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便携式人体心电检测仪的设计

[关键词:心电检测仪]  [热度 ]
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作品编号:txgc0120,word全文:40页,合计:16000

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便携式人体心电检测仪的设计毕业设计论文------

第一章从心电信号检测技术的诞生讲起,论述了人体健康的重要性和心电信号检测在生活中必不可少的作用。介绍了国内外对心电检测研究的历史背景和近年心电图检测所用到的技术成果。同时也提到了国外一些公司企业在心电检测类仪器的产品,以及我国的一些研究论著,和目前对于心电检测还存在技术上的问题讨论。我们在设计中将会结合目前的研究现状,总结应用一些心电研究方法,设计出一款能够滤除外界信号干扰,并且性价比合适的心电检测仪器。

第二章从介绍人体心电信号的特征开始,讲述了从心肌细胞电信号产生的原理到人体体表心电信号形成的电位差的生理学过程。可以看到心电信号的本质是电在人体表面的电压差值,连续的实时动态反映就形成心电图。采集时利用心电肢体导联的接法,将本文中讲述到的吸附电极涂上导电膏吸附在相应的部位即可。由于人体是处于外界电信号的干扰之中,因此就有必要采取措施避免在前端采集时加在人体上的干扰。我们采用了右腿驱动电路,外界信号过大时放大器的反向饱和就避免了干扰信号的输入。本章中给出了右腿驱动的仿真电路图。这一章为我们后面的心电信号处理前提准备。

第三章介绍了出于对心电信号的幅度值大小的考虑,为了方便的显示出心电波形,心电信号的需要首先进行第一级放大。根据信号本身在采集过程中会引入共模干扰的特点,采用了具有高的共模抑制比的放大器件AD620。阐明了AD620放大放大器的工作原理。之后说明导联脱落检测电路的设计可以很好的避免由于人体运动导致某一个电极接触不良而引起的误差信号干扰。最后在本章的结尾处给出了电路仿真图和信号放大结果。

第五章讲述了心电信号的数字处理部分,即心电的A/D转换和存储功能。通过对单片机MSP430F449的介绍我们了解到它具有的一些优良特性和片内的AD转换结构模型,这些有利于理解采样控制过程的编程思想。MSP430单片机内部的寄存器,不能满足心电图形的存储需要,因此,此处使用外部扩展存储器AT45DB041B来存储心电数据,并给出了部分初始化程序[20]。设计中使用IAR软件进行程序编译,调试并下载到单片机中,本文里给出了操作的图示。

主要结论

作为设计型要求任务便携式心电检测仪器,作者完成的工作以及实现的功能主要分为以下几个方面:

1、整体设计了便携带式心电检测,包含整个系统的总体框架设计、心电检测系统设计条件的讨论以及解决方法、基于便携带式心电信号的采集,分析并提出心电导联右腿驱动采集方法的设计。本课题作为一个现代医疗的设计思路,就如何考虑便携带式心电检测,以及在设计的过程中需要重点考虑哪些方面的内容提出了自己的一些思路,同时提出了一些解决方案。针对便携带式的设计思路,本设计在肢体心电导联的基础上选用了连接简单、信号采集方便、抗运动干扰能力较强的吸附电极采集的方式。

2、本设计提出了心电采集放大的要求并根据信号本身的特点和外界干扰的影响选用高共摸抑制比的AD620 设计了相应的放大电路、同时为了保证心电信号的有效输出采用了带通滤波器以及双T网络 50Hz 滤波器。出于便携式电路设计的考虑,还设计了导联脱落检测电路,防止导联脱落给病人心电波形检测带来的误差。在设计元件的选择上尽量选择低功耗、宽电压范围、多用途以及精确度高的芯片,在电路的设计上尽量采用电路简单、抗干扰能力强、电路结构合理的电路。通过电路的调试,基本上可以实现数据检测单元小巧轻便,并且可以同时实现心电信号放大、信号模拟滤波等功能,心电放大倍数满足预期要求、波形失真较小。

3、采用新型的高精度的模数转换MSP430F449单片机完成了 A/D转换设计,实现了心电数据的实时采集、模数转换、心电数据存储等简单处理,用 C 语言设计了串口电路调试部分并用IAR软件完成了串口调试,实现了数据的AD转换,通过这个电路的作用可以为以后的心电波形显示、SPI串口通信以及心电分析模块转换出合适的数字信号。

4、用C语言编写了心电A/D转换,存储程序......

 

 


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