便攜式心電監(jiān)護儀設(shè)計
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編者按： 摘要：在對心電信號采集、處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合MSP430F149單片機設(shè)計了一個低功耗、實時的便攜式心電監(jiān)護系統(tǒng)。首先通過硬件電路實現(xiàn)心電信號采集、放大、濾波、去噪，然后借助于MATLAB實現(xiàn)心電信號數(shù)字濾波、去噪的仿真，最后對單片機編寫程序運行調(diào)試，主要完成心率測試、心電圖記錄以及簡單分析等功能。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
心電信號是很微弱的生理信號，容易受到周圍環(huán)境的干擾。為了使心電圖更加準確、清晰，系統(tǒng)采用模擬濾波與數(shù)字濾波相結(jié)合的方式處理心電信號。通過心電極采集心電信號，采集的心電信
由于心電信號放大器總的電壓放大倍數(shù)要求1000倍，前置級放大倍數(shù)為10，所以后級放大器的電壓放大倍數(shù)為100即可滿足要求。
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/262222.htm 如圖4所示，放大倍數(shù)：
2.4 電平抬升電路設(shè)計
經(jīng)過模擬電路放大濾波后的心電信號是交流信號，而MSP430系列單片機的轉(zhuǎn)換范圍是正電壓信號(0~3.3V)，所以有必要將模擬信號抬升至0V以上，把雙極性信號變成單極性信號。電路設(shè)計如圖5所示。
2.5 施密特觸發(fā)器電路設(shè)計
心電信號經(jīng)過1000倍的放大以后，峰值最大可達4V，就可以采用施密特觸發(fā)器進行波形變換，把心電信號轉(zhuǎn)換為矩形波。矩形波就會有下降沿和上升沿，只要調(diào)用單片機中的下降沿或者上升沿中斷即可記錄心跳的個數(shù)。施密特觸發(fā)器是在555定時器的基礎(chǔ)上搭建而來。電路設(shè)計如圖6所示。
3 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計
系統(tǒng)軟件流程圖如圖7所示。首先在單片機的液晶上顯示功能菜單，為使用者提供兩個功能選項：心率測量和心電圖記錄。進入心率測量界面后啟動定時器，記錄開始，通過記錄4次心跳后顯示心率值，每次顯示后，記錄刷新再次顯示結(jié)果，主要是為了使結(jié)果更加準確。在記錄期間可以通過按鍵結(jié)束測量，心率測試結(jié)束后直接回到主菜單。進入心電圖記錄頁面后，啟動AD初始化，系統(tǒng)自動完成AD轉(zhuǎn)換、數(shù)值提取、FIR濾波，最后顯示心電圖。顯示完心電圖后，使用者可以通過按鍵返回主菜單。
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