【正文】 壓還隨電網(wǎng)電壓波動（一般有177。10%左右的波動），負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)壓電路的作用是當電網(wǎng)電壓波動，負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。電容器是一個儲存電能的倉庫。在電路中，當有電壓加到電容器兩端的時候，便對電容器充電，把電能儲存在電容器中；當外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲存的電能再釋放出來。充電的時候，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，負載電阻值越大，充電和放電所需要的時間越長。這種電容兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來承擔濾波的任務(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)橹绷麟姟＝?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)計中需要5V、177。12V、177。15V電源供電，因此要設(shè)計三種穩(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電源是集成運放LF412的供電電源，5V電源是主控芯片、AD轉(zhuǎn)換器、存儲器、顯示器等的供電電源。第四章 軟件設(shè)計相鄰兩個心電波間隔時間的測定是能否正確計算出瞬時心率值的關(guān)鍵，其采用的方法是：讓Atmega16單片機內(nèi)部的定時器工作于定時器方式，并作1ms定時，定時溢出的次數(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．每來一個中斷就讀出TCNT1H，TCNT1L中的值，并把TCNT1H，TCNT1L置0。這樣兩次中斷之間的時間，也就是兩次心跳之間的間隔時間，等于TCNT1H，TCNT1L中的值除以1000,單位為秒，再除以60求得的時間值即為瞬時心率值。本心電監(jiān)測儀采用的數(shù)據(jù)存儲器是AT24C64，存儲容量達8K字節(jié)，也就是8192個字節(jié)，如果將每次測得的心率值都存放在RAM 中，假如被測者的平均心率為100次／min，則可記錄的時間為8192／100=≈1h21min。但是在許多場合，并不要求將每次心率值都記錄下來。例如在用心率值來衡量體力勞動強度時，就只需知道被測者在某一較短時間內(nèi)的平均心率值就可以了，因此該程序設(shè)計了兩種記錄功能：一種是將每次測得的心率值都記錄下來,一種是將5s內(nèi)測得的心率值平均，然后再把平均值記錄下來 。如果按5s記錄一個數(shù)據(jù)。則每分鐘可記錄l2個數(shù)據(jù)，每小時可記錄720個數(shù)據(jù)，該監(jiān)測儀可記錄的時間為：8192／720≈11h。在程序中，心臟每跳一次，便計算出一個瞬時心率值，接著將瞬時心率值送入顯示器顯示。測量完畢后，還可通過按鍵重新顯示記錄下來的心率值和測量時間值。在該程序中，采用三態(tài)保護方法實行軟件抗干擾，提高測量精度。但當連續(xù)5個心率值出錯時，蜂鳴器則報警。同時將出錯時的測量時間值保存下來，將心電圖打印出來，等待測試人員檢查。如誤差小于5次，則將誤差值去除，不予記錄。心電監(jiān)護儀配備打印機，對患者的心電波形、心率值和患者信息進行打印，這些可由操作者自行控制。因此，打印機要能實現(xiàn)打印字符串、圖形等功能。程序設(shè)計的重點是模塊化的程序設(shè)計，將系統(tǒng)分成不同的模塊，對各個相對獨立的模塊進行程序化的設(shè)計。 主程序流程圖主程序主要是對各個模塊進行初始化和檢查各個模塊的工作狀態(tài)，并通過判斷各個按鍵的狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的程序。當S1鍵按下時，心電監(jiān)測儀開始工作，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，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，當有數(shù)據(jù)回顧命令時，顯示存儲器中的數(shù)據(jù)，此時，當有打印命令時，打印相應(yīng)的波形，液晶顯示不工作；當再次按下S1鍵時，系統(tǒng)停止工作。 系統(tǒng)上電后，可以通過按鍵和程序控制是否開始采集心電信號，以及控制心電信號的處理過程，能否正確的采集心電信號并對其進行處理是本課題設(shè)計的關(guān)鍵，除了硬件部分的設(shè)計外，軟件的程序設(shè)計也同樣重要。 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖識別出心電波形后，要對其進行處理和判斷，并將其存儲和顯示，當出現(xiàn)重病報警時，能實時的打印、存儲和顯示報警信息，并發(fā)出報警。通過指令控制心電信號采樣時間間隔，并能存儲瞬時心率值。監(jiān)測儀配有液晶顯示器，可以完成實時數(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，液晶顯示器會顯示主界面，當其接到顯示命令時，顯示寫入寄存器中的數(shù)值和波形。在數(shù)據(jù)回顧情況下，顯示存儲器儲存的數(shù)據(jù)，當要執(zhí)行打印命令時，液晶顯示不工作，從而，實現(xiàn)顯示和打印分時工作。硬件電路部分已經(jīng)介紹了GP16打印機的引腳功能及其與單片機的接口方式，GP16有自己的打印命令和工作方式，可以打印字符串、十六進制數(shù)據(jù)和圖形。 打印子程序流程圖打印機有一位狀態(tài)字可供CPU查詢，當接收到非法指令時錯誤位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CPU輸入的數(shù)據(jù)、命令未處理完或處于自檢狀態(tài)時均置1，空閑時置0?？梢酝ㄟ^向打印機輸入命令執(zhí)行打印程序，并通過查詢狀態(tài)字判斷打印機的狀態(tài)和命令字的正確與否。1．存儲器寫數(shù)據(jù)子程序。 寫數(shù)據(jù)子程序流程圖當存儲器收到存儲命令時，啟動寫數(shù)據(jù)子程序，將CPU傳送的數(shù)據(jù)寫入到存儲器中，保存患者數(shù)據(jù)和心電波形。2．存儲器讀數(shù)據(jù)子程序。存儲器主要完成對患者數(shù)據(jù)存儲的功能，當醫(yī)務(wù)人員對患者進行治療時，可以通過讀取存儲器中的數(shù)據(jù)，了解患者的病情，輔助治療。當存儲器接到讀取數(shù)據(jù)命令時，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)計采用傳感器采集心電信號，經(jīng)過信號處理電路和中央處理系統(tǒng)的分析和處理，完成了對心電信號存儲、顯示、打印、重病報警等功能。實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計的要求，完成了實時心電監(jiān)測的目的。由于心電信號微弱，又有來自于外界和內(nèi)部噪聲的干擾，因此心電信號的提取和處理的過程至關(guān)重要，電路的設(shè)計中要采取措施消除干擾和噪聲，本設(shè)計中，模擬信號和數(shù)字信號同時存在，為了減少干擾，采用右腿驅(qū)動電路來抑制共模的干擾，并設(shè)計了50Hz濾波器濾除工頻干擾。傳感器采集的心電信號經(jīng)過濾波和放大處理后送入中央處理系統(tǒng)，心電信號經(jīng)過中央處理系統(tǒng)的處理、分析，繼而完成后續(xù)的顯示、存儲、打印和報警等功能。本設(shè)計針對以上問題進行了研究，盡管本次設(shè)計基本滿足家用心電監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計要求，但是目前仍處在初級階段，有很多的不足之處，后續(xù)還需要大量的研究?？梢酝ㄟ^元器件的選擇和硬件電路的完善使電路更加完善、簡化，提高系統(tǒng)的性能，并使監(jiān)測儀的體積更小、攜帶更方便，同時，降低成本。 要使監(jiān)測儀的質(zhì)量和功能都上一個檔次，從技術(shù)角度講還要從多方面努力，使用更先進的器件，將所有器件貼片化，這可以使整個系統(tǒng)更加小型化；使用更大的存儲器記錄更多的信息；使用更高速度的CPU。同時，在電路實現(xiàn)上還有些不足，譬如，在50Hz陷波器的設(shè)計上，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，對工頻的抑制可以達到110dB，選用此器件可以簡化電路，使設(shè)備體積更小，攜帶更方便。 致 謝此次畢業(yè)設(shè)計，從選題到準備著手進行設(shè)計，經(jīng)歷了5個多月的時間，本課題的提出、調(diào)研、論證和研究設(shè)計是在我的導師魏來老師的悉心指導下完成的，老師淵博的學識、敏銳的洞察力、頗具創(chuàng)造性的思維和嚴謹?shù)闹螌W科研態(tài)度給了我莫大的影響和啟迪。在論文的初始階段，魏老師對我的論文情況，論文完成中的重點、難點等方面都給予了悉心的關(guān)心和指導。在論文完成過成中，老師對我的論文給予了認真詳盡的審閱和指導。正是在魏老師的嚴格要求下，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計。我不僅學到了許多科學研究的方法，而且還切身感受到了一個科技工作者應(yīng)具有的奉獻和嚴謹治學的精神，尤其是老師謙虛、正直的品格和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度令我深感欽佩。本文完成后，感謝老師仔細審閱了全稿，同時向老師致以由衷的敬意和真摯的感謝！此外，謹向所有關(guān)心、支持和幫助過我的老師、同學和朋友們表達我最誠摯的謝意和感激之情，同時向評閱論文和參加答辯的各位專家表示衷心的感謝！參考文獻1 劉大茂，吳學慧，. 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