【正文】 壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)（一般有177。10%左右的波動(dòng)），負(fù)載和溫度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的倉(cāng)庫(kù)。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再釋放出來(lái)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。這種電容兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來(lái)承擔(dān)濾波的任務(wù)。 穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成。變壓器把交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)中需要5V、177。12V、177。15V電源供電，因此要設(shè)計(jì)三種穩(wěn)壓電源電路。首先產(chǎn)生177。15V電源，然后將15V電源作為供電電源，分別產(chǎn)生177。12V和5V電源。1．177。 177。15V電源電路圖2．177。 177。12V電源電路圖3． 5V電源電路圖177。15V電源主要是前置放大器AD620的供電電源，177。12V電源是集成運(yùn)放LF412的供電電源，5V電源是主控芯片、AD轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、顯示器等的供電電源。第四章 軟件設(shè)計(jì)相鄰兩個(gè)心電波間隔時(shí)間的測(cè)定是能否正確計(jì)算出瞬時(shí)心率值的關(guān)鍵，其采用的方法是：讓Atmega16單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器工作于定時(shí)器方式，并作1ms定時(shí)，定時(shí)溢出的次數(shù)記錄在寄存器TCNT1H和TCNT1L中．其中TCNT1H為高位，TCNT1L為低位。定時(shí)器每溢出中斷一次，寄存器TCNT1H，TCNT1L中的值加1。另外在外部中斷服務(wù)程序中．每來(lái)一個(gè)中斷就讀出TCNT1H，TCNT1L中的值，并把TCNT1H，TCNT1L置0。這樣兩次中斷之間的時(shí)間，也就是兩次心跳之間的間隔時(shí)間，等于TCNT1H，TCNT1L中的值除以1000,單位為秒，再除以60求得的時(shí)間值即為瞬時(shí)心率值。本心電監(jiān)測(cè)儀采用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是AT24C64，存儲(chǔ)容量達(dá)8K字節(jié)，也就是8192個(gè)字節(jié)，如果將每次測(cè)得的心率值都存放在RAM 中，假如被測(cè)者的平均心率為100次／min，則可記錄的時(shí)間為8192／100=≈1h21min。但是在許多場(chǎng)合，并不要求將每次心率值都記錄下來(lái)。例如在用心率值來(lái)衡量體力勞動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，就只需知道被測(cè)者在某一較短時(shí)間內(nèi)的平均心率值就可以了，因此該程序設(shè)計(jì)了兩種記錄功能：一種是將每次測(cè)得的心率值都記錄下來(lái),一種是將5s內(nèi)測(cè)得的心率值平均，然后再把平均值記錄下來(lái) 。如果按5s記錄一個(gè)數(shù)據(jù)。則每分鐘可記錄l2個(gè)數(shù)據(jù)，每小時(shí)可記錄720個(gè)數(shù)據(jù)，該監(jiān)測(cè)儀可記錄的時(shí)間為：8192／720≈11h。在程序中，心臟每跳一次，便計(jì)算出一個(gè)瞬時(shí)心率值，接著將瞬時(shí)心率值送入顯示器顯示。測(cè)量完畢后，還可通過(guò)按鍵重新顯示記錄下來(lái)的心率值和測(cè)量時(shí)間值。在該程序中，采用三態(tài)保護(hù)方法實(shí)行軟件抗干擾，提高測(cè)量精度。但當(dāng)連續(xù)5個(gè)心率值出錯(cuò)時(shí)，蜂鳴器則報(bào)警。同時(shí)將出錯(cuò)時(shí)的測(cè)量時(shí)間值保存下來(lái)，將心電圖打印出來(lái)，等待測(cè)試人員檢查。如誤差小于5次，則將誤差值去除，不予記錄。心電監(jiān)護(hù)儀配備打印機(jī)，對(duì)患者的心電波形、心率值和患者信息進(jìn)行打印，這些可由操作者自行控制。因此，打印機(jī)要能實(shí)現(xiàn)打印字符串、圖形等功能。程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是模塊化的程序設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分成不同的模塊，對(duì)各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊進(jìn)行程序化的設(shè)計(jì)。 主程序流程圖主程序主要是對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初始化和檢查各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，并通過(guò)判斷各個(gè)按鍵的狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的程序。當(dāng)S1鍵按下時(shí)，心電監(jiān)測(cè)儀開(kāi)始工作，并調(diào)用數(shù)據(jù)采集子程序；在主菜單中，S2鍵可以上下的翻頁(yè)，選擇數(shù)據(jù)回顧和打印等功能，并按下S3鍵確定所選擇的功能；采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)主控芯片處理后送入顯示模塊顯示，當(dāng)有數(shù)據(jù)回顧命令時(shí)，顯示存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，此時(shí)，當(dāng)有打印命令時(shí)，打印相應(yīng)的波形，液晶顯示不工作；當(dāng)再次按下S1鍵時(shí)，系統(tǒng)停止工作。 系統(tǒng)上電后，可以通過(guò)按鍵和程序控制是否開(kāi)始采集心電信號(hào)，以及控制心電信號(hào)的處理過(guò)程，能否正確的采集心電信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理是本課題設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，除了硬件部分的設(shè)計(jì)外，軟件的程序設(shè)計(jì)也同樣重要。 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖識(shí)別出心電波形后，要對(duì)其進(jìn)行處理和判斷，并將其存儲(chǔ)和顯示，當(dāng)出現(xiàn)重病報(bào)警時(shí)，能實(shí)時(shí)的打印、存儲(chǔ)和顯示報(bào)警信息，并發(fā)出報(bào)警。通過(guò)指令控制心電信號(hào)采樣時(shí)間間隔，并能存儲(chǔ)瞬時(shí)心率值。監(jiān)測(cè)儀配有液晶顯示器，可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和波形的顯示，便于患者和醫(yī)務(wù)人員直觀的觀察心電波形。 數(shù)據(jù)顯示子程序流程圖系統(tǒng)上電后，液晶顯示器會(huì)顯示主界面，當(dāng)其接到顯示命令時(shí)，顯示寫(xiě)入寄存器中的數(shù)值和波形。在數(shù)據(jù)回顧情況下，顯示存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，當(dāng)要執(zhí)行打印命令時(shí)，液晶顯示不工作，從而，實(shí)現(xiàn)顯示和打印分時(shí)工作。硬件電路部分已經(jīng)介紹了GP16打印機(jī)的引腳功能及其與單片機(jī)的接口方式，GP16有自己的打印命令和工作方式，可以打印字符串、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)和圖形。 打印子程序流程圖打印機(jī)有一位狀態(tài)字可供CPU查詢，當(dāng)接收到非法指令時(shí)錯(cuò)誤位D7置1，不執(zhí)行打印操作，接到正確的命令后該位清0；D0為忙（BUSY）位，當(dāng)CPU輸入的數(shù)據(jù)、命令未處理完或處于自檢狀態(tài)時(shí)均置1，空閑時(shí)置0?？梢酝ㄟ^(guò)向打印機(jī)輸入命令執(zhí)行打印程序，并通過(guò)查詢狀態(tài)字判斷打印機(jī)的狀態(tài)和命令字的正確與否。1．存儲(chǔ)器寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序。 寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序流程圖當(dāng)存儲(chǔ)器收到存儲(chǔ)命令時(shí)，啟動(dòng)寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序，將CPU傳送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中，保存患者數(shù)據(jù)和心電波形。2．存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)子程序。存儲(chǔ)器主要完成對(duì)患者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，當(dāng)醫(yī)務(wù)人員對(duì)患者進(jìn)行治療時(shí)，可以通過(guò)讀取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，了解患者的病情，輔助治療。當(dāng)存儲(chǔ)器接到讀取數(shù)據(jù)命令時(shí)，CPU調(diào)用該程序，并完成后續(xù)的顯示和打印等工作。結(jié) 論本設(shè)計(jì)采用傳感器采集心電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路和中央處理系統(tǒng)的分析和處理，完成了對(duì)心電信號(hào)存儲(chǔ)、顯示、打印、重病報(bào)警等功能。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，完成了實(shí)時(shí)心電監(jiān)測(cè)的目的。由于心電信號(hào)微弱，又有來(lái)自于外界和內(nèi)部噪聲的干擾，因此心電信號(hào)的提取和處理的過(guò)程至關(guān)重要，電路的設(shè)計(jì)中要采取措施消除干擾和噪聲，本設(shè)計(jì)中，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)同時(shí)存在，為了減少干擾，采用右腿驅(qū)動(dòng)電路來(lái)抑制共模的干擾，并設(shè)計(jì)了50Hz濾波器濾除工頻干擾。傳感器采集的心電信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波和放大處理后送入中央處理系統(tǒng)，心電信號(hào)經(jīng)過(guò)中央處理系統(tǒng)的處理、分析，繼而完成后續(xù)的顯示、存儲(chǔ)、打印和報(bào)警等功能。本設(shè)計(jì)針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了研究，盡管本次設(shè)計(jì)基本滿足家用心電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，但是目前仍處在初級(jí)階段，有很多的不足之處，后續(xù)還需要大量的研究。可以通過(guò)元器件的選擇和硬件電路的完善使電路更加完善、簡(jiǎn)化，提高系統(tǒng)的性能，并使監(jiān)測(cè)儀的體積更小、攜帶更方便，同時(shí)，降低成本。 要使監(jiān)測(cè)儀的質(zhì)量和功能都上一個(gè)檔次，從技術(shù)角度講還要從多方面努力，使用更先進(jìn)的器件，將所有器件貼片化，這可以使整個(gè)系統(tǒng)更加小型化；使用更大的存儲(chǔ)器記錄更多的信息；使用更高速度的CPU。同時(shí)，在電路實(shí)現(xiàn)上還有些不足，譬如，在50Hz陷波器的設(shè)計(jì)上，除了采用模擬濾波電路外，還有數(shù)字濾波的方案可以采用。MAX1415就是一個(gè)很好的解決方案，它是帶有50Hz/60Hz可編程數(shù)字陷波的AD轉(zhuǎn)換器，對(duì)工頻的抑制可以達(dá)到110dB，選用此器件可以簡(jiǎn)化電路，使設(shè)備體積更小，攜帶更方便。 致 謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從選題到準(zhǔn)備著手進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)歷了5個(gè)多月的時(shí)間，本課題的提出、調(diào)研、論證和研究設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師魏來(lái)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的洞察力、頗具創(chuàng)造性的思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)科研態(tài)度給了我莫大的影響和啟迪。在論文的初始階段，魏老師對(duì)我的論文情況，論文完成中的重點(diǎn)、難點(diǎn)等方面都給予了悉心的關(guān)心和指導(dǎo)。在論文完成過(guò)成中，老師對(duì)我的論文給予了認(rèn)真詳盡的審閱和指導(dǎo)。正是在魏老師的嚴(yán)格要求下，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。我不僅學(xué)到了許多科學(xué)研究的方法，而且還切身感受到了一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的奉獻(xiàn)和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神，尤其是老師謙虛、正直的品格和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度令我深感欽佩。本文完成后，感謝老師仔細(xì)審閱了全稿，同時(shí)向老師致以由衷的敬意和真摯的感謝！此外，謹(jǐn)向所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友們表達(dá)我最誠(chéng)摯的謝意和感激之情，同時(shí)向評(píng)閱論文和參加答辯的各位專(zhuān)家表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 劉大茂，吳學(xué)慧，. 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