【正文】 江西科技師范學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目（中文 ） ： 基于 AVR單片機(jī)心電圖儀的設(shè)計 （外文 ） ： ECG based on the design of the AVR 院（系 ） ： 通信與電子學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 鐘強(qiáng) 學(xué) 號： 20202080 指導(dǎo)教師： 蔣琴 年 月 日 成 績： 1 目錄 ..........................................................................1 心電圖儀的 研究現(xiàn)狀 ........................................................2 心電圖儀的 發(fā)展趨勢 ........................................................3 研究 心電圖儀的 意義 ........................................................4 ............................................................5 心電圖儀的工作原理 ........................................................5 心電信號的產(chǎn)生機(jī)理 ........................................................6 心電信號的特征 ............................................................6 時域特征 ..............................................................6 頻譜特征 ..............................................................7 AVR心電圖儀的硬件設(shè)計 ....................................................7 心電圖儀的硬件設(shè)計方案 ....................................................7 ATmega128單片機(jī)的介紹 ....................................................8 微處理器的選型 ........................................................8 微處理器的特點 ........................................................9 ATmega128的主要引腳功能 ..............................................10 信號采集電路設(shè)計 ..........................................................11 導(dǎo)聯(lián)通道的選擇 ........................................................11 差分運(yùn)放的選擇 ........................................................12 前 置放大電路 ..........................................................12 后級放大電路 ..........................................................13 濾波電路 ..............................................................14 陷波處理電路 ..........................................................15 電平抬升電路 ..........................................................16 電源電路 ..............................................................17 信號處理電路設(shè)計 ..........................................................17 處理電路方案 ..........................................................17 存儲電路 ..............................................................18 按鍵電路 ..............................................................18 LCD顯示電路 ...........................................................19 AVR心電圖儀的軟件設(shè)計 ....................................................19 主程序流程 ................................................................19 串口初始化 ................................................................20 信號采集程序設(shè)計 ..........................................................20 液晶顯示程序 ..............................................................21 按鍵程序 ..................................................................22 5 結(jié)束語 ........................................................................23 參考文獻(xiàn) ........................................................................24 2 基于 AVR單片機(jī)心電圖儀的設(shè)計 摘要： 心電圖是臨床疾病診斷中常用的輔助手段。心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是心電圖 檢查儀的關(guān)鍵部件。人體心電信號的主要頻率范圍為 ~100Hz，幅度約為 0~4mV，信號十分微弱。由于心電信號中通?；祀s有其它生物電信號，加之體外以 50Hz 工頻干擾為主的電磁場的干擾，使得心電噪聲背景較強(qiáng)，測量條件比較復(fù)雜。為了不失真地檢出有臨床價值的干凈心電信號 【 1】 ，往往要求心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有高精度、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲及強(qiáng)抗干擾能力等性能。本設(shè)計利用 AVR 單片計和 A/D 轉(zhuǎn)換以及多路模擬開關(guān)設(shè)計了一種符合上述要求的多路心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 心電圖儀；信號采集；信號處 理； ATmega128單片機(jī) 1. 引言 近幾年來生物醫(yī)學(xué)測量與儀器的研究和開發(fā)應(yīng)用發(fā)展十分迅速 ,其主要發(fā)展趨勢是 : 完善儀器的功能 ,注意人機(jī)工程的運(yùn)用使測量儀器實現(xiàn)自動化與智能化；發(fā)展無拘束及適合家庭使用的生物測量與監(jiān)護(hù)技術(shù)及儀器 ,例如，適合家庭或個人使用的心電、血壓、血糖及其他生理、生化參數(shù)的檢測與記錄技術(shù) ,以及將這些技術(shù)應(yīng)用于多媒體技術(shù)和高速信息公路相結(jié)合的遠(yuǎn)程醫(yī)療保健系統(tǒng)等。 因此 ,人們希望有一種醫(yī)療儀器 ,能夠在家里隨時隨地進(jìn)行心電圖信號的測量 ,并且把心電圖信號記錄下來 ,做大概的判斷 ,在方便 的時候到醫(yī)院讓醫(yī)生作進(jìn)一步的診斷。對于情況嚴(yán)重的患者或行動不便的人 ,希望能夠利用網(wǎng)絡(luò)通信的先進(jìn)技術(shù) , 立即把測量的心電圖信號通過遠(yuǎn)程傳送的方式 ,傳送到指定的醫(yī)院由醫(yī)生進(jìn)行診斷。作為一個醫(yī)生 ,在門診和查病房時 ,也希望有一個可以隨身攜帶的心電圖儀器 , 方便疾病的快速診斷。 隨著生活節(jié)奏的加快 , 生活水平和健康意識的提高 , 人們需要隨時對心臟進(jìn)行健康監(jiān)護(hù) , 并且能在較危急的情況下進(jìn)行及時的診治。對慢性病患者來說 , 如果長期住在醫(yī)院里接受監(jiān)護(hù)和治療 ,不僅花費(fèi)高而且給醫(yī)院容量帶來壓力，所這種以便攜式心電圖儀 【 2】 正是滿 足以上趨勢和需要而設(shè)計研制的。 心電圖儀的 研究現(xiàn)狀 英國生理學(xué)家 Einthoven 在 1887 年用毛細(xì)管靜電計記錄了心動電流圖。為了得到更準(zhǔn)確的心電圖信息，從 1895 年開始他展開了對心臟動作電流的研究，并在德? 阿森瓦爾氏的鏡影電流計基礎(chǔ)上，改進(jìn)了其設(shè)計方法，提高了心電圖的質(zhì)量。其在 1903 年設(shè)計了弦線式電流計，該弦線式電流計采用了新的設(shè)計方法，利用極細(xì)的鍍銀石英絲代替動圈，并通過反射鏡記錄心動電流，解決了以前測量設(shè)備的惰性大，記錄誤差大以及需要繁瑣的數(shù)學(xué)計算等缺點。同年，他又制定了標(biāo)準(zhǔn)測量單 位，即心電圖的影線在縱坐 3 標(biāo)上波 1cm，代表 1mv 的電位差，在橫坐標(biāo)上移動 1cm 為 秒。這種方法簡單直觀， 并采用 P、 Q、 R、 S、 T等字母標(biāo)出心電圖上的各波，這種標(biāo)記方法一致沿用至今。同時制定了三種標(biāo)準(zhǔn)異聯(lián)系統(tǒng)。在 1912 年他深入研究了正常心電圖的波動范圍后，提出了著名的“愛因托芬三角”理論?？傊麑π碾妶D的創(chuàng)立及發(fā)展有著不可磨滅的貢獻(xiàn)，被尊稱為“心電圖之父”， 1924 年 Eintho ven 教授獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。 從此利用心電圖協(xié)助診斷疾病逐漸廣泛應(yīng)用于臨床。隨著社會的發(fā)展，心電圖檢測理論越 來越成熟與完善，另外機(jī)械、電子、計算機(jī)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動了醫(yī)療器械發(fā)生了革命性變化，極大的增強(qiáng)了心電圖機(jī)的功能。 動態(tài)心電圖 (Dynamic Electrocardiography DCG