【導(dǎo)讀】心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是心電圖檢查儀的關(guān)鍵部件。號(hào)的主要頻率范圍為~100Hz，幅度約為0~4mV，信號(hào)十分微弱。由于心電信號(hào)中通?；祀s有其它生物電信號(hào)，

　　

【正文】 =USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx； /* Configure the USARTx */ USART_Init (USART1, amp。amp； USART_InitStructure)； /* Enable the USARTx */ USART_Cmd (USART1, ENABLE)； 信號(hào)采集程序設(shè)計(jì) 心電信號(hào)的精確采集對(duì)于后面的進(jìn)一步處理至關(guān)重要。 ATmega128 的片內(nèi) ADC 是 12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以在 16路模擬輸入 中任選一路進(jìn)行采樣，其最高采樣率為 1MHz， AD轉(zhuǎn)換后心電數(shù)字信號(hào) 低通濾波 高通濾波 QRS 檢測(cè) 信號(hào)分析 LCD 顯示 SD 卡 21 心電信號(hào)的頻率較低，片內(nèi) AD 足以滿足系統(tǒng)采樣定理的要求，這樣可以提高采樣的穩(wěn)定性和降低系統(tǒng)成本。程序流程框圖如 42所示： N Y Y Y 圖 42 信號(hào)采集流程圖 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存放在 ADC_RegularConvertedValue 變量里，轉(zhuǎn)換狀態(tài)用全局變量dmaflag 來標(biāo)記， dmaflag＝ 0代表轉(zhuǎn)換未結(jié)束， dmaflag＝ 1代表轉(zhuǎn)換結(jié)束。 液晶顯示程序 本次設(shè)計(jì)采用的液晶內(nèi)部沒有字庫(kù)，因此在顯示字符、漢字之前需取模，顯示原理是每一個(gè)點(diǎn)逐次點(diǎn)亮，該點(diǎn)的顏色有一個(gè) 16 位的值表示，根據(jù)液晶的控制原理，控制點(diǎn)亮的方向就可以顯示出字符或漢字。下面是實(shí)現(xiàn)顯示 32*32 漢字的子程序 : Void LCD_Drawword(u8,Xpos,u16 Ypos,uc8 *c) { ?????????????????????? 省略一 些變量聲明 ............................................ Xaddress = Xpos； LCD_SetCursor(Xaddress, Ypos)； for(index=0； index32。index++) { color32=(((u32)c[t+3])24)|(((u32)c[t+2]16))|(((u32)c[t+1]8))； t+=4； LCD_WriteRAM_Prepare()； /*Prepare to write GRAM */ for(i =0； i32； i++) { if ((color32amp。amp； (1i))==0x00) { LCD_WriteRAM(BackColor)； } Else { LCD_WriteRAM (TextColor)； } } 定時(shí)器 時(shí)間到 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 等待 dmaflag=1 中斷返回 DMA 中斷？ 22 Xaddress++； LCD_SetCursor(Xaddress,Ypos)； } } 函數(shù) LCD_Drawword(u8 Xpos,u16Ypos,uc8 *c)的前兩個(gè)參數(shù)是要寫漢字的坐標(biāo)，第三個(gè)參數(shù)是漢字的字庫(kù)，這樣就可以在液晶指定的位置寫入漢字。 按鍵程序 按鍵操作設(shè)計(jì)對(duì)按鍵的識(shí)別有兩種方式，一是掃描方式，一是中斷方式。中斷方式反映迅速，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在波形顯示時(shí)如果按下按鍵波形會(huì)有微小的抖動(dòng)，原因是按按鍵的時(shí)候有可能 連擊或則是按鍵按下時(shí)間過長(zhǎng)。本系統(tǒng)對(duì)按鍵的實(shí)時(shí)性要求不是很強(qiáng)，因此最終采用掃描方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的識(shí)別。 按鍵掃描程序需要解決按鍵長(zhǎng)按的情況，在程序里面設(shè)置一個(gè)變量 sel_prev 來記錄按鍵的上次狀態(tài)，只有按鍵上次狀態(tài)時(shí)抬起，當(dāng)前狀態(tài)時(shí)按下時(shí)才判斷為真實(shí)的按鍵，每一次按鍵值讀取后，要清除返回的按鍵值，按鍵掃描的程序代碼如下： u8 keyscan (void) { pkey_sel=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_0)。 if((pkey_sel==0)amp。amp。amp； (sel_prev == 1)) //中間按鍵 { sm_delay( )； pkey_sel=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_0)。 if((pkey_sel==0)amp。amp； amp。amp； (sel_prev == 1)) key=key_sel； } sel_prev=pkey_sel； ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． .......... 其他按鍵掃描原理一樣，省略 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． return key； } 5. 結(jié)束語(yǔ) 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是便攜式的小型化的心電監(jiān) 護(hù)系統(tǒng) ,針對(duì)目前市場(chǎng)上的便攜式心電圖儀器價(jià)格昂貴、功能復(fù)雜，儲(chǔ)存容量小，且大多不能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的局限性，本文設(shè)計(jì)了一種基于 ATmega128 芯片能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并且價(jià)格低廉的便攜式心電信號(hào)采集儀。本文所做的工作歸納起來主要有以下幾點(diǎn)： (1)查閱了諸多文獻(xiàn)，并調(diào)查了市場(chǎng)上存在的產(chǎn)品，分析它們的優(yōu)點(diǎn)與不足。仔細(xì) 23 分析了心電信號(hào)的產(chǎn)生及特點(diǎn)，根據(jù)心電信號(hào)的特點(diǎn)，了解了一般微弱信號(hào)的檢測(cè)機(jī)理。 (2)針對(duì)心電信號(hào)的特點(diǎn)選用高阻抗、低噪聲的精密儀用放大器 INA118 設(shè)計(jì)前置放大電路，并 INA118 為核心設(shè)計(jì)了的前端心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。成功實(shí)現(xiàn)了從人體上提取出心電信號(hào)。 (3)熟悉了 ATmega128 芯片的使用方法，熟悉了 CortexM3 核的結(jié)構(gòu)與原理。掌握了 ATmega128 微處理器的調(diào)試環(huán)境、編程方法及各個(gè)外設(shè)的具體應(yīng)用，增強(qiáng)了嵌入式編程的能力。掌握了在 IAR集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)過程。 (4)在設(shè)計(jì)硬件濾波器的同時(shí)，為降低成本、減少體積，采取軟件濾波的方法來濾除工頻干擾，利用 MATLAB 仿真工具對(duì)不同濾波算法進(jìn)行模擬和仿真，信號(hào)來源是MITBIH 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并最終 確定了用簡(jiǎn)單整系數(shù)的方法作為對(duì)心電信號(hào)的數(shù)字濾波算法。 總之 ,隨著科技的日新月異 ,人們生活水平的不斷提高 ,人們物質(zhì)生活的層次逐步提高，對(duì)待健康與保健的重視程度越來越強(qiáng)，這就為醫(yī)療器械的發(fā)展帶來了極大的機(jī)遇，利用高科技帶來的技術(shù)革命去更新醫(yī)療器械更是一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。目前各大醫(yī)療器械廠商不斷推出新式的醫(yī)療設(shè)備，而便攜式、家庭化的無(wú)疑更具有競(jìng)爭(zhēng)力，也符合人們目前的消費(fèi)需求與理念。我們相信，在未來幾年里，家庭化、便攜式的醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備必將越來越普及。 參考文獻(xiàn) [1]秦龍 .MSP430單片機(jī)常用模塊與綜合系統(tǒng)實(shí)例精講 [M]1北京 :電子工業(yè)出版社 , 2020171 [2]黃智偉 .全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 [J]1北京 :電子工業(yè)出版社 , 2020201 [3]那文鵬 .王昊 1通用集成電路的選擇與使用 [M]1北京 :人民郵電出版社 , 2020201 [4]謝自美 .電子線路綜合設(shè)計(jì) [M]1武漢 : 華中科技大學(xué)出版社 , 2020201 [5]黃智偉 .全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽技能訓(xùn)練 [M]1北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020201 [6]楊剛，周群 .電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].電子工業(yè)出版社 ,2020(1). [7]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第 2版） [M].華中科技大學(xué)出版社 ,2020(7) [8]李存志 .簡(jiǎn)易心電圖儀的設(shè)計(jì) [J].科技資訊 ,2020 (28):7. [9]謝自美 .電子線路綜合設(shè)計(jì) [M].武漢 :華中科技大學(xué)出版社 ,2020. [10] 秦龍 .MSP430單片機(jī)常用模塊與綜合系統(tǒng)實(shí)例精講 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2020. [11]羅亞非 .凌陽(yáng) 16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020. ECG based on the design of the AVR Abstract:ECG is monly used in clinical diagnosis aids. ECG data acquisition system is a key ponent of ECG instrument. The main body of ECG frequency range of ~ 100Hz, by 24 about 0 ~ 4mV, the signal is very weak. As the ECG is usually mixed with other biological signals, bined with in vitro to 50Hz frequency interferencebased electromagic interference, making the heart stronger background electrical noise, measurementconditions more plicated. In order not to have clinical value of distortion to a clean detection of ECG is often required ECG data acquisition system with high accuracy, high stability, high input impedance, high mon mode rejection ratio, low noise performance and strong antiinterference ability. This design uses AVR chip design and A / D conversion and multichannel analog switches designed to meet the above requirements, a multichannel ECG data acquisition system. Key words: ECG； signal acquisition； signal processing； ATmega128 microcontroller；