2 心电监测系统的设计

2。1 心电监测系统的设计方案

方案一：采用美国TI公司的16位混合信号处理器MSP430作为核心处理器件，MSP430可以实现心电信号采集、存储、传输系统，MSP430系列单片机具有低功耗的特点，非常适合做便捷式产品。通过联导的方式采集表皮的电信号，采集信号通过前置放大电路，然后通过滤波电路消除干扰信号，再利用二级放大电路把滤波后的信号放大，通过A/D转换后通过单片机将心电信号发送到显示屏。文献综述

方案二：采用ATMEL公司的低功耗 8位处理器AT89C51作为核心处理器件，AT89C51可以根据采集到人体心电信号的进行处理，同样还具有体积较小，低功耗的特点，利于携带，使用快捷。通过采集装置将信号输入到前置放大器，信号通过一系列放大之后，再由滤波电路进行信号滤波，经过滤波后的信号通过后级放大电路将其放大，再由A/D转化电路把模拟信号直接转化为数字值发送到单片机。经过处理的心电信号最终由显示屏显示到液晶屏上。

2。2 心电监测系统的设计方案对比

2。2。1 主控芯片的对比

MSP430系列单片机，其内部具有很多模拟电路、数字电路以及一些微处理器，具有强大的功能。但是该芯片昂贵并不适合一般的设计研究。而51系列的单片机具有高可靠性，价格低，不易解密，高性能等特点，同时还有32个IO口，且51系列的单片机可以在线编程、调试，容易实现程序的下载和整机的调试。故选用51系列单片机作为主控芯片。

2。2。2 显示模块的对比

采用点阵式的数码管显示，点阵式的数码管是通过八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较清晰，但是采用在显示数字比较太浪费，且价格也相对昂贵，所以不用此种作为显示。

采用LCD液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能相对强大，也可以显示文字，图形，显示多样，清晰可见，对于本次设计而言LCD的液晶屏即可，而且需要的借口线较多，但会给调试带来诸多方便。

2。3 系统设计的方案实施

2。3。1 系统结构设计

本电监测系统设计选择上述方案二。

心电信号本身是一种比较微弱的电信号，首先需要利用前置放大电路将采集的信号放大。在人体信号源中同时也存在许多噪声的干扰，需要设计一个补偿电路来抵消这些干扰。经过放大之后的信号需要通过滤波电路进行滤波。为了同时消除心电信号中0。05Hz以下的频率信号、105Hz以上的频率信号的干扰，则需要让心电信号依次分别通过低通滤波器和高通滤波器，经过滤波电路之后的信号会比较干净。然后则需要将心电信号放大到伏特级别，让其通过一个主放大电路。同时，为了便于单片机和ADC0808的信号采集和处理，需要设计一个加法器电路，将心电信号提升到0V以上。然后再由单片机发送处理后的信号显示在液晶屏上。整个系统的结构图如图2。1所示。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

系统结构图

2。3。2系统结构设计的可行性论证

在日常的接触中了解到，心电信号采集可以利用一些特定的传感器来实现；对于前置放大电路，则采用集成仪表放大器AD620对信号进行前置放大；对于补偿电路，本次设计是用运算放大器和反馈电阻组成补偿电路；对于滤波电路，可以利用有源滤波器电路进行计算并设计出符合要求的低通滤波器、高通滤波器；对于主放大电路，则需要利用集成运算放大器对信号进行再次放大；对于同相加法器电路，可以利用集成运算放大器来完成对加法器的设计；对于心电信号的数字化以及分析处理，需要利用单片机和ADC0808来设计电路；对于显示电路，则只要直接将心电信号在液晶上显示。A/D转换电路、显示电路和单片机对心电信号的分析处理需要进行软件的编写。