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。 AT89C51单片机的心电监测系统的设计+电路图(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_90041.html