电子听诊器完整版

河南工程学院

课程设计

电子听诊器的设计与制作

学生姓名：吴倩文（201310711250）学院：电气信息工程学院专业班级：电子科学与技术1342 专业课程：自动检测课程设计

指导教师：***

201 6 年 6 月 3 日

课程设计成绩评定标准及成绩

等级：（优秀、良好、中等、及格、不及格）评阅人：职称：

日期：年月日

目录

1 .引言 (4)

1.1 课题目的与意义 (4)

1.2电子听诊器基本原理 (4)

1.3本设计的主要工作 (4)

2 .设计方案 (5)

2.1 方案一： (5)

2.2方案二： (5)

3. 硬件设计 (5)

3.1前置放大电路 (5)

3.2滤波电路 (6)

3.3主要元器件的介绍 (7)

3.3.1 STC89C51的引脚图和功能 (7)

3.3.2 LM358N引脚图及特点 (8)

3.3.3 LM393P引脚及功能 (8)

3.3.4原器件清单： (9)

4. 软件设计 (9)

4.1单片机程序设计 (9)

5.调试运行及结果 (11)

5.1调试结果与分析： (11)

5.2仿真原理图： (11)

5.3信号调理电路 (11)

6.总结 (12)

6.1设计所做的工作 (12)

6.2不足与待改进之处 (12)

6.3设计心得体会 (12)

1 .引言

心音、呼吸音信号是重要的临床医学信号,是进行心脏疾病、呼吸系统疾病判别的重要依据,是医生进行病因、病灶分析的重要信息。现如今,在心脏疾病和呼吸系统疾病诊断中,听诊仍旧是医生进行检查的主要手段,并且,听诊具有体外检查无创伤、便捷、经济等优点,是广为应用且不可替代。传统的医用听诊器无放大作用，声音较微弱，受环境噪声的影响较大，电子听诊器采用多级低噪声放大器，其放大倍数适当，频响效果好，背景噪声小，有LED显示功能。

1.1 课题目的与意义

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。本次课程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。

1.2电子听诊器基本原理

听诊器前端是一个面积较大的膜腔，体内声波鼓动膜腔后，听诊器内的密闭气体随之震动，而塞入耳朵的一端，由于腔道细窄，气体震动幅度就比前端大很多，由此放大了患者体内的声波震动。电子听诊器是利用电子技术放大身体的声音，克服了声学听诊器噪音高的bug。电子听诊器需要转换的声的声波的电信号，然后被放大和处理，以获得最佳聆听。与声学听诊器相比，它们都是基于相同的物理原理。电子听诊器也可与计算机辅助听诊计划的分析所记录的心的声音病理或无辜的心脏杂音。拾音器的主要作用就是采集听诊音，功能相当于“麦克风”；放大及滤波装置则是“音箱”，把听诊音放大；处理芯片则用于降低杂音的干扰，保证获得理想的声音数据；通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号，经液晶显示屏显示。

1.3本设计的主要工作

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、控制电路和LED显示电路等组成，将微弱的心音信号通过拾音传感器之后，经放大电路将其放大，然后通过滤波电路将干扰信号滤除，相应的编程下载到单片机中，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，除此之外，可以通过按键进行有要求的切换想要的信号。

2 .设计方案

2.1 方案一

原理参考框图如图1所示：

图1 电子听诊器的总结构框图

这个题目可以通过单片机实现，将各部分电路接在单片机上，通过编程实现，本次课程设计时通过方案一来进行实现的。

2.2方案二

图2 电子听诊器的结构框图

3. 硬件设计

3.1前置放大电路

采用三极管运放结构组成前置放大电路，该放大器的带宽为0.5HZ~2.258HZ ，扬声器 功率放大器

显示器 译码器 计数器 比较器 滤波器 放大电路 拾音头MIC

该放大电路具有高输入阻抗，高共模抑制比，从而减少干扰等。

该放大器的增益为：

A=[(R8+R9)*R6]/(R9*R4)*（1+2*R2/R3）

3.2滤波电路

该滤波电路的设计，与方案设计中的介绍一样。本课程设计采用通频带为15.9Hz~1592.4Hz的级联型一阶带通滤波电路。全频道包括的振动频率范围较广，低频道适用于听诊低频杂音。所以我们可以根据不同的通频带计算出相应的器件参数，可以通过编程可按键来进行控制。

图3滤波电路

图4滤波电路仿真图

3.3主要元器件的介绍

3.3.1 STC89C51的引脚图和功能

89C51单片机采用40只引脚的双列直插封装DIP方式，目前大多数为此类封装方式，89C51除采用方形封装方式，为44只引脚。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。 STC系列单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模块。该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。其主要功能、性能参数:

(1)内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟;

(2)工作频率范围：0~40MHZ，相当于普通8051的0~80MHZ;

(3)STC89C5xRC对应Flash空间：4KB\8KB\15KB;

(4)内部存储器（RAM)：512B;

(5)定时器\计数器：3个16位；

(6)通用异步通信口（UART）1个；

(7)中断源:8个；

(8)有ISP(在系统可编程）\IAP(在应用

可编程),无需专用编程器\仿真器；

(9)通用I\O口：32\36个；

(10)工作电压：3.8~5.5V；

图5 89C51实物图图6 89C51引脚图