2.3 整体测试和结果分析 (30)结束语 (32)参考文献 (34)1 引言随着社会的进步、经济的发展以及人们生活水平的逐步提高，我国人口老龄化程度越来越严重，与此伴随的心脏病一类的疾病的发病率也不断攀升，人们的身体健康产生了巨大的威胁。
相关数据表明，我国因心脑血管疾病死亡的人数将近占总死亡人数的一半[1]。
根据相关部门的调查显示，我国每年大约有近一半的死亡病例为冠心病，而且死亡率还在逐年递增。
每年约有16万名患者接受支架植入手术，手术施行每年的增长率超过了五分之一。
在我国因心脑血管疾病每年耗费达3000亿元，由于受测试手段的局限，预防率、治疗率及控制率依然很低。
预防率是有效防治心脑血管疾病的关键因素，而且有效的方便的心电监测仪器是完成这一任务的有力工具。
简易心电图仪课程设计
简易心电图仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解心电图的基本工作原理，掌握心电信号的采集、放大和显示过程。
2. 学生能够描述心电图仪中各组成部分的功能，如电极、放大器、滤波器和显示屏。
3. 学生能够解释心电图波形的意义，如P波、QRS波群和T波。
技能目标：1. 学生能够正确操作简易心电图仪，完成心电信号的采集和初步分析。
2. 学生能够运用所学的知识，设计简单的心电图仪电路，并进行实际操作。
3. 学生能够运用心电知识解决实际问题，如分析异常心电图波形。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对生物医学工程的兴趣，激发探究心电现象的欲望。
2. 学生能够认识到心电图在临床诊断中的重要性，提高对医学技术的尊重。
3. 学生能够增强团队合作意识，通过小组讨论和实践，提高沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于科学实践类课程，注重理论知识与实际操作相结合。
2. 学生特点：八年级学生对生物医学工程有一定了解，具备基本的物理知识和动手能力。
3. 教学要求：教师需引导学生将所学知识应用于实际操作中，培养学生的创新思维和动手能力。
二、教学内容1. 引入心电图基本概念：介绍心电图的定义、作用和临床应用，让学生了解心电图的起源和发展。
2. 心电图仪工作原理：讲解心电图仪的电极放置、信号采集、放大、滤波和显示过程，引导学生理解各环节的作用。
3. 心电图波形分析：详细讲解P波、QRS波群和T波的特点，使学生能够识别和分析正常心电图波形。
4. 简易心电图仪制作：指导学生按照教材章节内容，设计并搭建简易心电图仪电路，进行实际操作。
5. 异常心电图案例分析：结合教材内容，分析常见的心电图异常现象，提高学生的临床诊断意识。
教学内容安排和进度：第一课时：引入心电图基本概念，心电图仪工作原理。
第二课时：心电图波形分析，简易心电图仪制作（理论部分）。
第三课时：简易心电图仪制作（实践部分），异常心电图案例分析。
便携式心电图机课程设计
便携式心电图机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解心电图机的工作原理，掌握心电信号的采集、处理和显示过程。
2. 学生能了解便携式心电图机的结构、功能及使用方法，掌握相关操作技能。
3. 学生能掌握心电图机的维护保养知识，提高设备使用寿命。
技能目标：1. 学生能够独立操作便携式心电图机，进行心电信号的采集、处理和解读。
2. 学生能够分析心电图波形，识别正常与异常心电图，提高临床判断能力。
3. 学生能够运用所学知识解决实际操作中遇到的问题，具备一定的故障排查和处理能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关爱生命、尊重生命的情感态度，提高对医疗设备的敬畏之心。
2. 培养学生主动学习、积极探究的科学精神，增强对医学知识的求知欲。
3. 培养学生团结协作、乐于助人的品质，提高临床实践中的沟通与协作能力。
课程性质：本课程为实践操作课，结合理论知识和实际操作，注重培养学生的动手能力和临床判断能力。
学生特点：学生为高年级医学相关专业学生，具备一定的医学基础知识和实践经验。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动、案例分析等教学方法，提高学生的实践操作能力和临床思维能力。
同时，注重课程目标的分解与落实，确保学生能够达到预期学习成果。
在教学过程中，关注学生的情感态度和价值观的培养，使其成为具有人文关怀的医学人才。
二、教学内容1. 心电图机原理及结构- 心电图机工作原理- 便携式心电图机的结构组成- 心电信号采集、处理和显示技术2. 便携式心电图机操作方法- 设备的开关机、校准与设置- 心电信号的采集与导联选择- 心电图波形解读与分析3. 心电图机使用注意事项及维护保养- 使用过程中的安全防护措施- 常见故障的识别与处理- 设备的日常维护与保养4. 实践操作与案例分析- 操作练习：学生分组进行心电图机操作练习- 案例分析：分析正常与异常心电图波形，提高临床判断能力教学内容依据教材相关章节进行组织，确保科学性和系统性。
便携式心电图仪器的设计
便携式心电图仪器的设计DeclarationElectrocardiogram (ecg) in the treatment of disease has played a vital role in the process of, its operation is simple, reliable diagnosis, and without negative effect on the patient. In the modern medical treatment plays a more and more important role. But, we know that routine electrocardiogram instrument can only be a small amount of access to information on the dynamic heart, and heart disease often for emergencies, therefore in the limited time find the possibility of abnormal heart activity is minimal, developed a kind of portable portable ecg instrument is necessary.摘要心电图在治疗疾病的过程中起到了至关重要的作用，其操作简单，诊断可靠，并且对病人没有负而影响作用。
其在现代医学治疗中发挥着越来越大的作用。
但是，我们知道常规性的心电图仪器只能少量获取有关心脏动态的信息，而心脏病往往为突发事件，因此在有限的时间内发现心脏活动异常的可能性也是极小的，研制一种便携式的可以随身携带的心电图仪器显得尤为必要。
关键词：便携式，心电图仪器，设计1.心电图仪器的基本结构1.1输入电路:输入电路山电极、导联线、滤波保护电路、导联选择器等部分组成。
便携式心电图仪器设计
便携式心电图仪器设计现代科学的发展，导致越来越多人开始重视自己的身体健康，他们往往会想在空余时间使用健身运动等方式来锻炼自身。
你会发现，在健身房中健身达人或者是教练都会叮嘱新手去关注自己的心率节奏。
一般来说，人的激烈的锻炼会造成心脏血压的上升，心率变化从而加剧。
而心率恰恰就作为人们运动的警戒和灯塔，运动状态下，心率的平稳状态、是否处于正常范围内都是健身人士应该注意的地方，不管你健身的目的是为了什么，而这更多的是与自身体重、体制等的相关。
与此同时，心率的表现也能让人们能及时发现身体的异样。
心率不定往往会造成。
心脏、心血管等疾病。
但往往是如此致命的病，检测其的方式就很简单。
而心率检测的作用，就是作为一个实时监控并且在危急时刻能警报你的装置，由此可得出便携式心电图仪对人们的作用十分重要。
在系统设计上，本设计采用了以STM32芯片中的F103系列芯片来作为总处理终端，在通过BUTTERWORTH滤波等之后将放大的心率信号进行除杂、去噪，也相对的对电路进行了优化。
用一块OLED屏幕将个人的动态心率进行纪律以及同步在屏幕中显示出来，其显示的内容将包括心率的单独显示已经更显而易见的图标模式。
利用心跳脉搏波形的特点以及心电图的基础将平均心率计算出来，从而展示出心率的“脉象图谱”。
一、总体设计该设计在基于STM32控制板外，另一个主要的板块就是做到如何去采集到心率数据的样本。
采用MAX30102，其在简易便携式心电图仪中使用量非常的大，是一个优质的心率监测器传感器。
MAX30102利用其本身含有的LED和光电检测端来检测信号的接收，以显示心率数据。
1.1心率脉象图谱原理及实现1.1.1 心电图当人体血液流动进入心脏时，血液的流向以及血压都会对心脏内壁造成压迫，从而使心脏肌肉形成了周期性的收缩与放松。
而脉冲信号就是由于心脏肌肉收缩，并且在左右压差下传递产生的周期性的电信号。
但是人体是一个导体，并且心脏脉冲也会血液中产生传播规律，而这就是脉搏的产生。
简易心电图仪
题目：简易心电图仪姓名：昌磊学号：20121004148 班级：076121摘要：本简易心电图仪由前置放大电路、抑制共模信号电路、低通滤波电路、工频50Hz的带阻滤波电路及数字信号处理、存储模块构成。
本设计前级采用差分式仪表放大器INA128,用于放大在人体体表采集的微弱心电信号，中间级采用双T陷波滤除50Hz工频干扰，再经过高通、低通滤波和末级放大实现心电信号的测量。
并使用MSP430单片机AD采样，将采样信号存储到flash中存储，再通过DA转换输出到示波器，可以形象直观地反映心电信号，并且通过键盘控制实现心电波形回放功能。
关键字：简易心电图仪，INA128，MSP430，flash存储器一、方案论证与比较心脏跳动产生的电信号，使身体不同部位的表面产生的电位变化，将其记录下来就可以得到心电图（Electrocardiograph ,ECG）。
心电信号的特点：信号十分微弱，常见的心电频率一般在0.05～100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度小于5mV，心电电极阻抗为1~50KΩ。
这三组基本参数，是设计心电图仪的主要依据。
在检测生物电信号的同时存在强大的干扰，主要有电极移动引起基线漂移(一般小于1Hz)，电源工频干扰(50Hz)，肌电干扰(几百Hz以上) 电源工频干扰主要是以共模形式存在，幅值可达几V甚至几十V，所以心电放大器必须具有很高的共模抑制比。
电极极化电压引起基线漂移是由于测量电极与生物体之间构成化学半电池而产生的直流电压，最大可达300mV，因此心电放大器的前级增益不能过大，而且要有去极化电压的RC常数电路。
因此本系统设计的关键和难点在于抑制噪声。
根据指标要求，本系统由前置放大电路、抑制共模信号电路、低通滤波电路、工频50Hz的带阻滤波电路及数字信号处理模块构成。
1.输入导联模块（1）导联方式为了满足临床诊断的要求，对ECG的电极位置和引线以及与放大器的连接方式有统一规定，称为心电图的导联系统。
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重庆理工大学《生物医学工程》课程设计报告题目：简易心电图仪的设计班级：生物医学工程11级学号：**********名：***指导老师：周奇、陈国明日期：2014年9月摘要心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段。
心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件。
人体心电信号的主要频率范围为0.05Hz~100Hz，幅度约为0~4mV，信号十分微弱。
由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，加之体外以50Hz 工频干扰为主的电磁场的干扰，使得心电噪声背景较强，测量条件比较复杂。
为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号，往往要求心电数据采集系统具有高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能。
本设计利用集成仪表放大器AD620和滤波电路设计了一种符合上述要求的简易心电图仪。
关键词：心电图干扰 AD620 滤波AbstractElectrocardiogram is commonly used in clinical disease diagnosis of auxiliary means. Ecg data acquisition system is electrocardiogram checking of the key components. The main body ecg signal frequency range is 0.05 Hz ~ 100Hz, amplitude is approximately 0 ~ 4mV, signal is very weak. Because electrocardiosignal usually mingled with other biological signals, coupled with the in vitro in 50Hz power frequency interference of electromagnetic interference, mainly making ecg noise background stronger, measuring conditions are complex. In order not to distortion to detected with clinical value of ecg signal, clean often ask ecg data acquisition system with high stability, high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise and strong anti-jamming ability, such as performance. This design using integrated instrumentation amplifier AD620 and filter circuit design a kind of to satisfy the above-mentioned requirements of simple ecg apparatus.Keywords: electrocardiogram interference AD620 filtering目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)1、设计要求 (5)2、方案设计 (5)2.1理论分析及芯片选用依据 (5)2.2设计方案论证 (6)2.2.1输入回路噪声抑制设计 (6)2.2.2 前置放大模块 (6)2.2.3 滤波网络模块 (7)3、系统实现 (7)3.1主要单元电路设计 (8)3.1.1前置放大模块及右腿驱动电路 (8)3.1.2 主放大器电路 (8)3.1.3 滤波电路................................................................................................. 错误!未定义书签。
3.2低噪声稳压电源的设计 .................................................................. 错误!未定义书签。
3.3系统硬件接线原理图 (9)总结 (9)参考文献 (10)附录 (11)1、设计要求设计制作一个简易心电图仪，可以测量人体心电信号并在示波器上显示出来。
RA-右臂；LA-左臂；LL-左腿；RL-右腿。
第一路心电信号，即标准I导联的电极接法：RA接放大器反相输入端（－），LA接放大器同相输入端（＋），RL作为参考电极，接心电放大器参考点。
第二路心电信号，即标准Ⅱ导联的电极接法：RA接放大器反相输入端（－），LL接放大器同相输入端（＋），RL作为参考电极，接心电放大器参考点。
RA、LA、LL和RL的皮肤接触电极分别通过1.5m长的屏蔽导联线与心电信号放大器连接。
基本要求及技术指标如下：1）电压放大倍数1000，误差+5%;2）—3dB低频截止频率0.05Hz，（可不测试，由电路设计予以保证）;3）—3dB高频截止频率100Hz，误差±10Hz;4）频带内响应波动在±3dB之内;5）共模抑制比>60dB（含 1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围为±7.5v）;6）差模输入电阻>5M（可不测试，由电路设计予以保证）;7）输出电压动态范围大于±10V;8）设计并制作心电放大器所用的直流稳压电源,直流稳压电源输出交流噪声<±3mV。
2、方案设计2.1 理论分析及芯片选用依据人体心脏工作产生的生物电流在身体表面不同部位产生不同电势，并且随心跳的节律呈现规律性的升降变化，通过电极将变化着的电位差检测并记录下来就是心电图（ECG）。
心电信号是一种带宽为 0.05Hz 至 100Hz（有时高达 1kHz），幅度在10µV~5mv 的微弱交流信号，并且混杂有人体生物电干扰以及各种外部电磁干扰。
如何从环境噪声中提取微弱的心电信号是设计的难点和要点。
低成本低功耗便携式简易心电图仪是本设计的最大考量。
它顺应了保健电子产品设计的发展趋势。
系统采用低噪声稳压电源供电，能采集标准导联方式 I 或 II 心电信号，通过放大、滤波得到模拟心电信号。
本系统主要需要以下几种功能的芯片：仪用放大器、通用运算放大器，。
为此，在选择用于本系统的集成芯片（IC）时，低功耗、小尺寸、高精度、性能稳定的芯片就是选用的目标。
其中，AD620是低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻设置增益，增益范围为1至10,000。
此外，AD620采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低（最大工作电流仅1.3mA）。
AD620具有高精度、低失调电压和低失调漂移特性，低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合心电图（ECG）和无创血压监测仪等医疗应用。
2.2设计方案论证分析可知，简易心电图仪系统主要包括输入回路、前置放大模块、后级放大模块、滤波网络模块以及存储回放等模块。
设计重点在于前置放大模块，和滤波网络模块。
方案论证主要围绕这两大部分展开。
2.2.1输入回路噪声抑制设计来自导联电极的心电信号混有主要包括人体肌电呼吸等生物噪声、电极接触噪声、工频 50Hz 信号及其谐波等干扰；以及其它电子设备机器噪声及外界高频电磁干扰等噪声，其中工频 50Hz 干扰信号较强，主要是共模噪声。
按照设计要求，皮肤接触电极到分别通过 1.5m 长的屏蔽导联线与前置放大器相连接。
由于信号线对屏蔽线的输入电容不完全对称，造成共模电压的不等量衰减，使得包括导联在内的放大器共模抑制比降低，从而使系统抑制干扰的能力下降。
其中工频干扰引起的共模信号可能远大于心电信号，其影响尤为严重。
而由于工频干扰频谱与正常心电信号混杂，又不宜采用工频陷波器滤除。
为有效地消除输入电路不对称而引起的电压分配效应所产生的共模干扰，采用屏蔽驱动和右腿驱动电路。
从输入导联取出的共模电压送入屏蔽层（屏蔽层不接地）；同时送到右腿放大器反向放大，经一个限流电阻接到右腿电极，即等效为以人体为相加点的电压并联负反馈电路。
抑制了共模干扰进入后续电路。
为更好的抑制工频干扰，可以在右腿驱动电路加入低通滤波电路。
满足将心电放大器（含屏蔽导联线）的共模抑制比提高到 80dB 的指标要求。
该电路采用 OPA335 实现。
2.2.2 前置放大模块心电信号为一差动式信号并且小于4mV,通常信号会先经过第一级的适当放大后,再经过高低通滤波器,采用分级放大的原因是为了避免直流偏压经过放大后,造成后级的电饱和,而使放大后的信号产生失真.因此为了避免放大器饱和,在这一级的放大增益应该小于30.一般说来作为前级放大单元必须具有高输入阻抗.高共模斥拒比等基本特性,在这里我们采用了低功耗,高精度的仪表放大器-----AD620, AD620输入端采用超β处理技术，具有低输入偏置电流、低噪音、高精度、较高建立时间、低功耗等特性，共模抑制比可达130dB，非常适合作为医疗仪器前置放大器使用。
其增益可调（范围约１～１０００倍），并可由公式Ｇ＝1+（51+51）/15=7.2来确定。
为防止前置放大器工作于饱区和或截止区，其增益不能过大。
试验表明：１０倍左右效果较好。
因此,我们采用了此方案。
2.2.3 滤波网络模块由于心电信号易受噪声干扰，且主要能量成分集中在 0.05Hz~100Hz 频带内，所以本系统采用滤波的方法对心电信号作进一步的降噪处理，抑制外界干扰，从而得到较为平滑的心电图波形。
滤波电路的设计主要是满足心电信号特定的频率响应特性。
(1)高通滤波电路心电信号的最低可能频率成分只达到 0.5Hz（相应于心脏搏动 30 次/分），但为降低信号因相移产生线性失真，心电信号放大电路的低频截止频率必须达到心电信号的低频截止频率的 1/10，即 0.05Hz。
实际上，在前置放大模块采用了高通负反馈滤波器进行隔直和低通滤波，0.05Hz 信号包括直流极化信号已基本被滤掉。
为进一步满足高通滤波特性，可以采用效果不错且易于实现 RC 一阶无源滤波。
(2)低通滤波电路滤除混入的各种高频干扰噪声。
按照心电图信号的频谱范围，高频截止频率选择 100Hz 和 500Hz 两种。
对滤波特性的要求主要是信号的时域失真要小，心电信号具有脉冲波形的特征，为保证不失真放大，滤波器应具有较好的线性相位特性。
采用模拟有源滤波器实现。
模拟滤波器主要有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和贝赛尔滤波器三种，其中贝赛尔滤波器具有线性相移特性，最适用于心电信号的滤波处理。