【正文】 江西科技師范學 院 畢業(yè)設計（論文） 題目（中文 ） ： 基于 AVR單片機心電圖儀的設計 （外文 ） ： ECG based on the design of the AVR 院（系 ） ： 通信與電子學院 專 業(yè)： 電子信息工程 學生姓名： 鐘強 學 號： 20202080 指導教師： 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心電圖儀的硬件設計 ....................................................7 心電圖儀的硬件設計方案 ....................................................7 ATmega128單片機的介紹 ....................................................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 信號采集電路設計 ..........................................................11 導聯(lián)通道的選擇 ........................................................11 差分運放的選擇 ........................................................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心電圖儀的軟件設計 ....................................................19 主程序流程 ................................................................19 串口初始化 ................................................................20 信號采集程序設計 ..........................................................20 液晶顯示程序 ..............................................................21 按鍵程序 ..................................................................22 5 結束語 ........................................................................23 參考文獻 ........................................................................24 2 基于 AVR單片機心電圖儀的設計 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。由于心電信號中通常混雜有其它生物電信號，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，測量條件比較復雜。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、低噪聲及強抗干擾能力等性能。本設計利用 AVR 單片計和 A/D 轉換以及多路模擬開關設計了一種符合上述要求的多路心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 關鍵詞： 心電圖儀；信號采集；信號處 理； ATmega128單片機 1. 引言 近幾年來生物醫(yī)學測量與儀器的研究和開發(fā)應用發(fā)展十分迅速 ,其主要發(fā)展趨勢是 : 完善儀器的功能 ,注意人機工程的運用使測量儀器實現(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)護技術及儀器 ,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 ,以及將這些技術應用于多媒體技術和高速信息公路相結合的遠程醫(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)生作進一步的診斷。對于情況嚴重的患者或行動不便的人 ,希望能夠利用網(wǎng)絡通信的先進技術 , 立即把測量的心電圖信號通過遠程傳送的方式 ,傳送到指定的醫(yī)院由醫(yī)生進行診斷。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行健康監(jiān)護 , 并且能在較危急的情況下進行及時的診治。對慢性病患者來說 , 如果長期住在醫(yī)院里接受監(jiān)護和治療 ,不僅花費高而且給醫(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計研制的。 心電圖儀的 研究現(xiàn)狀 英國生理學家 Einthoven 在 1887 年用毛細管靜電計記錄了心動電流圖。為了得到更準確的心電圖信息，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上，改進了其設計方法，提高了心電圖的質量。其在 1903 年設計了弦線式電流計，該弦線式電流計采用了新的設計方法，利用極細的鍍銀石英絲代替動圈，并通過反射鏡記錄心動電流，解決了以前測量設備的惰性大，記錄誤差大以及需要繁瑣的數(shù)學計算等缺點。同年，他又制定了標準測量單 位，即心電圖的影線在縱坐 3 標上波 1cm，代表 1mv 的電位差，在橫坐標上移動 1cm 為 秒。這種方法簡單直觀， 并采用 P、 Q、 R、 S、 T等字母標出心電圖上的各波，這種標記方法一致沿用至今。同時制定了三種標準異聯(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，被尊稱為“心電圖之父”， 1924 年 Eintho ven 教授獲得了諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。 從此利用心電圖協(xié)助診斷疾病逐漸廣泛應用于臨床。隨著社會的發(fā)展，心電圖檢測理論越 來越成熟與完善，另外機械、電子、計算機等技術的迅猛發(fā)展，帶動了醫(yī)療器械發(fā)生了革命性變化，極大的增強了心電圖機的功能。 動態(tài)心電圖 (Dynamic Electrocardiography DCG