基于單片機(jī)的心電圖儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 截止頻率（理論截止頻率為500Hz） 輸入峰峰值為5V的三角波，頻率調(diào)節(jié)范圍為50——600Hz，用示波器測(cè)量輸出電壓峰峰值，所得低通濾波電路測(cè)試數(shù)據(jù)如下表：NO12345頻率53Hz62100Hz350Hz550Hz輸出電壓5V增益0（3）頻帶內(nèi)響應(yīng)波動(dòng)指標(biāo)測(cè)試為了減小工頻干擾，我們引用了陷波電路，所以對(duì)50Hz左右的信號(hào)衰減是較大的，自然也就能滿足題目對(duì)“頻帶內(nèi)響應(yīng)波動(dòng)在+3dB之內(nèi)“的要求。（5）主放大電路 利用同相比例運(yùn)放兩級(jí)放大。對(duì)工頻進(jìn)行陷波提高電路的穩(wěn)定性，利用雙T二階帶阻濾波電路進(jìn)行陷波。我們先設(shè)AD620的Rg=5K，外接電阻分別為50K，這樣前置的放大倍數(shù)大概就是20倍，但經(jīng)過測(cè)試，輸出的波形會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，于是我們把Rg換成了一個(gè)50K的可變電阻，經(jīng)過調(diào)試當(dāng)Rg=，波形失真最小。T型電阻的結(jié)構(gòu)如下： 圖七 設(shè)Vin=0V 時(shí)，V0=V1；Vin=5V時(shí)，V0=V2。方案二：采用模擬開關(guān)和89C51來進(jìn)行控制，具體電路見原理圖，在某一時(shí)刻我們只讓單片機(jī)存儲(chǔ)的一路信號(hào)送往DAC0832，在DAC0832輸出的外部我們并聯(lián)了兩個(gè)倒T形網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行電平移位，而這兩個(gè)倒T形網(wǎng)絡(luò)另一端接在高速模擬開關(guān)4051的兩個(gè)通道上，通過單片機(jī)來控制4051的選擇地址線。由于單片機(jī)里存儲(chǔ)的是兩路信號(hào)，而本設(shè)計(jì)的提高部分又要求同時(shí)顯示這兩路信號(hào)，但DAC0832轉(zhuǎn)換后只有一個(gè)輸出端口，為了達(dá)到此要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種方案。當(dāng)存儲(chǔ)鍵無效的時(shí)候，摸/數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)直接由單片機(jī)輸出，信號(hào)不會(huì)存儲(chǔ)起來。 圖六 通過調(diào)節(jié)100K的電位器，從而可以調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍。但這種方法算法雖然簡(jiǎn)單但程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，所以不采用此方案。因此我們選擇了此方案。③ 二級(jí)以上的濾波。圖三為低通濾波的幅頻特性. 圖三有源濾波方案：① 一階濾波。Ｕ６Ｂ、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｃ８、Ｃ９構(gòu)成低通濾波器，同樣，為不損失其高頻成分，截止頻率設(shè)計(jì)為ｆ＝１／２π＝500Hz放大電路由LM32Ｒ１２、Ｒ１３構(gòu)成。濾波部分如圖３所示，帶通濾波由雙運(yùn)放集成電路LM324構(gòu)成。試驗(yàn)表明：１０倍左右效果較好。ADG609的真值表如下： A1A0EN通道選擇XX0NONE0011011210131114（2）前置放大部分 方案一：采用LM324與NE5534等低噪聲,具有一定精度的普通運(yùn)算放大器要構(gòu)建放大電路,但從體表采集到的信號(hào)除了人體的心臟產(chǎn)生的電信號(hào)以外,還包含肌電,工頻干擾收起的共模信號(hào)可能遠(yuǎn)大于心電信號(hào),從而影響系統(tǒng)對(duì)心電信號(hào)的分析采樣,因此,但有這樣的單個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的電路難以達(dá)到較高的共模抑制比,故不采取此方案。由于這種方法的思路非常清晰，各通道之間干擾小，但總體來說由于采用了兩個(gè)通道，耗資大，所以本設(shè)計(jì)不采用此方案。⑤波形A/D采集存儲(chǔ)模塊：以單片機(jī)為核心，利用ADC0809。
二、系統(tǒng)原理圖以及各模塊的說明系統(tǒng)原理圖 圖一模塊說明： ①導(dǎo)聯(lián)選擇：采用CD4051來完成，用單片機(jī)來控制。由于這些原因，我們不采用這種方法。 方案一：采用模擬分立元件，可以產(chǎn)生心電波，但采用模擬元件太大，即使使用單片機(jī)電路參數(shù)也與外部元件有關(guān)，外接的電阻電容對(duì)參數(shù)影響很大，在濾波過程中會(huì)出現(xiàn)很大的干擾，使得輸出不精確，即此電路抗干擾能力低，成本也高；而且靈活性差，不能實(shí)現(xiàn)各種輸出的智能化。為了不失真地檢出有臨床價(jià)值的干凈心電信號(hào)，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。 簡(jiǎn)易心電圖儀的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)者：汪仨 王彪 魯成華 譚桂仁 謝華超 劉柱康摘 要 心電圖是臨床疾病診斷中常用的輔助手段。由于心電信號(hào)中通?；祀s有其它生物電信號(hào)，加之體外以50Hz工頻干擾為主的電磁場(chǎng)的干擾，使得心電噪聲背景較強(qiáng)，測(cè)量條件比較復(fù)雜。主放大器可將濾波后的信號(hào)進(jìn)一步放大到合適范圍后，再經(jīng)50Hz陷波器濾除工頻和肌電干擾，然后將符合要求的心電模擬信號(hào)由模擬輸入端送入高速ADC，以進(jìn)行高精度A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)。但是，共模抑制比很難達(dá)到發(fā)揮80db以上，而且精確度不高，在以后的輸出中會(huì)出現(xiàn)很多的毛刺。所以采用此方案。④50Hz陷波電路：采用LM324作為核心，用大小相當(dāng)?shù)碾娮桦娙輼?gòu)成陷波電路，電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。三、系統(tǒng)電路與理論
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