基于單片機(jī)的心電圖儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)doc(編輯修改稿)
2024-08-14 01:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出通道是采用軟件分時(shí)控制其輸出通道。輸出后的數(shù)字信號(hào)直接送往單片機(jī)處理，當(dāng)存儲(chǔ)鍵有效時(shí)，單片機(jī)就會(huì)把輸入信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)，存儲(chǔ)采用順序存儲(chǔ)方式，即先存第一通道再存第二通道，為了保證每個(gè)通道不會(huì)少存或重存，我們用單片機(jī)來(lái)不斷查詢ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)束線EOC，即第一個(gè)通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完以后，EOC線為高電平，然后存儲(chǔ)到第一個(gè)通道的存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)切換到第二個(gè)通道的A/D轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)方法與第一個(gè)道通道一樣。為了回放的時(shí)候能看到比較完整的心電圖形，存儲(chǔ)周期（每一個(gè)通道）設(shè)置為8KB*400us=，因此要占用較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，顯然單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是無(wú)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(chǔ)芯片以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)存儲(chǔ)鍵無(wú)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(lái)。單片機(jī)輸出的信號(hào)送到下一級(jí)數(shù)/摸轉(zhuǎn)換電路還原成模擬信號(hào)，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(shí)候，就會(huì)把存儲(chǔ)在外部數(shù)據(jù)單元的心電信號(hào)顯示出來(lái)。圖八所示是單片機(jī)與信號(hào)調(diào)理電路連接框圖。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。方案一：采用CPLD來(lái)還原DAC0832送來(lái)的兩路信號(hào)，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(hào)電平移到不同的電平等級(jí)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?？欤虼嗽谑静ㄆ魃峡瓷先ゾ褪莾陕沸盘?hào)同時(shí)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(jià)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(lái)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(lái)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(lái)控制4051的選擇地址線。當(dāng)?shù)谝宦沸盘?hào)送過來(lái)時(shí)，用單片機(jī)來(lái)控制4051打開一個(gè)通道進(jìn)行信號(hào)的傳輸，然后送到顯波器顯示；第二路信號(hào)來(lái)時(shí)，4051又打開另外一個(gè)通道送往顯示。這樣，不斷地切換兩個(gè)通道來(lái)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(hào)同時(shí)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(shí)，V0=V1；Vin=5V時(shí)，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(jì)：（一）、軟件圖六、電源設(shè)計(jì)(1)+15V電源() 15V電源電路圖如圖所示對(duì)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(jì)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(jì)同上，電路圖如下：七、測(cè)試報(bào)告（儀器種類、型號(hào)、觀測(cè)現(xiàn)象、測(cè)試步驟）(一)、測(cè)試儀表100M的模擬示波器、數(shù)字萬(wàn)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(hào)放大部分的調(diào)試 （1）前置級(jí)調(diào)試 由AD620來(lái)完成前置級(jí)，按照題目的要求，在此部分信號(hào)放大倍數(shù)要達(dá)到1000倍，為此，我們利用LM324采用了兩級(jí)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(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。（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(jì)算，, 為了能夠看到高通濾波的效果，我們用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的三角波作為它的輸入信號(hào)，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?cè)O(shè)計(jì)的要要求。（3
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1