电子听诊器设计初步方案完整版
基于myDAQ的电子听诊器_课程设计
课程设计报告题目：基于myDAQ的可视电子听诊器设计摘要：听诊器作为一种医生常用的医疗设备，可以帮助医生通过心跳的情况判断患者的患病情况，而老式的电子听诊器由于只是简单的通过物理通道传送到人的耳朵，往往难以捕捉到人体内部脏器发出的一些微弱但却非常重要的生物声，致使医生无法及时做出诊断，且诊断的依据主要根据医师的经验，准确性较差。
而电子听诊器心电信号通过拾音器采集，信号通过放大电路、低高通滤波电路、音频放大器后听到放大后的心音信号。
此设备具有良好的分析波形能力，能够将设置好的频率段以外的声音频率滤除，故可以清晰的得到放大以后的心音信号，这样有助于医务人员提高初诊的准确度。
本次课程设计我们就按照这样的思路设计简单的电子听诊器，并且通过myDAQ采集到电脑通过Labview 的信号处理及分析，实现对波形的观看以及心率的测量。
关键词：电子听诊器，labview，matlab，myDAQ，心率目录1．项目描述.................................................1.1 课程设计题目以及要求....................................................1.2 电子听诊器的发展 .......................................................1.3 心音基础知识以及异常和相干疾病..........................................2.电子听诊器的设计 ...................................2.1 整体模块简介 ...............................................2.2 硬件部分 .............................................................2.2.1 探头的选择 ....................................................2.2.2 外围电路的设计 ................................................2.2.3 MyDAQ设备的介绍...............................................2.3 软件部分 .............................................................2.3.1 软件工具的介绍2.3.2 Labview程序的介绍.............................................2.3.3 心率的测量以及相应的代码................................3.性能综述..........................3.1 听诊器的功能及使用方法..................................................3.2 听诊器的优缺点 .........................................................3.3 所用器件汇总 ...........................................................4.实验总结..........................................................5.参考文献..........................................................1，项目描述1.1课程设计题目以及要求本次课程设计的题目是基于myDAQ的可是电子听诊器的设计，要求有以下内容，设计并实现一个电子听诊器，借助NI 公司的myDAQ设备进行信号的采集，利用LabVIEW软件进行数据的分析、处理和显示，集听诊和心电信号监测功能于一体，实时记录并显示心率及心音图。
电子听诊器课程设计
电子听诊器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子听诊器的基本工作原理，掌握其结构与功能。
2. 学生能够描述电子听诊器在医学诊断中的应用及其优势。
3. 学生能够了解电子听诊器的发展历程及其在医疗技术中的地位。
技能目标：1. 学生能够正确使用电子听诊器进行简单的心肺音听取，并分析听到的声音。
2. 学生能够通过实际操作，掌握电子听诊器的维护与保养方法。
3. 学生能够运用电子听诊器进行小组合作，完成给定的心肺音诊断任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对医疗器械的兴趣，激发他们探索医疗科技的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在医疗诊断情境中的责任感。
3. 通过实际应用，让学生认识到科技发展对医疗行业的积极影响，增强对科技进步的信心。
本课程针对年级学生的认知特点，注重理论与实践相结合，通过操作电子听诊器，使学生将所学知识与实际应用紧密结合，培养他们的实践操作能力。
同时，课程强调学生在学习过程中的主动参与和合作，以培养学生的自主学习能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，学生将能够达到上述具体的学习成果，为将来的医疗学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子听诊器的基本原理：讲解电子听诊器的工作原理，包括声音的放大、滤波和传输过程。
- 教材章节：第三章“医疗器械原理”2. 电子听诊器的结构与功能：介绍电子听诊器的各个部分及其作用，如麦克风、放大器、滤波器、耳机等。
- 教材章节：第四章“电子听诊器结构与功能”3. 电子听诊器的使用方法：教授如何正确使用电子听诊器进行心肺音听取，包括听诊技巧和注意事项。
- 教材章节：第五章“电子听诊器的使用与操作”4. 电子听诊器的应用场景：分析电子听诊器在医疗诊断中的实际应用，如心脏疾病、肺部疾病的初步诊断。
- 教材章节：第六章“电子听诊器的临床应用”5. 电子听诊器的维护与保养：讲解电子听诊器的日常维护与保养方法，确保设备性能稳定。
- 教材章节：第七章“医疗器械的维护与保养”6. 实践操作：组织学生进行实际操作，分组进行心肺音听取练习，培养实际操作能力。
电子听诊器课程设计
电子听诊器课程设计《生物医学工程》课程设计报告题目: 电子听诊器设计班级: 生物医学工程08级学号:姓名:指导老师:日期: 2011年5月设计要求一、设计目的通过课程设计，了解听诊器的基本原理，熟练掌握传感器信号采集和电子电路的基本设计方法，将理论联系到实践中去，提高综合运用专业知识的能力。
二、设计任务和要求任务:设计一个电子听诊器要求:利用全指向性驻极体电容传声器(Omnidirectional Electret Condenser Microphone)作为拾音传感器，实现心脏跳动音的监听，并利用单片机将信号采集并通过RS232 口传送至PC机，以图形方式显示信号采集结果。
目录摘要 (I)Abstract ......................................................... I 1.引言 . (II)1.1 听诊器的发展简介 (II)1.2 电子听诊器基本原理 (II)1.3 驻极体电容传声器原理 ................................... III 2.设计 .. (V)2.1硬件电路设计 (V)2.2 软件设计 .............................................. VIII 3. 调试运行及结果 (1)3.1硬件原型 (1)3.2调试结果 (2)3.3上位机界面及运行结果 ...................................... 3 4.总结 .. (4)4.1 设计所做的工作 (4)4.2 不足与待改进之处 (4)4.3 设计心得体会 ............................................. 4 致谢 ............................................................. 5 参考文献 (5)摘要老的的听诊器听诊心音，虽然方法简单，但往往难以捕捉到人体内部脏器发出的一些微弱但却非常重要的生物声，致使医生无法及时做出诊断，且诊断的依据主要根据医师的经验，准确性较差。
电子听诊器
电子听诊器的设计【摘要】声学听诊器是是大多数人所熟悉医用诊断工具。
这种听诊器听诊心音，是现在大多数医生所使用的，其使用简单，但对一些非常重要，却微弱的生物声是很难识别到的，导致医生无法及时，准确的做出诊断，对于这种听诊器，大多根据医师的经验，是好是坏不得而知。
而随着科学的进步，新一代听诊器—电子听诊器的问世将会解决现有的弊端，不管在准确性方面还是科学方面。
而心率，就是我们普遍所说的脉搏，在传统听诊器器中是不曾体现的，只能模糊地判断其跳动的快慢。
但是，它是在电子听诊器中所包含的基本功能之一，因为它是我们人体的一个重要参数之一，及时的检测是必要的。
【关键词】电子听诊器放大电路滤波电路单片机12864B目录1. 引言 (4)2. 系统方案分析与选择论证 (4)2.1 总方案设计 (4)2.2 心率波形显示部分系统方案设计 (4)2.2.1 接收发射模块 (4)2.2.2 显示模块 (4)2.3 监听部分方案设计 (5)2.4 心率波形显示系统最终方案及其原理 (5)2.4.1 信号采集模块及原理 (5)2.4.2 信号放大模块及原理 (6)3. 主要芯片介绍和系统模块硬件设计 (7)3.1 STC89C52RC (7)3.2 单片机最小系统复位、晶振电路简介 (8)3.3 放大电路 (9)3.4 显示模块 (10)4. 系统软件设计 (12)4.1 系统软件及其总流程图 (12)4.2 LCD12864显示程序流程图 (13)5. 硬件电路板设计 (14)5.1 单片机主控电路原理图及PCB图 (14)5.2 红外发射接收电路原理图及PCB图 (15)5.3 系统硬件制作 (16)5.4 硬件调试及其结果 (17)6. 总结 (17)参考文献 (18)1.引言在医学上，许多的临床疾病都会引起人的身体上许多生理参数的不断变化，对于生病的人来说，生理参数的不断变化也显示着它的病情好坏，严重不严重等等。
其中，心音是反映人体心脏和其呼吸系统是否正常的一项重要指标。
电子听诊器课程设计
电子听诊器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子听诊器的基本原理、结构及使用方法，掌握电子听诊器在临床诊断中的应用，培养学生的实践操作能力和临床思维能力。
1.了解电子听诊器的基本原理和结构；2.掌握电子听诊器在临床诊断中的应用；3.了解心脏、肺部等常见疾病的听诊特点。
4.能够正确操作电子听诊器进行临床听诊；5.能够分析听诊结果，作出初步判断；6.能够与临床实际情况相结合，提高诊断准确性。
情感态度价值观目标：1.培养学生对医学事业的热爱和敬业精神；2.培养学生关爱患者、救死扶伤的同情心；3.培养学生团队合作、积极进取的职业素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电子听诊器的基本原理、结构及使用方法，心脏、肺部等常见疾病的听诊特点，以及电子听诊器在临床诊断中的应用。
1.电子听诊器的基本原理和结构；2.电子听诊器的使用方法及操作技巧；3.心脏疾病的听诊特点及诊断方法；4.肺部疾病的听诊特点及诊断方法；5.电子听诊器在临床诊断中的应用案例分析。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法相结合的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：用于讲解电子听诊器的基本原理、结构和使用方法；2.讨论法：用于探讨心脏、肺部等常见疾病的听诊特点及诊断方法；3.案例分析法：通过临床案例，分析电子听诊器在诊断中的应用和价值；4.实验法：让学生亲自动手操作电子听诊器，进行临床听诊实践。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用权威、实用的电子听诊器教材；2.参考书：提供相关领域的专业书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等，帮助学生形象直观地理解知识点；4.实验设备：提供足够的电子听诊器及其他相关实验设备，保证每位学生都能进行实践操作。
五、教学评估本课程的教学评估主要包括平时表现、作业、考试等方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
无线电子听诊器
无线电子听诊器作者：袁靓周于浩秦顾正肖彦陈颖张圣清来源：《电脑知识与技术》2015年第11期摘要：听诊器是医疗行业的重要器械。
随着通信行业的不断发展，无线电子听诊器也应运而生。
在对数个无线电子听诊器的了解基础上，我们提出自己的设计方案。
本文介绍了国内外相关行业的发展概况以及本次设计的技术支持。
关键词：电子听诊器；模数、数模转换；无线传输中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）11-0233-02Wireless Electronic StethoscopeYUAN Liang ，ZHOU Yu-hao， QIN Gu-zheng， XIAO Yan， CHEN Ying（School of Information Science and Technology， Southeast University， Nanjing， 211189 Chia）Abstract：The stethoscope is an important instrument of the medical industry. With the continuous development of the communications industry， wireless electronic stethoscope also emerged. Researching a number of wireless electronic stethoscope cases， we propose their own design. This paper introduces the development of related industries at home and abroad as well as technical support in this design.Key words：Electronic Stethoscope；Analog to digital， digital to analog conversion；Wireless transmission1 绪论据调查了解，我国国内和国外的医疗机构对心脏、肺部的听诊及医疗教学方面使用的大多是传统的普通听诊器，这种听诊器已经存在了近100多年，由于传统听诊器在医疗、会诊、教学等方面存在诸多不便，迫切需要加以改进，用高新技术替代传统产品，据有关专家预言，随着计算机技术的广泛应用，未来听诊器的工作将会发生根本改变，数字技术或数字工艺将大大提高诊断质量。
电子听诊器(一)
电子听诊器（一）传统的医用听诊器无放大作用，声音较微弱，塞在耳朵里很不舒服，受环境噪声的影响也较大。
本例介绍的电子听诊器，采用多级低噪声放大器，其输出音量可调，频响效果好、背景噪声小，还具有LED显示功能。
电路工作原理该电子听诊器电路由拾音传感器、前置放大器、低通滤波放大器、缓冲放大器、音频放大器和LED显示电路组成，如图所示。
拾音传感器电路由传声器(话筒)BM和R1等组成。
前置放大器由集成运算放大电路ICl和电阻器R2～R5等组成。
低通滤波放大器由运算放大集成电路IC2和电阻器R6～R8、电容器C3、C4等组成，其截止频率略大于100Hz。
缓冲放大器由集成运算放大电路IC3担任。
音频放大器由音量电位器RPl、低电压音频放大集成电路IC4、电阻器R13、电容器C5、C6等组成。
LED显示电路由双色发光二极管VL、驱动放大集成电路IC5和电阻器R9～R12组成。
拾音传感器拾取的信号经ICl～IC4滤波与放大后，驱动耳机BE发声。
经IC2等低通滤波后的音频信号再经IC5进一步放大处理，驱动发光二极管VL 与耳机中的声音同步闪亮。
调节RPl的阻值，可改变耳机中音量的大小。
改变电阻器R5和R6的阻值大小，还可改变低通滤波器的截止频率，从而改变该电子听诊器的频响效果。
元器件选择R1一R4和R7～R13均选用1／4W或1／8W金属膜电阻器；R5和R6选用密封式可变电阻器。
RPl选用小型合成碳膜电位器。
C1和C5选用耐压值为16V的电解电容器；C2～C4和C6选用涤纶电容器或独石电容器。
ICl～IC3和IC5均选用LM741或uA741单集成运算放大电路；IC4选用LM386音频放大集成电路。
VL选用二端双色发光二极管，也可以用两只Φ3mm的发光二极管(红色、绿色各一只)反向并联后代用。
BE选用优质双声道立体声耳机。
拾音传感器可自制：用传统听诊器的振膜头，在振膜耳把上套一支3～5cm长的橡胶管，在橡胶管的另一头装入一只超小型驻极体传声器(话筒)。
一种便携式电子听诊器的设计
作者简介
何航 勃，出生年月：１ ９ ８ ６ 年１ １ 月，性别 ：男，民族：汉族，籍贯 ：
图１ 电子听诊器软件流程固
陕西西安， 研 究方向： 检测理论 与过程控制 ， 单位名称 ： 长春理 工大学。
中图分类号 ：Ｒ１ ９ ７ ． ３ ９文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ２ ５ ２ ． ０ １
一
、
概 述
否同时为 １ ， 如果 以上两个标志同时为 １ ， 就开始数据的采集 、处理和显 示工作 ，一次只采集显示一个数据 ；最后又回到对启动采集标志和定时 完成标志的判断上 ，进行下一个数据的采集显示工作 ，整个软件就这样 循环运行。当然整个软件要运行起来 ，还需要 中断服务程序 的配合 ，我 们这里使用 了三个中断 ：外部中断 ２ 、定时器 ２ 、Ａ Ｄ转换完成 中断 ， 分 别控制三个标志 ：启动采集标志、定时完成标志 、 Ａ Ｄ转换完成标志。
图２ 电子 听诊器实物 图
系统设计中的软件部分 ，采用单片机语言编程。软件主要完成系统 指示灯的控制、 按键 的控制 、 对心音信号 的 Ａ Ｄ转换 、 对采集后数据的处 理、与液 晶模块的通信 和波形的显示 等功能 。本章首先介绍整个系统软 件的流程图 ， 描述系统的初始化工作 ， 然后 阐述系统软件对中断的处理 ， 最后解析数据采集 、 数据处理和数据显示等关键函数。系统软件的流程
首先用 函数对系统进行初始化 ， 其中主要包括对 Ａ Ｄ模块 、 中断计数 模块和 Ｉ ， ０ 模块进行初始化 ； 对液 晶模块的初始化工作 主要是波特率设
置、背光设置和灰度设置 ；然后去判断启动采集标 志和定时完成标 志是
基于Zigbee的无线电子听诊器设计
关键词 ： 电子 听诊 器 ；ｉ ｅ ； Ｚｇ ｅ 听诊 ｂ 中 图分 类 号 ：Ｎ ９ Ｔ ９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ４４ （０ ２ ０ —０４ ０ １７ — ６ ４ ２ １ ）２ ０ ０— ３
引 言
当今社 会 ， 听诊 仍 然 是 临 床 医生 不 可 缺 少 的 常
图５ 心 音输 入 信 号
图 ３ 信 号 处 理 电路
图６ 前 置放 大器 输 出信 号
３ ２ 微控 制器 和 Ｚ ｇ ｅ ． ｉｂ ｅ模块
通过上 面几 个 环 节 的处 理 ， 信 号 可被 送 人 微 该 控制 器芯 片 ＰＣ ８２２ Ｉ１ｆ４３的模 ／ 转 换 口 ， 其 转 变 数 将 为 数字信 号 ， 这里 ＰＣ ８ ４ ３微控 制 器 具 有 以下 特 Ｉ１１ ２ ２ 点： ０—４ ＭＨ ０ ｚ的 工 作 频 率 ；６ ｂ的 片 内 程 序 存 储 １Ｋ 器 ；６ ７ ８字 节 数 据 存 储 器 ；２一ｂｔ Ｄ １ １ ｉＡ Ｃ（０输 入 通 道 ） ＳＰＵ Ａ Ｔ串行 通 信 。本 设 计 中 Ｚｇｅ 线 ；Ｓ —Ｓ Ｒ ｉ ｅ无 ｂ
Ｊ ｎ ，０ ２ ｕ ．２ １
基 于 Ｚ ｇ ｅ 无 线 电子 听 诊 器 设 计 ｉｂ ｅ的
田 丰
（ 重庆科 创职 业 学院
摘
机 电 工程 学院 ， 庆 重
永川
４２６ ） ０ １０
要： 心音 听诊是进行疾病诊 断的一种 重要 手段 ， 在这篇文章 中我 们讨论 了一种应 用无线传输技 术设计 的电子听诊
传输 模 块 采 用 Ｊ ５ ４ 。该 模 块 是 一 个 针 对 Ｊｎ ｅ Ｎ １８ ｅＮ ｔ Ｚｇ ｅ ｉ ｅ网络应用图 ８ 滤 波 放 大 后信 号
电子听诊器课程设计范文
电子听诊器课程设计范文一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子听诊器的基本原理，掌握其结构组成和工作机制。
2. 学生能够掌握电子听诊器在医学诊断中的应用，了解其在临床诊断中的重要性。
3. 学生能够了解电子听诊器的发展历程，认识到科技在医学领域的不断进步。
技能目标：1. 学生能够正确操作电子听诊器，进行基本的心肺音听诊。
2. 学生能够通过电子听诊器的使用，培养观察、分析和解决问题的能力。
3. 学生能够运用电子听诊器进行实际病例的诊断，提高临床诊断技能。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到电子听诊器在医学诊断中的价值，增强对医学科学的热爱和责任感。
2. 学生通过学习电子听诊器的使用，培养团队协作精神，尊重和关心病患。
3. 学生能够树立正确的科技观，意识到科技创新在提高医疗水平中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识，强调学生的动手操作能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础，对电子设备和医学领域有一定的兴趣。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与，提高学生的实际操作能力和临床诊断技能。
通过课程学习，使学生能够达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 电子听诊器的基本原理：讲解电子听诊器的工作原理，包括声音的传递、放大和接收过程，引导学生理解其与传统听诊器的区别。
教材章节：第三章“电子听诊器的原理与设计”2. 电子听诊器的结构组成：介绍电子听诊器的各部件，如麦克风、放大器、耳机等，让学生了解各部件的功能和相互关系。
教材章节：第三章“电子听诊器的结构及其功能”3. 电子听诊器的操作方法：详细讲解电子听诊器的操作步骤，包括开关机、调节音量、听诊部位的选择等，并指导学生进行实际操作。
教材章节：第四章“电子听诊器的使用与维护”4. 心肺音听诊技巧：教授如何使用电子听诊器进行心肺音听诊，分析正常和异常心肺音的特点，提高学生的诊断能力。
教材章节：第五章“心肺音听诊技巧与应用”5. 电子听诊器在临床诊断中的应用：结合实际病例，讲解电子听诊器在临床诊断中的重要作用，提高学生的临床实践能力。
电子听诊器的设计
电子听诊器的设计摘要老式的听诊器声音微弱，而且塞在耳朵里很不舒服，既不能隔离环境噪声，也不能调节频率响应。
本设计的电子听诊器由于设有放大器，因此可将微弱的心跳声放大到清晰可闻的程度。
本文设计的电子听诊器包括放大电路、滤波电路、电压比较器电路，还包括输出端的音频放大器，此设备具有良好的分析波形能力，能够将设置好的频率段以外的声音频率滤除，故可以清晰的得到放大以后的心音信号，这样有助于医务人员提高初诊的准确度，也为进一步诊断做好了基础。
根据所要达到的要求，拾音头MIC将选用普通振膜拾音头就可以达到理想的频率响应和较低的背景噪声。
关键词：电子听诊器；音频放大器；滤波电路Design of Electron StethoscopeAbstractPeople nowadays are so busy that they usually neglect their own health. This condition usually results in people’s symptom of illness such as diseases in cardiovascular system and respiratory system. Those diseases make people reduce their efficiency, lower their life quality. Those diseases also waste huge medical resources. Personal health care can estimate people’s health condition. Consequently people will be healthy and it also provides psychological well-being. In this study, we design an electronic stethoscope system which can separate heart and lung sounds, so that the interference from the heart and lung sounds to each other will be minimized. The separated heart and lung sounds can be recorded and analyzed in a personal computer.Key words：Electron stethoscope, Audio frequency amplifier, Rejector目录第一章绪论 (1)1.1本文的研究目的和意义 (1)1.2电子听诊器的发展趋势 (1)第二章电子听诊器的工作原理 (2)2.1电子听诊器的基本原理 (2)2.2信号采集 (3)2.3 电压放大器 (3)2.4 低通滤波器 (3)2.5 信号输出级 (4)第三章电子听诊器的具体设计电路 (5)3.1 心音传感器及其放大电路 (5)3.2 心音（呼吸音）滤波器 (6)3.3 比较器 (8)3.4 计数、译码、显示电路 (8)3.5 耳机功率放大器 (8)3.6 其他附加电路 (9)第四章电路仿真分析 (10)4.1 总体电路图 (10)4.1.1各部分组成 (10)4.1.2元器件选择 (11)4.1.3元器件参数 (11)4.2 仿真 (12)4.2.1 放大电路IC1输出电压波形 (13)4.2.2 滤波电路IC2 (13)4.2.3 IC3电压跟随器 (14)4.2.4 IC5运放后电压波形 (15)第五章结束语 (16)参考文献 (17)电子听诊器的设计绪论第一章绪论通过体外获取人体内脏器官活动的声音，医护人员可以初步判断出病因，临床工作中经常要借助于听诊器。
一种新型电子心音听诊器的设计
一种新型电子心音听诊器的设计作者：李阳军来源：《电子技术与软件工程》2017年第07期摘要心脑血管等先天性心脏疾病一直位居危害人类健康榜首之位，且日趋严重。
本文提出研制一款实用的电子心音听诊器，并能同步记录心音波形，为医生诊断提供直接的参考依据，解决现今传统听诊器的弊端。
【关键词】心音听诊器存储卡处理器心脏是人体最重要的器官之一，为人体各器官和组织提供氧以及各种营养物质，心血管疾病一直位居危害人类健康的榜首。
更为严峻的是：心脑血管疾病的发病率不但在逐年上升，发病群体愈显年轻化。
由此可见，一款低成本的、易携带的、适用的，能有力帮助医生尽早发现心血管疾病的电子心音听诊器的研制显得尤为重要。
1 电子心音听诊器功能简介（1）自制心音传感器将心音（振动）转换成电信号。
（2）预处理电路能较好的将采集到的心音信号放大、滤波。
（3）经预处理电路的心音信号经功率放大，实现心音实时播放功能。
（4）旋转ADJ旋钮，可显示被测试者的心率。
2 心音听诊器硬件设计2.1 总体设计我们按照模块设计来实现整个听诊器的设计，总体设计如图1。
2.2 心音采集模块心音信号采集电路如图2所示，图中MIC即为自制的拾音器的电器符号，MIC接入电路时，需要VCC提供一定的直流偏置电压，保证拾音器的正常工作。
市面上买到的驻极体话筒内部并没有专用场效应管和二极管，所以需要另外设计阻抗变换电路。
我们是通过引入正反馈使输入端电位升高，即自举电路，实现最佳阻抗匹配。
2.3 功率放大电路为实现心音信号可听诊，可视的功能，将预处理后的心音信号一路送入微控制器做A/D 转换，另一路被引入功率放大模块。
本设计采用LM386功率放大器驱动内阻为8Ω，功率为2.5W的扬声器，完成心音实时播放的功能，电原理图如图3。
LM386的引脚1和引脚8都为增益设定引脚，其间外接电阻时，必须要串联一个大电容，即只改变交流通路，来实现电压增益可调。
根据引脚1和引脚8之间的电阻参数，可实现20～200倍可调电压放大，即26～46dB电压增益可调。
电子心音听诊器
电子心音听诊器摘要心音是反映心脏生理及病理的一项重要指标,听诊是临床上广泛应用的一种诊断方法,对心音的听诊是诊断心脑血管疾病和呼吸系统疾病的主要手段之一。
传统听诊器难以捕捉一些微弱的生理声信号且诊断结果容易受听诊者主观经验的影响,因而准确性较差。
提出一种可将声音信号放大并经示波器可以观察心音信号的电子心音听诊器,提高听诊的准确性。
介绍电子心音听诊器的研究背景和意义,对心音产生机理也作简单介绍。
在此基础上,提出电子心音听诊器的总体设计方案。
详细阐述系统硬件具体设计。
硬件方面介绍心音呼吸音探头、初级放大模块、滤波模块、主放大模块、功率放大模块和电源模块并介绍本系统抗干扰的措施。
最后,给出设计实现的功能,展望未来的发展方向。
关键词心音呼吸音1绪论1.1电子心音听诊器的研究背景与意义听诊是临床上广泛应用的一种诊断方法,由于人们对这些信号产生与传播的机理等方面的研究不够深入,对于声信号与病心音电子听诊系统理、生理之间相关性的了解不够细致明确,从而影响了诊断的准确、精细程度,造成了近代听诊学研究进展缓慢的状况。
因此临床迫切需要一种准确性高、波形实时显示、能同时听诊心音、简单易用、成本低、体积小的装置,让临床医生在心脏听诊的同时能看到相应信号的波形图,以便对病人的病变做出更加准确的判断,同时促进心脑血管疾病和呼吸系统疾病的研究和诊治。
1.2心音产生机理和组成心脏的瓣膜和大血管在血流冲击下形成的振动,以及心脏内血流的加速与减速形成的湍流与涡流及其对心脏瓣膜、心房、室壁的作用所产生的振动,再加上心肌在周期性的心血活动作用下其刚性的迅速增加和减少形成的振动,经过心胸传导系统到达体表形成了体表心音。
心音中常包含心内噪音、呼吸噪音、体表噪音和心胸系统传播过程中产生的噪音。
1.3本文研究的主要内容本文对该领域的研究背景、研究现状和发展趋势进行了充分调研,对心音的形成机理进行了深入研究,针对传统听诊器的不足提出了电子心音听诊器的设计思想。
TI数字听诊器方案
TI数字听诊器方案TI TMS320VC5505 数字听诊器解决方案TI 公司的数字听诊器解决方案是采用TMS320VC5505 DSP医疗开发套件来实现的.主要的元件是捕捉心肺声音的传感器,以及听诊的数字化和数字处理,以降低噪音,滤波和放大.此外还包括了心率检测和心脏缺陷检测的算法.电源和电池管理是该手提诊断设备的关键,主要的设计都采用超低功耗和高效率驱动,以延长电池寿命.本文介绍了数字听诊器总体方框图, 数字听诊器前端方框图, 增益为31的前置放大器, 一阶低通滤波器,以及TLV320AIC3254方框图和TMS320VC5505 DSP 与TLV320AIC3254间接口方框图, 数字听诊器前端板电路图和材料清单(BOM).Digital Stethoscope Implementation on the TMS320VC5505 DSP Medical Development Kit (MDK)The main elements of a Digital Stethoscope are the sensor unit that captures the heart and lung sounds (also known as auscultations), digitization, and digital processing of the auscultations for noise reduction, filtering and amplification. Algorithms for heart rate detection and heart defect detection may also be included.Power and Battery Management are key in this ultra-portable diagnostic tool, where key design considerations are ultra-low power consumption and high efficiency driven by the need for extended battery life, and high precision with a fast response time allowing quick determination of the patient’s health status. Additional requirements may drive the need for recording the auscultations, cabled or wireless interfaces for transmission of the auscultations. Also, to enable ease of use, features like touch screen control and display backlighting are key to usability of the device. Adding all these features withoutsignificantly increasing power consumption is a huge challenge. Texas Instruments portfolio of Processors, Instrumentation and Buffer Amplifiers, Power and Battery Management, Audio Codecs, and both wired and wireless interface devices provides the ideal tool box for Digital Stethoscope applications.The common core subsystems of a Digital Stethoscope are: Analog Front-End/Sensor Interface and CodecAuscultations signal input is amplified and then digitized by the Audio Codec. Auscultations signal after being digitized and subjected to signal processing, is converted to analog and sent to the stethoscope earpiece.Low Power ProcessorProcessors capable of executing all of the digital stethoscopes signal processing including key functions such as noise reduction, algorithms for heart rate detection, and heart defect detection while maintaining a very low constant current draw from the battery are good fit. The ability to control interfacing with memory and peripheral devices is also helpful. Given the nature of the device, processors that can manage the digital display and keyed functions allowing auscultation waveforms to be displayed and manipulated without additional components are ideal.Data Storage and TransmissionThe auscultations can be recorded on MMC/SD card, or on a USB device. It can also be transmitted via wireless capability such as Bluetooth.Digital Stethoscope Medical Development KitTIs TMS320VC5505 evaluation module together with TIs digital stethoscope analog front-end module make up the new C5505 DS Medical Development Kit (MDK) provides developersaccess to a development tool set that offers a complete signal chain solution along with software to save months of development time and for portable patient monitoring applications that demand battery efficiency.图1. 数字听诊器方框图A number of emerging medical applications such as electrocardiography (ECG), digital stethoscope, and pulse oximeters, require DSP processing performance at very low power. The TMS320VC5505 digital signal processor (DSP) is ideally suited for such applications. The VC5505 is a member of TIs C5000?fixed-point DSP platform. To enable the development of a broad range of medical applications on the VC5505, Texas Instruments has developed an MDK based on the VC5505 DSP. A typical medical application includes:An analog front end, including sensors to pick up signals of interest from the bodySignal processing algorithms for signal conditioning,performing measurements and running analytics on measurements to determine the health conditionUser control and interaction, including graphical display of the signal processing results and connectivity to enable remote patient monitoring The M DK is designed to support complete medical applications development. It includes the following elements:Analog front-end boards (FE boards) specific to the key target medical applications of the VC5505 (ECG, digital stethoscope, pulse oximeter), highlighting the use of the TI analog components for medical applicationsVC5505 DSP evaluation module (EVM) main boardMedical applications software including example demonstrations图2.VC5505 EVM评估板外形图图3.数字听诊器前端板外形图图4.数字听诊器前端方框图The front-end board contains the following stages:Pre-amplifierLow pass filterAC coupling blockAudio codecFront-end connectorDigital stethoscope analog front-end module can be used with C5505 EVM to make up the C5505 DS MDK that offers a complete signal chain solution along with software图5.增益31的前置放大器图6.一阶低通滤波器图7. TLV320AIC3254方框图图8. VC5505 DSP 和TLV320AIC3254间接口方框图图9. 数字听诊器前端板电路图(1)图10. 数字听诊器前端板电路图(2)图11. 数字听诊器前端板电路图(3) 数字听诊器前端板材料清单(BOM):。
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电子听诊器设计初步方
案
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
电子听诊器初步方案
系统电路主要可分为以下几个模块：电子听诊器探头、信号调理电路(包括初级放大模块、滤波模块、主放大模块)、功率放大模块。
本电子听诊器制作所需的材料为：1/4 英寸直径的超小型驻极体话筒（1个）、普通听诊头（一个）、1~2 英寸橡皮管（一根）、屏蔽电缆（两根）、集成运算放大器芯片μA741（3片）、470pf电容（1个）、470uf电容（两个）、10uf电容（1个）、0.047uf电容（1个）、0.022uf电容（1个）、2.2k电阻（两个）、22k电阻（1个）、68k电阻（2个）、22k电阻（1个）、11k电阻（1个）、10k电阻（3个）、1M电阻（1个）、680k(可变电阻器一个)、直插式音频功率放大器LM386(1片)、扬声器（1）个、焊锡若干、洞洞板若干、9v电池若干、排针若干、芯片座（4个）；
把心音(振动)转换成电信号的装置就是心音传感器，一般用听诊器检测心音。
本系统使用的是自制的基于听诊头和驻极体电容的心音传感器。
心音的频率较低(20-600Hz)，在人耳所能听到的声音范围的低频段，因此我们选用话筒(也就是麦克风)作为声音传感器。
设计中选用驻极体话筒。
驻极体话筒高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。
所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。
驻极体话筒与电路的接法有两种，分为两端式和三端式，两端式话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小，目前市售的驻极体话筒大多是这种方式连接，在本传感器中采用二端输出方式。
不管是源极输出或漏极输出，驻极体话筒必须提供直流电压才能工作，因为它内部装有场效应管。
拾音头的制作
拾音器 MIC 的制作，可在医用器材商店购买廉价的老式听诊器振膜头，在振膜耳把上套上 1~2 英寸长的橡皮管，另一头挤压入一只 1/4 英寸直径的超小型驻极体话筒，话筒的两根导线用屏蔽电缆接到电路中的 MIC 处，由于话筒封装在胶管中，因此对心音的灵敏度是比较高的，对外界的声音几乎无反映。
心音模拟电路的设计
模拟部分包括前置放大、低通滤波、主放大、功率放大电路。
心音传感器用自己制作的传感器，由听诊器探头，导管和驻极体话筒组成。
初级放大电路
信号的初级放大采用的是集成运算放大器。
它是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路，具有两个输入端，一个输出端。
可对直流信号和交流信号进行放大。
我们使用的是一款集成运算放大器芯片μA741 。
μA741 构成的心音前置放大电路。
SENSOR 是驻极体电容式传声器
为了使电子听诊器外形小巧，便于携带，在本次设计中的理想运算放大器采用 9V 电池供电。
+9V电源经过10K限流电阻和470PF去耦电容给驻极体传声器供电，为避免电路中直流噪声的影响，同时为耦合拾音头产生的交流小信号以便传送给后面的运算放大器进行电压放大，须在电路中串联473PF的电容。
该电路的放大倍数Av为：Av=-R5/R6
滤波电路
本设计中仍采用集成运放μA741 构成低通滤波器构成合适的滤波电路。
压控电压源二阶滤波电路的特点是：运算放大器为同相接法，滤波器的输入
阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源。
其优点是：电路性能稳定，增益容易调节。
本次设计采用压控电压源二阶滤波电路
主放大模块
经过滤波处理后，我们得到的心音信号己经比较纯正，但信号的大小还是不
能满足功放的要求，所以有必要对滤波后的心音信号再进行放大处理。
那么为什
么不在初级放大的时候多放大一些，直接满足功放的要求呢？原因就是在滤波后
进行信号的主放大处理，不会把一些干扰噪声也同时放大，提高信号的信噪比。
所以在滤波模块后我们又设置了主放大模块。
所用芯片依然为μA741，其特性前面已介绍，此处不再赘述。
功率放大模块
心音电子听诊系统其中一个非常重要的功能就是实现对心音的听诊，帮助医生诊断病情。
然而心音信号经过主放大模块后，电压幅值己经达到 AD 转换器的要求了，但它尚不能驱动扬声器发声。
必须对信号进行功率放大，才能实现听诊功能。
在这里我们使用 NS 公司生产的 LM386 作为集成功放电路。
LM386 是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。
LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
LM386 的封装形式有塑封 8 引线双列直插式和贴片式。
本文选择的为前者。
电路中470uf的电容C1是一个隔直电容，因为 LM386 的输入信号中不可以有直流分量，所以这个电容是必须的；可变电阻 680K 是用来调节音量的。
单片机：AT89S52
单片机心音频率f在20Hz～600Hz之间，根据香农（Shannon）采样定理，只要采样的频率高于或等于原来频率的2倍，就可以完整地重现原波形，因此选择的A/D转换器的转换速率应在1200Hz以上，故设计中选用了串行A/D转换器TLC0831。
信号采样电路的工作原理：把调理电路的模拟输出信号用A/D转换器变成数字量后，再由单片机送到液晶显示屏显示。
本系统选用了精电蓬远的QH12864T点阵式液晶显示(LCD)模块。
该模块由控制器T6963C、列驱动器T6A39、行驱动器T6A40及与外部设备的接口等部分组成，它既能显示字符（中文和西文字符），又能显示图形，还能够将字符与图形混合显示。
LCD与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。
直接访问方式是把液晶模块作为存储器接在CPU的数据线、地址线和控制线上，同时把它的数据总线接在89S52的P0口上，片选以及寄存器选择信号线由P2口提供，读写操作由单片机的读写操作信号控制。
这种方式是以访问存储器的方式来访问液晶显示模块。
间接控制方式不使用单片机的数据系统，而是利用它的I/O口来实现与显示模块的通信，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外3根时序控制信号线通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口来控制。
这种访问方式不占用CPU的存储器空间，它的接口电路与时序
无关，其时序完全靠软件编程实现。
间接控制方式的速度较直接访问方式快，所以本设计中采用的是间接控制方式。
系统选用的LCD是在图形工作方式下，通过建立坐标系，利用位操作实现对心音波形的逼真显示。
下面详细介绍液晶显示屏绘图编程的算法和波形连续显示。
系统选用的是128×64点阵式图形液晶显示模块。
要绘制心音波形只要根据A/D转换来的数据在液晶显示器的对应位置上绘点显示。
首先在液晶平面上建立如图6所示的显示坐标系。
图中画出了液晶显示器在图形工作方式下液晶平面的每一处所对应的显示缓冲区地址情况，数据为十六进制，并建立以左下角为坐标原点的坐标系。
这样坐标 (X，Y)的值都为正值，简化了算法。
其中X表示1～128个点，Y表示各个点所对应的幅值。
由于A/D 采样的数值为0~255，而LCD的行取值为 0～63，所以把幅值缩小一定的倍数，即Y=D/B，D为A/D采集的数字量，B为该数缩小的倍数。
由图可以看出幅值Y加1，显示缓冲区地址K就减少 10H，从而得到缓冲区地址的表达式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H。
而缓冲区地址字节中对应X除以8的余数的位就正好是要绘点的位置。
只要利用位操作命令对它置位就可实现绘点。
把采集的数据存放在RAM中，RAM共存了8KB波形数据。
而液晶显示器1次只能显示128个点，因此可以通过改变在RAM中读数间隔来控制波形的横向显示，即每显示完1个数据，RAM地址加N，通过改变N的大小来拉开或回缩信号波形，以便于观察。
如果相邻2个点的幅值稍有不同，2个点的距离就会分开，造成显示不连续，影响视觉效果。
因而怎样使波形显示连续，是显示信号波形中一个很重要的问题。
本系统中对这一问题的解决方法：在LCD上每显示完1个点后，判断它与前1个点的幅值差距，即Y值值差，若大于8，就要在2点之间插入若干点(X值不变，只变 Y值)，使2点连续起来，
然后再进行下1个点的显示。
利用这种方法，可很好地实现心音波形的显示。