基于單片機(jī)的心電圖儀系統(tǒng)設(shè)計doc(編輯修改稿)
2025-08-14 01:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 出通道是采用軟件分時控制其輸出通道。輸出后的數(shù)字信號直接送往單片機(jī)處理，當(dāng)存儲鍵有效時，單片機(jī)就會把輸入信號存儲起來，存儲采用順序存儲方式，即先存第一通道再存第二通道，為了保證每個通道不會少存或重存，我們用單片機(jī)來不斷查詢ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)束線EOC，即第一個通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完以后，EOC線為高電平，然后存儲到第一個通道的存儲區(qū)，同時切換到第二個通道的A/D轉(zhuǎn)換，存儲方法與第一個道通道一樣。為了回放的時候能看到比較完整的心電圖形，存儲周期（每一個通道）設(shè)置為8KB*400us=，因此要占用較大的數(shù)據(jù)存儲空間，顯然單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲空間是無法滿足要求的，本系統(tǒng)采用的是外擴(kuò)兩片8KB的數(shù)據(jù)存儲芯片以達(dá)到設(shè)計要求。當(dāng)存儲鍵無效的時候，摸/數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號直接由單片機(jī)輸出，信號不會存儲起來。單片機(jī)輸出的信號送到下一級數(shù)/摸轉(zhuǎn)換電路還原成模擬信號，再經(jīng)過倒T網(wǎng)絡(luò)后送到示波器顯示。當(dāng)回放鍵有效的時候，就會把存儲在外部數(shù)據(jù)單元的心電信號顯示出來。圖八所示是單片機(jī)與信號調(diào)理電路連接框圖。由于單片機(jī)里存儲的是兩路信號，而本設(shè)計的提高部分又要求同時顯示這兩路信號，但DAC0832轉(zhuǎn)換后只有一個輸出端口，為了達(dá)到此要求，我們設(shè)計了兩種方案。方案一：采用CPLD來還原DAC0832送來的兩路信號，然后通過倒T形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電平移位，把兩路心電信號電平移到不同的電平等級上，再通過CPLD進(jìn)行二選一切換送往示波器，由于人眼視覺暫留，而CPLD切換的速度非?？?，因此在示波器上看上去就是兩路信號同時顯示。雖然這種方法較容易實(shí)現(xiàn)，且易于控制，兩通道之間干擾小，但用到了CPLD芯片，價格比較昂貴，況且這里要求切換的頻率不是很高,普通單片機(jī)可以輕松實(shí)現(xiàn)，不需要使用復(fù)雜的CPLD系統(tǒng)。所以，在這里我們不采用此方案。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，在某一時刻我們只讓單片機(jī)存儲的一路信號送往DAC0832，在DAC0832輸出的外部我們并聯(lián)了兩個倒T形網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行電平移位，而這兩個倒T形網(wǎng)絡(luò)另一端接在高速模擬開關(guān)4051的兩個通道上，通過單片機(jī)來控制4051的選擇地址線。當(dāng)?shù)谝宦沸盘査瓦^來時，用單片機(jī)來控制4051打開一個通道進(jìn)行信號的傳輸，然后送到顯波器顯示；第二路信號來時，4051又打開另外一個通道送往顯示。這樣，不斷地切換兩個通道來進(jìn)行輪流顯示，只要切換的速度足夠快，同樣在示波器看上去也是兩路信號同時顯示。因此,我們采用了此方案。T型電阻的結(jié)構(gòu)如下： 圖七 設(shè)Vin=0V 時，V0=V1；Vin=5V時，V0=V2。 根據(jù)KCL原理，利用下列二元一次方程組求出RR2：V1 / R0 = (5 － V1) / R1 － V1 / R2V2 / R2 = (5 － V2) / R0 ＋ (5 － V2) / R1 其中，第一路V1為脈沖序列的低電平，電壓為1V， V2為脈沖序列的高電平，電壓為 V1 ＋ ；第二路V1為脈沖序列的低電平，V2為脈沖序列的高電平，電壓為 V1 ＋ 設(shè)R0 = 51KΩ解此方程組可得RR2 列如下表：一路二路R1/ KΩR2/ KΩV1/VV2/V四、擴(kuò)展電路圖 圖八五、軟硬件電路設(shè)計：（一）、軟件圖六、電源設(shè)計(1)+15V電源() 15V電源電路圖如圖所示對于濾波電容的選擇,要考慮：一、整流管的壓降；二、815/7915最小允許壓降；三、電網(wǎng)波10%。從而允許紋波的峰峰值按近似電流放電計算，并設(shè)(通角)，則C= 選取濾波電容C=2200/30V(2) +5V電源(1A) 電源電路如圖所示允許的最大紋波峰峰值C= 選取濾波電容C=4700/16V（三）+12V電源設(shè)計同上，電路圖如下：七、測試報告（儀器種類、型號、觀測現(xiàn)象、測試步驟）(一)、測試儀表100M的模擬示波器、數(shù)字萬用表、函數(shù)波發(fā)生器、EDA系統(tǒng)開發(fā)工具、仿真器、PC機(jī)等。（二）、調(diào)試過程及功能實(shí)現(xiàn)調(diào)試過程：心電信號放大部分的調(diào)試 （1）前置級調(diào)試 由AD620來完成前置級，按照題目的要求，在此部分信號放大倍數(shù)要達(dá)到1000倍，為此，我們利用LM324采用了兩級放大。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)過測試，輸出的波形會出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，于是我們把Rg換成了一個50K的可變電阻，經(jīng)過調(diào)試當(dāng)Rg=，波形失真最小。（2）高通濾波器的調(diào)試 在高通部分，為了滿足題目的要求，經(jīng)過計算，, 為了能夠看到高通濾波的效果，我們用信號發(fā)生器產(chǎn)生的三角波作為它的輸入信號，經(jīng)過仔細(xì)的調(diào)整，,電壓衰減很大,波形也變得非常的不穩(wěn)定,且失真，因此基本達(dá)到我們設(shè)計的要要求。（3
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