便攜式心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)

作者：孫繼川時(shí)間：2014-08-26 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：在對(duì)心電信號(hào)采集、處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合MSP430F149單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)低功耗、實(shí)時(shí)的便攜式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。首先通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)采集、放大、濾波、去噪，然后借助于MATLAB實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)數(shù)字濾波、去噪的仿真，最后對(duì)單片機(jī)編寫程序運(yùn)行調(diào)試，主要完成心率測(cè)試、心電圖記錄以及簡(jiǎn)單分析等功能。　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 　　心電信號(hào)是很微弱的生理信號(hào)，容易受到周圍環(huán)境的干擾。為了使心電圖更加準(zhǔn)確、清晰，系統(tǒng)采用模擬濾波與數(shù)字濾波相結(jié)合的方式處理心電信號(hào)。通過(guò)心電極采集心電信號(hào)，采集的心電信

　　2.3 后級(jí)放大電路設(shè)計(jì)

　　由于心電信號(hào)放大器總的電壓放大倍數(shù)要求1000倍，前置級(jí)放大倍數(shù)為10，所以后級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為100即可滿足要求。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/262222.htm

　　如圖4所示，放大倍數(shù)：

　　2.4 電平抬升電路設(shè)計(jì)

　　經(jīng)過(guò)模擬電路放大濾波后的心電信號(hào)是交流信號(hào)，而MSP430系列單片機(jī)的轉(zhuǎn)換范圍是正電壓信號(hào)(0~3.3V)，所以有必要將模擬信號(hào)抬升至0V以上，把雙極性信號(hào)變成單極性信號(hào)。電路設(shè)計(jì)如圖5所示。

　　2.5 施密特觸發(fā)器電路設(shè)計(jì)

　　心電信號(hào)經(jīng)過(guò)1000倍的放大以后，峰值最大可達(dá)4V，就可以采用施密特觸發(fā)器進(jìn)行波形變換，把心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為矩形波。矩形波就會(huì)有下降沿和上升沿，只要調(diào)用單片機(jī)中的下降沿或者上升沿中斷即可記錄心跳的個(gè)數(shù)。施密特觸發(fā)器是在555定時(shí)器的基礎(chǔ)上搭建而來(lái)。電路設(shè)計(jì)如圖6所示。

　　3 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件流程圖如圖7所示。首先在單片機(jī)的液晶上顯示功能菜單，為使用者提供兩個(gè)功能選項(xiàng)：心率測(cè)量和心電圖記錄。進(jìn)入心率測(cè)量界面后啟動(dòng)定時(shí)器，記錄開始，通過(guò)記錄4次心跳后顯示心率值，每次顯示后，記錄刷新再次顯示結(jié)果，主要是為了使結(jié)果更加準(zhǔn)確。在記錄期間可以通過(guò)按鍵結(jié)束測(cè)量，心率測(cè)試結(jié)束后直接回到主菜單。進(jìn)入心電圖記錄頁(yè)面后，啟動(dòng)AD初始化，系統(tǒng)自動(dòng)完成AD轉(zhuǎn)換、數(shù)值提取、FIR濾波，最后顯示心電圖。顯示完心電圖后，使用者可以通過(guò)按鍵返回主菜單。