毕业设计_心电检测完美
毕业论文心率测试仪设计
毕业论文心率测试仪设计引言心率是衡量人体各项生理功能的重要指标之一,它是指每分钟心脏跳动的次数。
正常人的心率在60~100次/分之间,而运动、精神紧张、药物等因素均会影响心率的变化。
因此,检测心率对于个人健康的监测、生理学研究、体育锻炼的指导等具有重要意义。
本文介绍了一种心率测试仪的设计方案,它能够简单、准确地检测出人体心率,便于人们随时随地监测自己的身体状况。
一、硬件设计本设计采用Arduino Uno控制板作为主控制芯片,具有易于编程、低功耗等优点,提供了丰富的I/O接口,能够满足各种传感器的接口需求。
硬件部分主要由Arduino Uno主控板、心率传感器、LED数码管组成。
1. Arduino Uno控制板Arduino Uno控制板基于ATmega328P单片机设计,具有14个数字输入/输出端口、6个模拟输入端口、16MHz晶振等特点。
通过连接USB接口,可以实现与计算机的数据通信,方便程序库的调用、程序烧写等操作。
在本设计中,Arduino Uno控制板扮演着数据采集、处理、显示的角色。
2. 心率传感器心率传感器的核心是一颗红外LED和一颗光敏元件,利用反射光测量血液流动的速度和微小变化。
在本设计中,采用的是MAX30100模块,它集成了红外LED、光敏元件、接收、放大电路等,具有高精度、低功耗、抗干扰等优点,可以实现较为精准的心率检测。
3. LED数码管LED数码管是一种常用的数字显示器件,具有工作稳定、显示清晰、占用空间小等特点,十分适合用于心率测试仪。
在本设计中,采用的是TYC516-022A模块,它由4个共阴极的数码管和芯片组成,可以显示0~9999范围内的数字。
二、软件设计1. 软件框架设计本设计的软件部分采用Arduino编程,使用C/C++语言编写程序。
程序框架如下:a. 初始化:包括引脚配置、传感器初始化、数码管显示初始化等。
b. 循环检测:在该循环中完成心率的检测和数据处理,并将数据显示至数码管。
基于STM32的心率血氧监测系统的毕业论文设计
设计一个基于STM32的心率血氧监测系统是一个具有挑战性和实际应用意义的课题。
以下是一个可能的毕业论文设计框架:1. 选题背景与意义:-介绍心率血氧监测系统在医疗保健领域中的重要性和应用价值,说明选择该主题的原因和意义。
2. 文献综述:-回顾相关的心率血氧监测技术,包括传感器原理、信号处理方法、嵌入式系统设计等方面的理论和应用现状,并分析已有的类似系统的特点和局限性。
3. 系统整体设计:-描述整个监测系统的设计思路和总体架构,包括硬件部分(传感器选择、信号采集电路、嵌入式处理器)和软件部分(数据处理算法、用户界面设计)。
4. 传感器选择与接口设计:-选择合适的心率血氧传感器,并设计传感器与STM32的接口电路和通讯协议,确保有效的数据采集和传输。
5. 数据采集与处理:-设计STM32的数据采集程序和信号处理算法,实现心率和血氧饱和度的准确测量和计算。
6. 嵌入式系统软件设计:-开发嵌入式系统的软件,包括实时数据处理、用户界面设计、数据存储和传输等功能。
7. 系统性能测试与验证:-进行系统的功能测试和性能验证,包括对测量结果的准确性和稳定性进行评估。
8. 实验结果分析:-分析实验结果,包括系统的准确性、灵敏度、响应速度等关键性能指标,并与市场上常见的商用设备进行比较。
9. 改进与展望:-针对实验结果中发现的问题和不足,提出系统改进的建议,并对未来的技术发展和应用前景进行展望。
10. 参考文献与引用:-在毕业论文中合理引用相关文献和资料,确保研究的可信度和学术性。
以上是基于STM32的心率血氧监测系统毕业论文设计的可能内容框架,希望可以为你提供一些启示。
在具体的研究过程中,还需要根据实际情况进行详细的研究和设计。
生物医学工程专业毕业论文心电信号采集及分析系统设计
摘要心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一,早期诊断和治疗是预防心脏病的有效途径。
20世纪50年代末,美国科学家Holter首先发明了一种心电仪,人们称它为Holter心电仪或叫动态心电仪,这种技术在临床上可实现“长时间”、“动态”记录的心电图,就称为动态心电图。
能够记录病人24小时活动过程中的动态心电数据,给医生提供具有诊断价值的资料,对于心脏功能的评价,心脏病的早期诊断非常有益,所以心电监护仪在其中发挥着至关重要的作用。
本课题采用MSP430149单片机作为核心器件,主要完成对心电信号的24小时不间断采集、传输、存储、显示等功能。
关键词心电信号;动态心电图;MSP430单片机AbstractCardiovascular disease is one of main diseases that threat human health.and the early diagnosis and treatment are effective ways that prevent heart disease。
In the late 1950s in U.S. a scientist called Holter have invented the first such dynamic electrocardiogram instrument, people called Holter monit or or Dynamic electrocardiograph, this technology can be realized in clinical "long" and "dynamic" of ECG records, known as HOLTER.It’s very helpful to cardiac function in the early diagnosis that if it can record the patient 24 hours of dynamic ECG data process and provide the doctors materials that has diagnostic value in the evaluation.This subject uses msp430 single chip as the core device. The whole system mainly displays collection, storage, transport, display function for 24-hour uninterrupted ECG signal collection.Keywords ECG signal;dynamic electrocardiogram (DCG);Holter;msp430;目录摘要 (I)Abstract ...................................................... I I 目录.. (2)第1章绪论 (1)1.1 课题研究意义 (1)1.2国内外研究现状与文献综述 (3)1.3设计主要研究内容与系统总体设计 (4)第2章心电图的产生和特征 (6)2.1 体表心电图 (6)2.2 心电的产生 (6)2.3 各波形的意义 (8)2.4 常见的心律异常类型及特征 (9)2.5 心电图的导联 (10)2.6 心电信号的特征 (11)2.7 心电信号常见干扰 (12)2.8 本章小结 (13)第3章心电检测电路设计 (14)3.1 心电信号放大器设计要求 (14)3.2 电极的选择 (16)3.3 保护与缓冲电路 (16)3.4 前置放大电路 (17)3.5 滤波电路 (20)3.5.1 低通滤波电路 (20)3.5.2 高通滤波电路 (20)3.6 右腿驱动电路 (21)3.7 电平提升电路 (22)3.8 导联脱落检测报警电路 (22)3.9 本章小结 (23)第4章控制、存储及接口电路设计 (24)4.1 中央处理器及其外围模块 (24)4.1.1 芯片的选型 (24)4.1.2 ADC模块 (24)4.1.3 定时器 (24)4.2 USB数据传输 (27)4.3 数据存储 (29)4.4 时钟日历芯片 (30)4.5 液晶显示 (31)4.6 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (3)致谢 (4)附录1 (5)附录2 (6)第1章绪论早在1887年,Waller用Lippman所制作的毛细管静电计记录到了体表心电图,而其心电图临床应用则始于1903年。
心电信号检测电路的设计
毕业论文(设计)题目:心电信号检测电路的设计目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (2)2 心电信号的特征、检测电路的要求以及心电图导联 (3)2.1 人体心电信号的特征 (3)2.1.1抑制干扰的措施 (3)2.1.2 降低噪声的措施 (4)2.2 心电信号检测电路设计要求 (4)2.3 ECG导联方式 (4)3 心电信号检测电路的整体制作 (6)3.1 ECG前置放大器 (6)3.1.1 AD620AN实际放大倍数以及共模抑制比的测量 (8)3.1.2 有源低通滤波电路 (9)3.2陷波电路 (10)3.3 安全隔离 (13)3.4 补偿跟随 (15)4 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (16)心电信号检测电路的设计摘要:心电信号检测电路是各种心电监护仪中的核心组成部分,其性能的好坏直接影响心脏疾病的准确诊断和治疗,因此心电信号检测电路的精确性和可靠性是至关重要的。
针对心电信号具有的特殊性、微弱性和易受干扰等特点,本心电信号检测电路由高性能单片集成的仪器放大器AD620组成的前置放大电路、50HZ双T 陷波电路以及以6N136为核心的光电隔离电路构成 ,从而使该电路具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比等特点,很好地满足心电采集设备的要求,电路简单可靠,可行性强。
关键词:心电信号检测;前置放大;陷波;光电隔离The Manufacture of ECG circuit designAbstract: The Manufacture of ECG circuit is the core component of the ECG monitor, the quality of the system directly impacts on the accuracy of diagnosis and treatments about heart diseases, therefore the accuracy and reliability of ECG detection system is very important.Due to the particularity and weak and easily distracted of ecg signals, we use high-performance single-chip AD620 formed the ECG preamplifier circuit, double T-notch filter circuit and high speed data transmission photoelectric isolation circuit to design the Manufacture of ECG circuit,which make this circuit has high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise, low temperature drift and high signal-to-noise ratio characteristics, such as well meet the requirements of ecg acquisition device, with the advantages of simple and feasibility.Key words: ECG detection; preamplifier; filter;Photoelectric isolation1 引言心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。
心率计毕业设计
心率计毕业设计心率计毕业设计随着现代社会的快节奏和高压力生活方式,人们对健康的关注度越来越高。
心率作为一个重要的生理指标,对于人体的健康状况有着重要的影响。
因此,设计一款心率计成为了一个备受关注的毕业设计课题。
一、设计目标在设计心率计之前,首先需要明确设计的目标。
心率计的主要目标是测量用户的心率,并将数据以可视化的方式展示出来。
除此之外,心率计还需要具备以下功能:1. 高精度测量:心率计需要能够准确地测量用户的心率,以保证数据的可靠性。
2. 数据存储与分析:心率计需要能够存储用户的心率数据,并能够对数据进行分析,以便用户了解自己的心率变化趋势。
3. 实时监测:心率计需要能够实时监测用户的心率,并能够及时提醒用户心率异常。
4. 舒适便捷:心率计需要设计成舒适便捷的佩戴方式,以便用户能够长时间佩戴并进行心率监测。
二、硬件设计心率计的硬件设计主要包括传感器、处理器、存储器和显示器等组件。
传感器是心率计的核心部件,用于测量用户的心率。
常见的心率传感器有光电式传感器和压力式传感器。
光电式传感器利用光电效应测量心率,而压力式传感器则通过测量血液流动的压力变化来测量心率。
根据实际需求和成本考虑,选择适合的传感器。
处理器负责对传感器采集的数据进行处理和分析,并将结果存储到存储器中。
处理器的选择应考虑功耗低、运算速度快的特点,以保证心率计的性能。
存储器用于存储用户的心率数据,可以选择内置存储器或外置存储器,根据实际需求选择合适的存储器容量。
显示器用于展示用户的心率数据,可以选择LED显示屏或OLED显示屏等。
LED显示屏具有低功耗、高亮度等特点,而OLED显示屏则具有高对比度、高刷新率等特点。
根据实际需求选择合适的显示器。
三、软件设计心率计的软件设计主要包括数据处理和用户界面设计两个方面。
数据处理模块负责对传感器采集的心率数据进行处理和分析,以得到用户的心率数值。
该模块需要具备高精度的算法和数据处理能力,以保证心率计的准确性。
移动式心电信号检测分析仪的设计毕业设计论文
摘要本文介绍了一种微型移动式心电图机。
该仪器具有强大的功能:显示监测、存储、回放、打印、记录管理、电源报警、电话或者互联网络传输。
与其他心电图机的突出不同之处在于,本系统采用新型低功耗的16位单片机--MSP430 F135作为整个系统的控制核心,该心电图机必须具有节能的特点,能用干电池供电,并配备相应的16位低功耗存储器AT29LV1024和液晶显示模块LMS0192A,AT29LV1024 是一种3V系统供电的闪速可编程可电擦除的16位存储器(PEROM),具有1M位的存储空间.液晶显示模块LMS0192A工作电压低、功耗极低,特别适用于便携式的仪器仪表中。
该电路中用到的所以器件均为节能高效器件,从而简化了系统硬件电路,同时也大大降低了系统成本,因而该心电图机具有极为广阔的应用前景。
关键词:心电图机;存储器;节能; MSP430AbstractIn this paper,I will Introduct a new ECG Analyzer。
The instrument has a powerful feature : Show monitoring, storage, playback, printing, records management, power alarm, telephone or Internet transmission. Electrocardiogram machines and other conspicuous difference is, The system uses a new low-power 16-bit microcontroller - MSP430 F135 as the core of the whole system of control, the ECG machine must have the characteristics of energy-saving,Batteries can power,And corresponding with the 16 low-power memory AT29LV1024 and LCD module LMS0192A, AT29LV1024 a 3 V power supply system programmable Flash, can erase the memory of the 16 (PEROM), With 1 M bit of storage space. LCD module LMS0192A low-voltage, low power consumption, especially for portable instrumentation in. The circuit used in the device are therefore highly efficient energy-saving devices, thus simplifying the system hardware, but also greatly reduce the cost of the system, thus the ECG machine has extremely broad prospects.Key words: ECG machine; Memory; Energy conservation; MSP430毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
心电监护系统设计毕业设计
基于C8051F320单片机的低成本心电监护系统设计1 引言虚拟医学仪器充分利用计算机丰富的软硬件资源,仅增设少量专用软、硬件模块,便可实现传统仪器的全部功能及一些传统仪器无法实现的功能,同时缩短了研发周期。
本系统由两部分组成:以C8051F320单片机为核心的数据采集装置和以PC机为平台的分析处理系统。
设计中充分考虑数据采集装置体积小、功耗低、操作快捷的要求,因此全部采用SMT封装的元器件。
PC监护终端通过USB 接口接收数据,传输速率高;采用图形编程语言LabVIEW编写显示、存储、分析处理等功能程序。
该系统可实时监护并提供心动周期,心率等参数,也可进行数据的存储回放,为心血管疾病的诊断提供依据。
系统的软件开发和硬件与上位机软件的集成测试表明,系统运行稳定可靠,取得了预期效果。
2 系统硬件设计该系统由C8051F320数据采集模块和PC机两部分组成,如图1所示。
图1 系统框图数据采集模块主要由心电采集电路和基于C8051F320单片机的DAQ接口卡构成,如图2所示。
图2 数据采集模块图框该模块通过C8051F320片上A/D转换器采集经预处理的心电信号,再将其由USB总线传输至PC机显示。
PC机部分主要是软件设计,包括通过C8051F320单片机片上USB主机API函数和LabVIEW软件编写数据采集图形用户界面;实现接收、显示和处理由数据采集模块通过USB接口发送采集数据的程序。
LabVIEW应用程序和C8051F320应用程序均采用Silicon Laboratories公司的USB Xpress 开发套件的API和驱动程序实现对底层USB器件的读写操作。
心电信号属于微弱信号,体表心电信号的幅值范围为1~10 mV。
在测量心电信号时存在很强的干扰,包括测量电极与人体之间构成的化学半电池所产生的直流极化电压,以共模电压形式存在的50 Hz工频干扰.人体的运动、呼吸引起的基线漂移,肌肉收缩引起的肌电干扰等。
心率测试仪设计毕业论文(设计)
毕业论文设计(论文)题目:心率测试仪设计摘要心脏的每一次搏动都会导致手指皮肤毛细血管产生一次充盈和收缩,该血脉变化信号可用于检测心率。
本课题设计了一种基于反射式光电传感器的心率测试仪,由反射式光电传感器提取出手指皮肤处的微弱脉搏信号并加以处理,使心率的测量显得更简便更精确。
本设计主要由六部分组成,包括测量电路、放大电路、滤波整形电路、倍频电路、控制电路和计数译码显示电路。
该设计的首要任务是测量电路中传感器的选取,其次就是信号的放大及滤波整形电路的设计,关键点是计数译码显示电路中计数和译码方式的选择。
该设计利用外置恒流源电路的反射式光电传感器,将人体的脉搏信号转变为可处理的电信号,再将所得电信号经过电压放大、滤除高频、A/D转换和倍频等处理得到数字脉冲信号,接着在由555定时器组成的闸门控制电路的控制下,经过计数器、译码器的处理,最终将心率测试结果用数码管显示出来。
利用Mulitisim仿真软件,可以对此心率测试仪实现仿真。
本设计只需要被测人把手指放在传感器内不足10秒钟就可以精确测量出心率值,测量结果用三位七段数码管显示。
本设计在仿真实验中,当输入1Hz正弦信号时,经过6次测试,心率平均值为60次/分钟,最大误差1.67%;当输入2Hz正弦信号时,经过6次测试,心率平均值为119次/分钟,最大误差1.68%。
仿真结果满足课题要求的当心率大于50次/分钟时,误差小于5%,仿真实验成功,所设计心率测试仪达到预期目的。
【关键词】心率测试仪反射式传感器Mulitisim仿真软件数字脉冲信号ABSTRACTThe heart beat of each time will cause the capillaries of finger skin have a filling and shrinkage, the changes of blood signal can be used for the detection of heart rate, which causes the finger skin producing the weak vibration. The vibration signal can be used to test the heart rate This topic designs a heart rate tester which is based on reflecting photoelectric sensor, By reflecting photoelectric sensor extracts the pulse signal from finger skin and process it, at last making the heart rate measurement appears more simple and precise.This design mainly by six parts, including measuring circuit, amplifying circuit, filtering plastic circuit, times frequency circuit, control circuit and count decode display circuit. As for the design , the selection of sensor is the primary task in the measurement circuit, followed by signal amplifier and filtering plastic circuit design, the key point is that the count of the counter decoder circuit and the choice of the ways of decoding.This design uses reflecting photoelectric sensor whose outer is constant current source circuit, this design makes the human body pulse signal into the electrical signals which can be handled, and then through the electrical signal voltage amplifier, filtering hf, A/D conversion and frequency doubling processing get digital pulse signal, and then process it under the control of the gate control circuit which is composed by 555 timing device, followed by the counter, decoder, eventually display the heart rate test results with A digital tube.Using Mulitisim simulation software can realize the simulation about the heart rate tester. This design only needs to the man putting his finger in the sensor less than 10 seconds to measure the value of heart rate, the measured results will be displayed with three seven period of digital pipe. This designed simulation results show that when the input 1 Hz sine signals, after six times test, average heart rate for 60 times/minutes, the maximum error 1.67%; When the input 2 Hz sine signals, after six times test, heart rate average of 119 times a minute, the maximum error of 1.68%. The simulation results meet requirements when the subject is greater than 50 / minutes heart rate, the error is less than 5%, the simulation experiment is successful, and the design of the heart rate tester achieved the expected purpose.【Key words】Heart rate tester Reflecting sensor Mulitisim simulation software Digital pulse signal目录前言 (1)第一章基于反射式光电传感器的设计 (2)第一节心率测试仪组成构架图 (2)第二节反射式光电传感器分析 (3)一、反射式光电传感器定义 (3)二、反射式光电传感器在心率测试仪中的应用 (3)三、传感器信号关系 (4)第三节设计方案分析 (5)一、测量法的选择 (5)二、技术指标要求 (6)三、测试误差分析 (6)第二章指尖脉搏信号采集 (8)第一节反射式光电传感器的工作原理 (8)第二节传感器恒流源电路 (9)第三章信号处理 (11)第一节放大电路 (11)一、电路说明 (11)二、电路仿真 (12)第二节滤波电路 (13)一、电路分析 (13)二、仿真波形 (15)第三节整形电路 (15)一、集成施密特触发器74LS14D (16)二、电路仿真 (16)第四节倍频电路 (17)一、利用简单门电路等组成的二倍频电路级联 (17)二、8倍频电路仿真 (18)第五节本章小结 (19)第四章心率显示 (20)第一节控制电路 (20)一、控制信号的产生 (20)二、启动清零的控制 (24)第二节计数译码显示电路 (25)一、计数器 (25)二、译码显示电路 (26)三、电路仿真图 (27)第三节系统测试 (28)第四节本章小结 (29)致谢.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)-基于matlab的心率检测系统[管理资料]
毕业设计(论文)题目:基于matlab的心率检测系统学院:信息工程学院专业名称:电子信息工程班级学号:学生姓名:指导教师:二O16 年06 月基于matlab的心率检测摘要:1984年,美国MathWorks公司正式推出了商业数学软件matlab。
这是一款用于算法的研发、数据的可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。
在国际学术中,matlab已经公认为方便、准确、可靠的科学计算标准软件。
在研发部门,matlab更被认作高效研究、开发的首要软件。
如今,matlab更是已经渗透到我们生活的各行各业。
这次对心率的检测也用到了强大的matlab。
由于matlab包含了众多的函数,我们可以利用这些函数来处理心电信号的显示、滤波及RQS波的检测等。
本次设计中运用到了GUI,这样可以很方便直观的显示我们需要的波形及更快捷的对波形进行一系列的操作。
对心电数据的显示可以用matlab中的textread函数。
在滤波中更是可以用到众多的滤波函数如buttord函数、butter函数及blackman函数等。
在这次毕设中,对心电信号的滤波采用的是带通滤波器加上hamming窗滤波器,这样可以有效的减少噪声的干扰。
对RQS波的检测采用的是动态阈值法。
这种方法在实际运用中成功率很高,并且算法思路清晰简明。
对于心率的检测,在用动态阈值法找到R波后,就可以同过编程来计算心率。
关键词:matlab、心率检测、RQS波检测、滤波指导老师签名:Heart rate detection based on matlabStudent name : Zhong Wei Qiao Class: 12041440Supervisor: Yang Su HuaAbstract: In 1984, the United States MathWorks company officially launched the commercial mathematical software is a high technology computing language and interactive environment for the development of algorithms,data visualization, data analysis and numerical the international has been recognized as a convenient, accurate and reliable scientific computing standard R & D is recognized as an effective research and development of the first ,matlab is already penetrated into all walks of life in our lives.The detection of heart rate also used a powerful matlab in this matlab contains a large number of functions,we can use these functions to deal with the ECG signal display, filter and RQS wave design is applied to the GUI,this can be very convenient and intuitive display we need the waveform and more efficient to carry out a series of operation of the display of ECG data can be used in textread matlab the filter is to use a large number of filter functions such as buttord function, Blackman function and butter function and so this complete set, the ECG signal filtering using a band-pass filter and Hamming window filter, which can effectively reduce the noise dynamic threshold method is used to detect the RQS method in practical application success rate is very high, and the algorithm is clear and heart rate detection, after using the dynamic threshold method to find the R wave, you can use the program to calculate the heart rate.Keyword:matlab,heart rate detection ,RQS wave detection ,filterSignature of Supervisor:目录1 前言课题的背景及意义 (3)国内外研究概况及发展趋势 (3)研究的内容及实验方案 (4)2 心电信号及其特征心电信号的产生 (8)心电信号的特点 (9)心电信号频域特点 (9)心电信号时域特点 (10)3 心电信号的预处理心电信号预处理的意义 (11)滤波方案的设计与分析 (13)低通配合窗函数滤波 (14)带通配合窗函数滤波 (14)最终方案的选择 (16)4 心电信号RQS波的复检RQS波的检测方案与分析 (19)方案选择与处理 (21)5 心电信号的心率检测心率计算 (23)6 系统软件设计GUI结构设计 (24)模块实现 (26)7总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)第一章前言当前,我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。
毕业设计_心电检测仪
摘要本课题主要设计一个基于Atmega16的家用心电监测仪的研究设计。
根据人体心电信号的特征,设计心电信号采集系统,完成实时心电监测的功能。
本系统通过硬件电路实现了对心电信号实时的采集和处理,并将模拟的心电信号转换成数字信号送入主控单元,从而实现了心电信息的实时显示、存储、打印、报警等功能。
本设计选用具有低功耗的16位单片机Atmega16作为中央处理系统,通过心电传感器,从人体连续取得心电信号,经过专门的信号处理电路进行处理后送入中央处理系统,中央处理系统通过分析、处理,检测出病人的心电信号,并与正常的心电信号比较,对采集的心电信号进行实时分析、检测及记录,并选取大容量Flash存储器对采集处理后的心电信号进行存储。
同时,监测仪带有液晶显示器,能实时显示所检测的心电信号。
当病人出现紧急的心电症状时,其特有的报警功能可以及时的发出报警,便于及时的对病人进行救治。
该系统还可以打印出心电波形供医务人员分析病情时参考,及时准确的采取治疗措施,制定治疗方案。
该监测仪能长期、连续、可靠、稳定的工作,同时还具有体积小、存储容量大、功耗低、实时显示等特点,便于随身携带,使用方便,操作简单。
关键词心电监测心电监测仪心电传感器信号处理电路Title: The design of household ECG monitorAbstractThe topics mainly based Atmega16 household ECG monitor research and design. According to the characteristics of the human ECG, design ECG acquisition system,in real-time ECG monitoring function.This system has realized through the hardware circuit to heart signal real-time gathering and processing, and will simulate the heart signal transforms the digital signal to send in the master control unit, thus has realized the function of heart information's real time display, memory, printing, alarming, etc.This design uses a low-power 16-bit microcontroller Atmega16 as the central processing system, through ECG sensor, from the human body to obtain a continuous ECG signal, by a dedicated signal processing circuit after being fed into the central processing system, the central system analysis, processing to detect the patient's ECG signal, by comparison with a normal ECG, to achieve real-time detection, analysis, selected records, select a high-capacity Flash memory to store the acquisition of the ECG. At the same time, the monitors with a LCD monitor, be able to real-time display ECG signal. When a patient have a emergency ECG symptoms, its unique alarm function can trigger a timely warning and treatment of patients timely. The system can also print out ECG waveform to provide reference for medical personnel, and timely and accurate implementation of therapeutic measures to establish treatment programs. Not only that ,the key of system design make operation simple and faster.The monitor can long-term, continuous, reliable, stable job, and has a small size, large storage capacity, low power consumption, real-time display and other features, easy to carry, easy to use, easy to operate.Keywords ECG monitoring ECG monitor ECG sensor Signal processing circuit目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 本课题提出的意义和目的 (1)1.1.1本课题提出的意义 (1)1.1.2本课题提出的目的 (2)1.2心电监测仪的国内外发展现状 (3)1.3 人体心电信号的特点 (5)1.4 本课题的设计要求及研究内容 (5)1.4.1 本课题的设计要求 (5)1.4.2 本课题的研究内容 (6)第二章整体方案设计 (7)2.1系统整体方案的确定 (7)2.2各模块方案的确定 (7)第三章硬件电路的设计 (10)3.1中央处理系统的设计 (10)3.2信号采集电路的设计 (12)3.2.1心电传感器的设计 (12)3.2.2右腿驱动电路的设计 (13)3.3前置放大电路的设计 (14)3.3.1前置放大电路的要求 (14)3.3.2前置放大器的设计 (15)3.4高通滤波电路的设计 (17)3.5低通滤波电路的设计 (18)3.6 50Hz陷波电路的设计 (19)3.7后置放大电路的设计 (21)3.8 A/D转换电路的设计 (22)3.9打印电路的设计 (25)3.10存储器的设计 (27)3.11显示电路的设计 (28)3.12键盘电路的设计 (29)3.12.1按键开关的抖动问题 (30)3.12.2键盘与单片机的连接 (30)3.13报警电路的设计 (32)3.14稳压电源电路的设计 (32)3.14.1稳压电源的组成 (32)3.14.2电源电路的设计 (33)第四章软件设计 (35)4.1软件设计的要点 (35)4.1.1相邻两个心电波间隔时间的取得 (35)4.1.2瞬时心率值的存储方式 (35)4.1.3心率值的显示方式 (35)4.1.4报警的处理方法 (35)4.1.5打印的波形和数据 (36)4.2系统部分程序设计 (36)4.2.1主程序的设计 (36)4.2.2数据采集子程序的设计 (37)4.2.3数据显示子程序的设计 (38)4.2.4打印子程序的设计 (39)4.2.5存储子程序的设计 (40)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)第一章绪论1.1本课题提出的意义和目1.1.1本课题提出的意义生物电现象是生命活动的基本属性,它几乎在机体的一切生命过程中都伴随生物电的产生。
毕业设计《心电信号采集模块的设计与开发》
毕业论文(设计)心电信号采集模块的设计与开发姓名学号学院专业年级指导教师2010年5月30日山东大学学士学位论文摘要心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。
据统计,心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病,世界上心脏病的死亡率仍占首位。
因此,对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视,准确地进行心电信号提取,为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。
随着电子技术的迅速发展,医用电子监护系统近年来己在临床诊断中逐渐应用。
针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发。
设计一种用于心电信号采集的电路,然后进行A/D转换,使得心电信号的频率达到采样要求。
人体的心电信号是一种低频率的微弱信号,由于心电信号直接取自人体,所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。
为获得含有较小噪声的心电信号,需要对采集到的心电信号做降噪处理。
目前对心电信号的降噪有多种方法,本文主要从滤波的方面介绍将噪声从信号中分离。
关键词:心电信号采集,降噪,A/D转换放大,电源电路ABSTRACTHeart disease has become the one of major disease,which does harm to human health.According to statistics,cardiovascular disease is the major disease of threatening human life.The death rate of heart disease still takes the first place around the world,so the diagnose and treatment for cardiovascular disease is paid much attention by the medical circle around the world.Accurately extracting ECG signal and providing effective method of auxiliary analyses is a very meaningful task.Along with quick development of electronics technique,Medical electron monitoring system has been applied to the clinical diagnosis in the recent years.ECG signal acquisition, data conversion module design and development beyond the ECG characteristics. Design a circuit for ECG acquisition, and then do the A / D conversion, make the frequency of ECG sampling requirements to achieve. ECG signal is a low frequency signal, because ECG is taken directly from the human body, so the process of ECG acquisition inevitably mixed with a variety of interference signals. In order to obtain Low noise ECG signal, we need to do noise reduction of the collected ECG signal. Now, there are many ways to do the noise reduction of the ECG signal, this article introduce how to separate noise from signal using the filter.KEYWORDS: ECG signal acquisition, noise reduction, A / D conversion, power circuit目录第一章绪论 (1)1.1 心电信号采集和分析系统的发展历史 (1)1.2 心电信号采集分析系统的研究现状 (3)1.2.1 研究现状 (3)1.2.2 随身携带的便携式心电监护仪的发展现状 (4)1.2.3心电远程监护系统的发展现状 (5)第二章研究基础 (7)2.1 人体心电信号的产生机理 (7)2.2 体表心电图及心电信号的特征分析 (7)2.2.1 心脏电传导过程分析 (7)2.2.2 心电信号时域特征分析 (8)2.2.3 心电信号的电特性分析 (9)2.3心电信号的噪声来源 (9)2.4 心电电极和导联体系分析 (10)2.4.1系统电极选择 (10)2.4.2 心电信号导联体系分析 (11)第三章硬件电路设计 (14)3.1 心电信号采集电路的设计要求 (14)3.2 心电采集电路总体框架 (14)3.3 采集电路模块 (16)3.3.1前置放大电路设计 (16)3.3.3 滤波电路设计 (18)3.4电平抬升电路 (21)3.5 心电信号的50Hz带阻滤波器设计 (21)3.6 A/D转换模块电路设计 (22)3.6.1 ADC0809简介 (22)3.6.2 ADC0809的工作过程 (24)3.6.3 ADC0809与单片机的接口 (24)3.7电源电路设计 (25)3.8 本章小结 (26)第四章软件部分设计 (27)4.1开发软件Keil C51简介 (27)4.2 软件总体设计框图 (27)4.3 部分程序 (28)4.3.1 选择通道及启动A/D转换程序 (28)4.3.2 检测忙碌及读写程序 (29)4.3.3 设定坐标程序 (29)4.3.4 画任意直线程序 (30)第五章展望与未来 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)山东大学学士学位论文第一章绪论心脏是人体血液循环的动力泵,心脏搏动是生命存在的重要标志,心脏搏动的节律也是人体生理状态的重要标志之一。
毕业设计 心电检测仪
摘要本课题主要设计一个基于Atmega16的家用心电监测仪的研究设计。
根据人体心电信号的特征,设计心电信号采集系统,完成实时心电监测的功能。
本系统通过硬件电路实现了对心电信号实时的采集和处理,并将模拟的心电信号转换成数字信号送入主控单元,从而实现了心电信息的实时显示、存储、打印、报警等功能。
本设计选用具有低功耗的16位单片机Atmega16作为中央处理系统,通过心电传感器,从人体连续取得心电信号,经过专门的信号处理电路进行处理后送入中央处理系统,中央处理系统通过分析、处理,检测出病人的心电信号,并与正常的心电信号比较,对采集的心电信号进行实时分析、检测及记录,并选取大容量Flash存储器对采集处理后的心电信号进行存储。
同时,监测仪带有液晶显示器,能实时显示所检测的心电信号。
当病人出现紧急的心电症状时,其特有的报警功能可以及时的发出报警,便于及时的对病人进行救治。
该系统还可以打印出心电波形供医务人员分析病情时参考,及时准确的采取治疗措施,制定治疗方案。
该监测仪能长期、连续、可靠、稳定的工作,同时还具有体积小、存储容量大、功耗低、实时显示等特点,便于随身携带,使用方便,操作简单。
关键词心电监测心电监测仪心电传感器信号处理电路Title: The design of household ECG monitorAbstractThe topics mainly based Atmega16 household ECG monitor research and design. According to the characteristics of the human ECG, design ECG acquisition system,in real-time ECG monitoring function.This system has realized through the hardware circuit to heart signal real-time gathering and processing, and will simulate the heart signal transforms the digital signal to send in the master control unit, thus has realized the function of heart information's real time display, memory, printing, alarming, etc.This design uses a low-power 16-bit microcontroller Atmega16 as the central processing system, through ECG sensor, from the human body to obtain a continuous ECG signal, by a dedicated signal processing circuit after being fed into the central processing system, the central system analysis, processing to detect the patient's ECG signal, by comparison with a normal ECG, to achieve real-time detection, analysis, selected records, select a high-capacity Flash memory to store the acquisition of the ECG. At the same time, the monitors with a LCD monitor, be able to real-time display ECG signal. When a patient have a emergency ECG symptoms, its unique alarm function can trigger a timely warning and treatment of patients timely. The system can also print out ECG waveform to provide reference for medical personnel, and timely and accurate implementation of therapeutic measures to establish treatment programs. Not only that ,the key of system design make operation simple and faster.The monitor can long-term, continuous, reliable, stable job, and has a small size, large storage capacity, low power consumption, real-time display and other features, easy to carry, easy to use, easy to operate.Keywords ECG monitoring ECG monitor ECG sensor Signal processing circuit目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 本课题提出的意义和目的 (1)1.1.1本课题提出的意义 (1)1.1.2本课题提出的目的 (2)1.2心电监测仪的国内外发展现状 (3)1.3 人体心电信号的特点 (5)1.4 本课题的设计要求及研究内容 (5)1.4.1 本课题的设计要求 (5)1.4.2 本课题的研究内容 (6)第二章整体方案设计 (7)2.1系统整体方案的确定 (7)2.2各模块方案的确定 (7)第三章硬件电路的设计 (10)3.1中央处理系统的设计 (10)3.2信号采集电路的设计 (12)3.2.1心电传感器的设计 (12)3.2.2右腿驱动电路的设计 (13)3.3前置放大电路的设计 (14)3.3.1前置放大电路的要求 (14)3.3.2前置放大器的设计 (15)3.4高通滤波电路的设计 (17)3.5低通滤波电路的设计 (18)3.6 50Hz陷波电路的设计 (19)3.7后置放大电路的设计 (21)3.8 A/D转换电路的设计 (22)3.9打印电路的设计 (25)3.10存储器的设计 (27)3.11显示电路的设计 (28)3.12键盘电路的设计 (29)3.12.1按键开关的抖动问题 (30)3.12.2键盘与单片机的连接 (30)3.13报警电路的设计 (32)3.14稳压电源电路的设计 (32)3.14.1稳压电源的组成 (32)3.14.2电源电路的设计 (33)第四章软件设计 (35)4.1软件设计的要点 (35)4.1.1相邻两个心电波间隔时间的取得 (35)4.1.2瞬时心率值的存储方式 (35)4.1.3心率值的显示方式 (35)4.1.4报警的处理方法 (35)4.1.5打印的波形和数据 (36)4.2系统部分程序设计 (36)4.2.1主程序的设计 (36)4.2.2数据采集子程序的设计 (37)4.2.3数据显示子程序的设计 (38)4.2.4打印子程序的设计 (39)4.2.5存储子程序的设计 (40)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)第一章绪论1.1本课题提出的意义和目1.1.1本课题提出的意义生物电现象是生命活动的基本属性,它几乎在机体的一切生命过程中都伴随生物电的产生。
基于微控制器的心率监测器设计毕业设计
基于微控制器的心率监测器设计毕业设计
介绍
心率监测器是一种能够监测人的心率,并将这些数据处理并输
出的装置。
毕业设计旨在设计一款基于微控制器的心率监测器。
设计步骤
步骤一:选型
在设计心率监测器时,我们需要选用合适的器件进行设计。
在
这里,我们选用Cortex-M3作为主控芯片,MAX作为心率传感器,OLED显示器作为结果输出器。
步骤二:硬件电路设计
通过使用Cortex-M3作为主控芯片,MAX作为心率传感器,OLED显示器作为输出器,我们可以完成硬件电路设计。
步骤三:软件程序设计
在设计好硬件电路后,需要编写软件程序。
我们使用Keil C编译器进行程序设计。
程序的主要功能是读取心率传感器的数据,并将其处理后输出到OLED显示器上。
总结
通过本次毕业设计,我们成功地设计了一款基于微控制器的心率监测器。
这款设备使用Cortex-M3作为主控芯片,MAX30102作为心率传感器,OLED显示器作为结果输出器。
设计的主要目的是为了提高人们对于自身健康状况的关注度,并且可以在普及应用中使人们更好的了解自身健康状况。
(完整版)心电监护仪器的原理及使用毕业设计
毕业设计(论文)题目:心电监护仪器的原理及使用分院:卫生分院专业:医用电子仪器与应用学号:xxxxx姓名:xxxx指导老师:xxx完成日期:2014年3月25日摘要心电护测仪是结合心电监测技术与移动计算技术,对心电异常变化进行实时动态监测预警的辅助性诊断设备。
该设备具有心电信息的采集、存储、智能分析预警等功能。
并具备精准监测、触屏操控、简单便捷等特点。
关键词作用功能监护仪是一种以测量和控制病人生理参数,并可与已知设定值进行比较,如果出现超标可发出警报的装置或系统。
监护仪与监护诊断仪器不同,它必须24小时连续监护病人的生理参数,检出变化趋势,指出临危情况,供医生应急处理和进行治疗的依据,使并发症减到最少达到缓解并消除病情的目的。
监护仪的用途除测量和监护生理参数外,还包括监视和处理用药及手术前后的状况。
心电监护仪能随时随地24小时连续监测和记录心电数据,自动根据患者当前的心电基础数据,跟踪捕捉患者具有临床价值的动态变化数据并自动存储,无需医生和患者人工设置,有效减轻医院医生工作负荷。
心电监护仪实现了各种人体运动状态下的心电信号监测,通过客户端软件、远程数据中心分析系统和医学专家团队进行多层次、多角度分析判断,并通过健康热线给予用户医疗建议。
心电监护仪采用大尺寸触摸屏设计,这意味着用户可以直观地通过屏幕进行各种功能的操作,使用简单便捷。
心电监护仪可以有效屏蔽肌电信号、电磁信号干扰,保证了心电数据的精准性和分析的有效性,对心脏异常状况监测有临床意义。
一、概述监护仪功能各异,其具体工作原理也不同,但一般都是通过传感器感应各种生理变化,然后放大器会把信息强化,再转换成电信息,这时数据分析软件就会对数据进行计算,分析和编辑,最后在显示屏中的各个功能模块显示出来,或根据需要记录,打印下来,当监测的数据超出设定的指标时,就会激发警报系统,发出信号引起医护人员的注意。
心电监护仪是医院实用的精密医学仪器,能同时监护病人的动态心电图形、呼吸、体温、血压(分无创和有创)、血氧饱和度、脉率等生理参数。
心电信号检测处理技术研究毕业设计论文
1 绪论1.1 课题研究的背景和意义随着生活节奏的加快、工作压力的增大,心脏病成为严重危害人民健康的疾病之一。
我国死亡人口中大约有20%~30%是与心脏病有关。
及时了解人类心脏病的状况,对于适时治疗、预防心脏病突发死亡,具有十分重要的意义。
目前,医生对心血管疾病的诊断基本上是以常规心电图(ECG)为主要手段,它在诊断心律变异、心肌缺血、心肌梗塞等方面有着重要作用,它是记录心脏电活动简单而实用的方法,能反映出兴奋在心脏内的传播过程及心脏的机能状态。
如果心脏的传导系统发生障碍或某部分心肌发生病变,心电活动的变化能恰当及时地反映在心电图上,表现为各个波形的异常变化和进行性演变过程[1]。
产生心电图的波形信号和其他生命体系统产生的信号一样,具有以下几个主要特点:第一随机性较强:即信号无法用确定的函数式来描述;第二是噪声背景强:欲测的有用信号往往淹没在许多无用信号中;第三是信号频率相对低:难以正确识别信息;第四是心电信号基本是周期的但它又有着非平稳的性质,随时都处于微小的变动之中,而不是固定不变的[2]。
所以如何对心电信号准确地检测并进行有效地处理,是摆在人们面前的难题,它己经成为目前信号处理领域一个比较热门的研究课题。
与此同时也出现了相应的分析方法和分析理论,进而推动着科学的进步和发展。
早期在处理信号受限于硬件设备而难以实践。
现在随着科学技术的快速发展,硬件条件已经不是问题,并且有很多测方法被提出,小波变换(Wavelet Transform)便是当今一项重要的检测技术,它是以数学理论为基础,它能同时提供心电图信号的时域和频域的局部化信息。
小波分析还具有多尺度性和“数学显微”特性,这些特性使得小波分析能够识别信号中的突变信号。
90年代以后小波变换由理论探讨阶段进入了工程应用阶段。
目前在数字信号分析、语音处理、影像处理及计算机视觉等研究领域上迅速发展[3]。
本课题即针对心电图(ECG)信号的特征加以研究分析,主要采用小波分析方法对信号进行预处理和特征提取,使变换后的心电数据曲线平滑、特征点突出,客观地反映信息的真实性,给医生提供清晰的心电图形,真实地反应心脏内病灶的部位或严重程度,进而提高分析和诊断的精确性,所以它在医学临床应用方面具有十分重要的意义[4]。
毕业论文 心率监测系统设计
毕业论文题目:心率监测系统设计摘要心率是指单位时间内心脏跳动的次数,一般指每分钟的心跳次数,是临床常规检查的生理指标。
心率监测系统在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。
在医学上,通过测量人的心率,便可初步判断人的健康状况。
本课题设计完成了一个基于51单片机的心率监测系统。
系统以AT89C51单片机为核心,以红外发光二极管和光敏三极管为传感器,利用单片机系统内部定时器来计算时间,由光敏三极管感应心跳脉冲,单片机通过脉冲累加得到心脏跳动次数,在数码管上显示心跳次数和时间。
系统实现了心率的实时监测与显示、定时测量以及报警提醒等功能。
实验结果表明,系统工作正常,测量灵敏度高,实现了设计功能。
关键词:心率监测;A T89C51单片机;光电传感器AbstractHeart rate generally refers to the number of heart beats per minute. It is one of the physiological indexes in clinical routine examination. The heart rate monitoring system has been widely used in our daily life. In medicine, it can preliminarily determine the health status by measuring heart rate. This paper proposes a new system based on a single-chip microcomputer and two sensors of an infrared light emitting diode and a photo transistor. The sensors detect heart beating and the single-chip microcomputer gets the frequency by accumulating the times of heart beating. The time is obtained by the inner timer of the single-chip microcomputer. This system can not only display the heart rate, the test time online, but also give alarming as a reminding when the heart rate is not normal. The test result shows that the system works well with high sensitivity and short delay. It has realized the functions of design.Keywords:Hearting rate monitoring;AT89C51 single-chip microcomputer;Photoelectric sensor目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2心率监测系统的发展与应用 (2)第2章心率监测系统结构 (3)2.1系统结构 (3)2.2工作原理 (3)第3章硬件系统设计 (5)3.1控制器 (5)3.1.1AT89C51 简介 (5)3.1.2AT89C51 的特点 (5)3.1.3AT89C51 的结构 (5)3.2心率信号取样 (7)3.2.1光电传感器的原理 (7)3.2.2光电传感器的结构 (8)3.2.3光电传感器检测原理 (8)3.2.4信号取样电路 (9)3.3信号放大电路 (10)3.3.1LM324放大器 (10)3.3.2低通放大电路 (10)3.4波形整形电路 (12)3.5单片机控制电路 (14)3.6LED显示电路 (14)3.6.1LED的结构及工作原理 (15)3.6.2LED数码管的显示方式 (16)3.7报警电路 (16)3.8硬件系统原理 (17)第4章软件系统设计 (18)4.1主程序流程 (18)4.2中断程序流程 (18)4.3显示程序流程 (19)第5章系统干扰分析及处理措施 (20)5.1干扰分析 (20)5.1.1环境光干扰及处理措施 (20)5.1.2电磁干扰及处理措施 (20)5.1.3测量过程中运动噪声干扰及处理措施 (21)第6章系统测试结果 (22)6.1硬件调试 (22)6.2系统测试 (24)6.3误差分析 (24)第7章总结与展望 (25)参考文献 (26)附录 (28)致谢 (34)第1章概述1.1 选题的背景和意义心率(Heart Rate)是用来描述心跳周期的专业术语,是指心脏每分钟跳动的次数, 它不仅是反映心脏功能强弱的重要标志,也是反映人体运动强度的生理指标。
手握心率计毕业设计
手握心率计毕业设计篇一:心率测试仪设计与制作毕业论文毕业论文心率测试仪设计与制作摘要:脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。
本系统采用AT89S52单片机为核心而制作的一种实用型脉搏测量仪。
采用红外发射和接收二极管作为传感器对人体的脉搏心率警醒数据采集。
得到的信号经过整形和放大后送入AT89S52单片机进行处理。
单片机将采集到的脉搏心率在LCD液晶显示器上实时显示出来,同时还设置了脉搏测量仪的上下限报警电路。
本文首先描述本设计的整体思路,然后介绍各个部分设计中的细节问题,最后提出一些完善本设计的改进意见。
关键字:脉搏计单片机AT89S52 人体脉搏信号实时显示目录1.系统方案选择与论证 (4)1.1任务 (4)1.2要求 (4)1.3系统基本方案 (4)1.3.1各部分电路的方案选择及论证 (4)1.3.2 系统各模块的最终方案 (6)2.系统硬件设计 (7)2.1 信号采集整形部分设计 (7)2.2 矩阵键盘的设计 (7)2.3液晶显电路 (8)3.系统软件设计 (9)3.1系统主程序的设计 (9)3.2脉搏波动频率测量子程序的设计 (9)3.3键盘扫描子程序 ................................................................124.调试与分析 (13)5.收获与体会 (13)附录1(硬件电路原理图): (14)附录2(主要程序): (14)1.系统方案选择与论证1.1任务设计并制作一个脉搏检测器1.2要求(1)、通过脉搏传感器采样脉搏信号,设计脉搏波检测电路,通过示波器显示出来(2)、将整形后的脉冲波送入单片机,采用单片机构成脉搏检测仪,要求实时显示脉率变化,脉率超限时用蜂鸣器报警,报警范围可以通过键盘设定。
1.3系统基本方案根据题目的要求系统模块可以基本划分为:脉搏传感器部分、信号放大整形电路部分、单片机处理电路部分及显示电路部分。
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目录摘要第一章绪论…………………………………………第二章工作原理……………………………………§2.1 总体设计…………………………………§2.2 心电信号的检测及采集……………………第三章原理设计与方案论证………………………§3.1 高频滤波电路………………………………§3.2 心电信号放大电路…………………………§3.3 陷波电路…………………………………§3.4 AD转换……………………………………§3.5 存储器………………………………………§3.6 程序设计……………………………………第四章器件介绍………………………………………§4.1 生物电引导电极……………………………§4.2 仪表放大器AD623……………………………§4.3 AD转换器ADC0809……………………………§4.4 LM324 ………………………………………§4.5 AT24C64 ……………………………………§4.6 DA转换器 DAC0832……………………………§4.7 MCS-51 ………………………………………第五章信号干扰及其预防措施………………………总结……………………………………………………致谢……………………………………………………参考文献…………………………………………………附录…………………………………………………附录一……………………………………………………附录二……………………………………………………1 2 2 2 5 5 5 7 9 10 10 14 141415 181819202526272829 29 32摘要本论文介绍了一种体积小巧的心电检测仪的设计过程。
此仪器由于具有存储心电信号和回放心电信号的功能。
因此出于体积方面的考虑,仪器主要选择了体积小,功耗低的器件。
例如:小体积的仪器放大器AD623和I2C总线结构的EEPROM AT24C64。
控制部分选用技术成熟的MCS-51系列的微处理器,此处理器功能强大,还具有节电功能。
心电信号的最高频率为125Hz。
根据采样定理,采样频率应大于250Hz,在此设计中采样频率为250Hz,所以AD转换器选用了速度更快的逐次逼近式AD转换起ADC0809。
DA转换器为DAC0832,它的分辨率与ADC0809相同都是8位的,电流输出稳定时间为1µs,完全符合系统的要求。
EEPROM AT24C64的存储容量达8K字节,在250Hz采样频率的情况下可存储30s左右的心电信号。
该心电检测仪,性能稳定,抗干扰能力强,完全能够满足一般的家庭应用,具有广阔的市场前景。
关键词:心电检测 50Hz陷波器 AD转换器 DA转换器仪表放大器AbstractThis paper introduce one small and exquisite heart electric design process of detector.This instrument stores the electric signal of heart and goes back to rest assured about the function of the electric signal. In consideration of volume, the device has been chosen mainly smallly, the device of the low power dissipation. For example: Small instrument amplifier AD623 and I2C bus EEPROM AT24C64 of structure of volume.The microprocessor selecting MCS-51 series with ripe technology for use partly, this processor is powerful, and is economize on electricity functions to have also. The supreme frequency of the electric signal of heart is 125Hz. According to the theorem of sampling, sampling frequency should be greater than 250Hz, in this design sampling frequency is 250Hz, so AD converter has selected approaching type converter ADC0809 of AD one by one more quickly of speed for use. DA converter for DAC0832, resolution ratio of 8 bit, electric current output steady time 1 μs, totally accord with the systematic request. The memory capacity of EEPROM AT24C64 reaches the byte of 8K, can store about 30s of electric signals of heart in case of 250Hz sampling frequency. This electric detector of heart, performance is steady, anti-interference ability is strong, the family application that can be satisfied and general, have wide market prospects.Keywords: The heart electricity measuring 50Hz falls into the wave device AD Converter DA Converter Instrument amplifier第一章绪论生物电现象是生命活动的基本属性,几乎在机体的一切生命过程中都伴随生物电的产生。
人体的各种生物电的研究、记录已经成为了解人体各器官的功能、临床诊断、治疗的可靠依据。
心血管疾病是一种较为普遍的疾病,而且以上升为人类死亡的第一疾病,因此,随着生活节奏的加快,生活水平和健康意识的提高,人们需要随时对心脏进行健康监护并且能在比较危急的情况下进行及时的诊治;同时,如果长期住在医院里面进行监护和治疗,那样花费高而且也给医院带来了不小的门诊压力。
心电检测仪是诊断心脏病的重要仪器之一,目前市场上有多种心电检测仪,但是这些心电检测仪都不太适合在家庭中使用。
为此,一种能够在家庭中应用、操作简单、价格便宜的低功耗家用电检测仪的设计方案应运而生。
众所周知,随着科学技术的发展、人类社会的进步,全球医疗仪器的发展也是日新月异。
21世纪的医疗行业主要呈现以下两个特点:第一、未来的医疗世界,主要的代表产品是纳米机械元件、随身佩戴式化学感测器、居家保健应用医疗器材等。
第二、信息与医疗技术紧密地结合在一起。
家用心电检测仪的设计正是顺应这两个大趋势。
另外,从过去SARS病毒爆发来看,它不仅席卷了全国大多数省份,而且给许多人带来了心里的恐慌,可以预计,它将会推动居家保健应用医疗器材的发展。
因此,家用心电检测仪在国内外都是一种新型产品,具有极大的市场发展潜力。
第二章工作原理§2.1总体设计为了实现心脏的"健康监护"和"家庭门诊",该家用心电检测仪具有以下基本功能:●抗干扰能力强;●操作简单;●体积小,重量轻,携带方便;●可随时存储心电信号;●可多次、重复输出心电信号;●利用外部存储器将需要存储的心电信息保存以便日后作为诊治参考;§2.2心电信号的检测及采集下面以信号的流程为顺序,说明各部分电路的原理和功能。
各部分的具体原理图见附录一。
框图如图2-1所示:图2-1心电检测仪器框图高频电磁波会对心电检测产生高频干扰,为了减少和避免干扰,除了在导联线外包一层金属屏蔽网,还在心电检测的输入部分设计了高频滤波电路。
心电信号通过电极及高频滤波电路,滤去高频干扰,进入信号放大部分。
由于电极板与人之间存在极化电压,如果它与心电信号同时进入放大器的话,将会使放大器进入饱和或截止状态,这样就不能对心电信号进行放大了,所以在放大器的输入的端还有一个隔直电容,大小为4μF。
心电信号幅值在0.05~4 mV之间,为了满足AD转换的要求,放大器的放大倍数设1000倍,增益与电阻RG 的关系式:GRKVAΩ+=1001。
这样放大后的心电信号的最高幅度达4V。
心电信号放大的同时公频干扰信号也被放大了,心电信号就迭加在50Hz的公频干扰中。
为了滤除公频干扰,在放大电路的输出端加了一个50Hz陷波电路。
陷波电路采用有源双T型,此电路具有元件少,易调试等优点,具体的电路和原理在下一章有详细的介绍。
没有公频干扰的心电信号,进入AD转换部分。
心电信号频率在0.05~125Hz,根据采样定律,采样频率不得低于250Hz,在本设计中采样频率为250Hz,即采样间隔为4mS。
AD 转换、数据存储、DA转换都是由微处理器MCS-51来控制的,每进行一次AD 转换,就将当前数据保存在数据存储器AT24C64里。
当存储器写满后,停止AD转换。
在键盘控制电路中有两个按键,其中一个是用来发送再次进行AD 转换命令的,另一个发送DA转换命令。
DA转换一直重复反复的执行直到再次发出AD转换的命令。
第三章原理设计与方案论证§3.1 高频滤波电路高频电磁波会对心电检测仪产生高频干扰,为了减少和避免干扰,除了在导联线外包一层金属屏蔽网,还在心电检测仪的输入部分设计了高频滤波电路。
典型的高频滤波电路如图3-1所式。
图3-1高频滤波电路高频电路有R1,C1;R2,C2组成。
因为心电检测仪心电放大器有两个输入端,所以有两个高频滤波器,它们由A点接地。
RA 和RB是前置放大器的输入电阻。
当频率很高时,干扰信号绝大部分降落在R1和R2上,几乎不能输入到前置放大器。
§3.2 心电信号放大电路进行心电测量时,常常要求在若干个测量点中对任意两点间的电位差作多种组合测量,即对两点间的电位差进行放大。