【正文】 實驗我們相信，在未來幾年里，家庭化、便攜式的醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備必將越來越普及。 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，對待健康與保健的重視程度越來越強，這就為醫(yī)療器械的發(fā)展帶來了極大的機遇，利用高科技帶來的技術(shù)革命去更新醫(yī)療器械更是一個巨大的市場機會。掌握了在 IAR集成開發(fā)環(huán)境進行嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)過程。 (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。 (2)針對心電信號的特點選用高阻抗、低噪聲的精密儀用放大器 INA118 設(shè)計前置放大電路，并 INA118 為核心設(shè)計了的前端心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本文所做的工作歸納起來主要有以下幾點： (1)查閱了諸多文獻，并調(diào)查了市場上存在的產(chǎn)品，分析它們的優(yōu)點與不足。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。本系統(tǒng)對按鍵的實時性要求不是很強，因此最終采用掃描方式來實現(xiàn)對按鍵的識別。 按鍵程序 按鍵操作設(shè)計對按鍵的識別有兩種方式，一是掃描方式，一是中斷方式。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。 液晶顯示程序 本次設(shè)計采用的液晶內(nèi)部沒有字庫，因此在顯示字符、漢字之前需取模，顯示原理是每一個點逐次點亮，該點的顏色有一個 16 位的值表示，根據(jù)液晶的控制原理，控制點亮的方向就可以顯示出字符或漢字。 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 中任選一路進行采樣，其最高采樣率為 1MHz， AD轉(zhuǎn)換后心電數(shù)字信號 低通濾波 高通濾波 QRS 檢測 信號分析 LCD 顯示 SD 卡 21 心電信號的頻率較低，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。//波 特率 =USART_WordLength_8b； //8位模式 =USART_StopBits_1； //1 位停止=USART_Parity_No； //無較驗 =USART_HardwareFlowControl_None； =USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx； /* Configure the USARTx */ USART_Init (USART1, amp。主流程圖如 4－ 1所示： 信號數(shù)據(jù)保存 信號波形顯示 分析結(jié)果保存 分析結(jié)果保存 圖 41 主程序流程 圖 串口初始化 心電圖儀采用串口與 PC通信， ATmega128 的串口也有很豐富的功能，這里只用其中一種簡單的模式，設(shè)置起來也很方便，不必考慮寄存器，直接填上相應(yīng)的參數(shù)即可。本章主要討論系統(tǒng)軟件在 ATmega128上的編程與實現(xiàn)。 VCC 圖 3－ 11 LCD顯示電路 4. 基于 AVR心電圖儀的軟件設(shè)計 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用的是模塊化的編程思想，首先設(shè)計好系統(tǒng)總的軟件流程，然后分別實現(xiàn)系統(tǒng)的各模塊功能。 LCD采用 Mzl0512864模組，它是一塊小型的 128 64點陣 LCD顯示模組。按鍵采用獨立式按鍵。使用按鍵與單片機的 I/O口線直接連接的方法構(gòu)成 ,采用查詢方式獲得按鍵值。 ATmega128 SST39VF0 圖 3－ 9 存儲電路 按鍵電路 LCD液晶顯示器采用點陣式圖形顯示器 ,128 64點陣的液晶顯示器基本能完整地顯液晶 顯示電路 按鍵電路 SD 卡存儲電路 電源電路 上位機 ATmega128 微處理器 P1 P2 P3 D0— D7 A0A7 A8A15 A16A19 CE OE WE 19 示心電圖的波形。在使用時通過置單片機的 ,進行選片。電路框圖如圖 3－ 8所示 18 模擬信號 圖 3－ 8 心電數(shù)據(jù)處理電路圖 存儲電路 在本心電圖儀中 ,利用 SST39VF080作為單片機外擴展存儲器 ,存放心電數(shù)據(jù)。 ICL7660S 典型應(yīng)用電路如 3－ 7 所示： BOOST1CAP+2GND3CAP4Vout5LV6OSC7V+8U21ICL7660S10uFC2210uFC23VCCVCC 圖 3－ 7 ICL7660S典型應(yīng)用 信號處理電路設(shè)計 通過心電采集電路處 理后的信號符合了采集要求，數(shù)據(jù)處理電路通過 A/D 轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，進而通過對數(shù)據(jù)的分析處理完成后續(xù)復(fù)雜的功能。 的電壓采用 AMS1117 產(chǎn)生，其最大的特點是簡單易用，而且性價比高，輸入電壓 5V~12V，直接輸出 。芯片的振蕩器額定頻率為 10KHZ，多用于 LCD、儀表中。因此電源管理越發(fā)顯得重要。 U6OP0710KR16VCCVCC輸出信號10KR17100KP3VCC 10KR8輸入信號 圖 3－ 6 電平抬升電路 17 電源電路 電源電路是整個系統(tǒng)中十分重要的一環(huán)，隨著便攜式產(chǎn)品的普及，如何降低功耗成為工程師面臨的急需解決的問題。圖 3－ 6 為差分輸入放大電路，輸入信號反向后與正輸入端的電壓相加，正輸入端的 電壓可以通過 P3 滑動變阻器進行調(diào)節(jié)。達到題目給定要求。對工頻進行陷波提高電路的穩(wěn)定性，利用雙 T二階帶阻濾波電路進行陷波。通過圖五幅頻特性可知 ,對于 W=W0 的其他頻率方案二信號 ,通過 雙 T 網(wǎng)絡(luò)具有較強的負(fù)反饋，因為雙 T 網(wǎng)絡(luò)具有良好的濾波特性，在儀表的電源噪聲濾波電路中獲得了較為廣泛的應(yīng)用，又因為雙 T 網(wǎng)絡(luò)具有比 RC 串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更好的選頻特性，故我們選用了此方案。 15 OP07R12+5V5VR11VoutC3C4Vin 圖 3－ 4 濾波電路圖 陷波處理電路 工頻干擾是心電信號的主要干擾，雖然前置放大電路對共模干擾具有較強的抑制作用，但有部分工頻干擾是以差模信號方式進入電路的，且頻率處于心電信號的頻帶之內(nèi)，加上電極和輸入回路不穩(wěn)定等因素，前級電路輸出的心電信號仍存在較強的工頻干擾，所以必須專門濾除。取 R17=56kΩ， R18=，則品質(zhì)因素為： Q=3。放大器 LF353A用來加正反饋，以改變阻抗。 采用有源雙 T結(jié)構(gòu) 50Hz陷波器電路如圖 6，來濾除工頻干擾信號。 其中 R11=R12=150kΩ， C3=C4= F。隔直電路采用最普通的 RC電路進行隔直。 OP07OP07R6 R8R9R7+5V +5V5V5V 圖 3－ 3 后級放大電路 14 濾波電路 盡管通過前面放大電路后，共模信號被有效的抑制，但由于電極與人體接觸時，因為不同的人體、導(dǎo)線等因素造成的一些不平衡因素依然存在，這些干擾會對放大器的工作 造成嚴(yán)重的影響，因此，在放大器電路中濾波是很必要考慮的問題 【 10】 。放大倍數(shù)由反饋電阻 R6和 R7，R8和 R9決定。 13 U4OP073281674 5AD620R5R3R4R2R1C1保護隔離+5V5VRARLLA 圖 3－ 2 前置放大電路圖 后級放大電路 通過 AD620前置放大后的信號還是很微弱，采用精 度較高的 OP07 對信號進行后級放大。試驗表明： 10倍左右效果較好。其增益可調(diào)（范圍約 1～1000 倍），并可由公式 : G＝ 1+(51+51)/15= 來確定。因此，選用的放大器要特別注意這兩個參數(shù)。在設(shè)計心電放大器時應(yīng)盡量選用低噪聲元件，提高輸入阻抗。 (4) 輸入阻抗心電信號是微弱的，且具有高阻抗的特性，只有高輸入阻抗才有可能不失真的引出心電信號，不然由于分壓的因素，會極大的衰減心電信號，從而導(dǎo)致無法正確采集。因此要求放大器有很高的共模抑制比。必要時還需要設(shè)計 50Hz 工頻 12 干擾抑制電路 ,通過這樣處理后，得到的信號才可能有診斷價值。 (2) 頻率響應(yīng)所謂頻率響應(yīng)是指放大器對不同信號頻率的反應(yīng)，心電信號的范圍低于100Hz,所以要求放大器要對此頻率范圍的信號盡可能不失真的放大出來。 選擇時一般考慮以下幾點： (1) 增益由于心電信號非常微弱 ,均值在 1mV左右 ,而采集電壓一般要達到 1V左右 ,所以心電放大倍數(shù) 1000 倍左右。ADG609 的真值表如 3－ 1所示： 表 3－ 1 ADG609的真值表 AL A0 EN 通道選擇 X X 0 NONE 0 0 1 1 0 1 1 2 1 0 1 3 1 1 1 4 差分運放的選擇 前