【正文】 Black,.“A new charge redistribution D/A and A/D converter techniquepseudoC2C ladder”.IEEE Midwest Symposium on Volume 1,2000 ,826 Neubauer,H.,Desel,T.,.“A successive approximation A/D converter with 16 bit200 kS/s in CMOS using self calibration and low power techniques”.The 8th IEEE International Conference on Volume 2,2001, 927 BaiJ , et al . A home ECG and blood pressure telemonitoring Telemed 96 Medicineon the SuperHighway. Proceedings ,Conference on Telemedicine and Telecare,199628 Low Cost, Low Power Instrumentation Amplifier. Analog Devices, Inc,199929 Enrique bos, Eckart Hartmann. ECG Front End Design is Simplified with,2003附錄系統(tǒng)總體電路圖。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、正直的品格和嚴謹的工作態(tài)度令我深感欽佩。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。 致 謝此次畢業(yè)設計，從選題到準備著手進行設計，經歷了5個多月的時間，本課題的提出、調研、論證和研究設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)造性的思維和嚴謹的治學科研態(tài)度給了我莫大的影響和啟迪。同時，在電路實現(xiàn)上還有些不足，譬如，在50Hz陷波器的設計上，除了采用模擬濾波電路外，還有數字濾波的方案可以采用?？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。傳感器采集的心電信號經過濾波和放大處理后送入中央處理系統(tǒng)，心電信號經過中央處理系統(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。實現(xiàn)了系統(tǒng)設計的要求，完成了實時心電監(jiān)測的目的。當存儲器接到讀取數據命令時，CPU調用該程序，并完成后續(xù)的顯示和打印等工作。2．存儲器讀數據子程序。1．存儲器寫數據子程序。 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輸入的數據、命令未處理完或處于自檢狀態(tài)時均置1，空閑時置0。在數據回顧情況下，顯示存儲器儲存的數據，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。監(jiān)測儀配有液晶顯示器，可以完成實時數據和波形的顯示，便于患者和醫(yī)務人員直觀的觀察心電波形。 數據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。當S1鍵按下時，心電監(jiān)測儀開始工作，并調用數據采集子程序；在主菜單中，S2鍵可以上下的翻頁，選擇數據回顧和打印等功能，并按下S3鍵確定所選擇的功能；采集后的數據經主控芯片處理后送入顯示模塊顯示，當有數據回顧命令時，顯示存儲器中的數據，此時，當有打印命令時，打印相應的波形，液晶顯示不工作；當再次按下S1鍵時，系統(tǒng)停止工作。程序設計的重點是模塊化的程序設計，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計。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。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。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。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。如果按5s記錄一個數據。但是在許多場合，并不要求將每次心率值都記錄下來。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。定時器每溢出中斷一次，寄存器TCNT1H，TCNT1L中的值加1。12V電源是集成運放LF412的供電電源，5V電源是主控芯片、AD轉換器、存儲器、顯示器等的供電電源。12V電源電路圖3． 5V電源電路圖177。15V電源電路圖2．177。1．177。15V電源，然后將15V電源作為供電電源，分別產生177。15V電源供電，因此要設計三種穩(wěn)壓電源電路。本設計中需要5V、177。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟? 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。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。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。穩(wěn)壓電路的作用是當電網電壓波動，負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。但這樣的電壓還隨電網電壓波動（一般有177。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。交流電經過二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝姸龋┻€是處在不斷地變化之中。 報警電路與單片機的接口電路當蜂鳴器發(fā)生報警時，向主控芯片發(fā)出中斷請求信號，這樣，中央處理系統(tǒng)可以在最短的時間內處理報警信息，并作出快速的響應。同時將出錯時的測量時間值保存下來，等待測試人員檢查。只有當CPU接到中斷請求時才開始響應。 鍵盤與單片機的連接各個按鍵都接到一個與門上，當有任何一個按鍵按下時，都會使與門輸出為低電平，從而引起單片機的中斷，它的好處是不用在主程序中不斷地循環(huán)查詢，如果有鍵按下，單片機再去做相應的處理。 鍵盤與I/O口的鏈接對于這種按鍵程序可以采用不斷查詢的方法，功能就是：檢測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵值并轉入相應的鍵值處理程序。當然，實際應用中，對按鍵的要求也是千差萬別，要根據不同的需要來編制處理程序，這是消除鍵抖動的原則。而在檢測到按鍵釋放后（P口為高）再延時5～10個毫秒，消除后沿的抖動，然后再對鍵值進行處理。單片機中常用軟件法，因此，對于硬件方法我們不介紹。這種抖動對于人來說是感覺不到的，但對計算機來說，則是完全可以感應到的，因為計算機處理的速度是在微秒級，而機械抖動的時間至少是毫秒級，對計算機而言，這已是一個漫長的時間了。當開關S未被按下時，P口輸入為高電平，S閉合后，P口輸入為低電平。本課題設置三個按鍵，完成的功能分別是：啟動/停止、翻頁、確定。 鍵盤是由若干按鍵組成的開關矩陣，它是微型計算機最常用的輸入設備，用戶可以通過鍵盤向計算機輸入指令、地址和數據。這樣利用液晶模塊將心電波形打印或直接從液晶上讀取信息，為診斷提供依據。具體方法可通過16進制的數據除以總頁數8得到商和余數，得到的商為此數據點所在的頁，得到的余數為此數據點所在頁的行數。將LCM的電源引腳VDD連接+5V電源，接地引腳VSS與明亮度控制引腳VCC接地。它以80C51作為液晶的微處理器，通過單片機采集和處理心電數據，輸出給液晶顯示。LCD為液晶顯示器，由于LCD的控制應有專用的驅動電路，且LCD面板的接線技巧特殊，再加上LCD面板較脆弱，因此一般不會單獨使用，而是將LCD面板，驅動與控制電路組合成LCD模塊(簡稱LCM)一起使用。在高壓()和低壓()環(huán)境下都能正常工作[11]。 AT24C64存儲器與單片機的接口電路其工作原理為：芯片AT24C64是含有8192字節(jié)（65,536位）的EEPROM。本設計采用了AT24C64存儲器對心電信號進行存儲。存儲器主要用來將AD轉換后的心電信號進行存儲，以便查詢歷史數據。GP16接收到CPU的圖形打印命令和規(guī)定的行數以后，等待主機送來一行96個字節(jié)的數據進行打印，把這些數據所確定的圖形打印出來，然后再接收CPU的圖形數據，直到規(guī)定的行數打印完為止。打印行數NN是執(zhí)行本條命令時，打印(或空走紙)的字符行數。 單片機與打印機的接口電路GP16的打印命令占兩個字節(jié)，其格式如下:第一個字節(jié) D7 D4 D3 D0操作碼 點行數n 第二個字節(jié) 打印行數NN D7 D0 GP16為微型針打,字符本身占據7個點行。也可以響應停機、自檢、走紙等開關操作，使操作員隨時對打印機狀態(tài)進行干預。8039單片機執(zhí)行固化在EPROM中的控制程序，接收和執(zhí)行主機送來的命令，通過控制口和驅動電路，實現(xiàn)對打印機機芯機械動作的控制。GP16為智能微型打印機，機芯為Model150Ⅱ16行針孔，控制器由8039單片機系統(tǒng)構成。④BUSY:打印機狀態(tài)輸出線，BUSY輸出高電平表示GP16處于忙狀態(tài)，不能接收CPU命令或數據。②CS:設備選擇線。本設計中選用GP16智能微型打印機。當START引腳變?yōu)楦唠娖?，ADC0809開始工作時，可以通過該引腳啟動AD轉換，轉換結束后，EOC引腳變?yōu)楦唠娖?，單片機通過查詢該引腳的狀態(tài)，判斷轉換是否結束。對于一個N位A/D轉換器來講，只需比較N次，即可形成對應的數字量，因而轉換速度快。當A/D轉換結束后，由控制邏輯發(fā)出一個轉換結束信號，以便告訴主控芯片，轉換已經結束，可以讀取數據。然后，再使位置1，與上一位一起進入D/A轉換器，經D/A轉換后的模擬量再與模擬量進行比較，如此繼續(xù)下去，直至最后一位比較完成為止。其轉換過程如下：當向A/D轉換器發(fā)出一啟動脈沖后，在時鐘的作用下，控制邏輯首先將N位逐次逼近寄存器的最高位置1（其余N1位均為0），經D/A轉換器轉換成模擬量后，與輸入的模擬量在比較器中進行比較，由比較器給出比較結果。本設計中。GND：接地端。⑩ ：電源端子。用以提供D/A轉換器權電阻的標準電平。⑧ D7～D0：數字量輸出端。當ALE為高電平時，允許C、B、A的通道被選中，并把該通道的模擬量接入A/D轉換器。可通過外接RC電路改變時鐘頻率。此信號即為ADC0809的片選信號，高電平有效。④ OE：輸出允許信號。當A/D轉換結束后，發(fā)出一個脈沖，表示A/D轉換完畢。當START為高電平時，A/D轉換開始。 ADC0809引腳圖其引腳功能如下：① IN0～IN7：八個模擬量輸入端。8) 溫度范圍為40℃～+85℃。6) 可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容。5) 轉換速度取決于芯片的時鐘頻率。1LSB。2) 分辨率為8位。8路的模擬開關由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在8個通道中任意訪問一個單邊的模擬信號。8位A/D轉換器的轉換方法為逐次逼近法。本設計采用了逐次逼近型ADC轉換器ADC080