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1、簡易心電圖儀的設計查看最近90天中添加的最新產品最新電子元器件資料免費下載派睿電子TI有獎問答-送3D汽車鼠標IR推出采用焊前金屬的汽車級絕緣柵雙極晶體管全球電子連接器生產商—samtec最新斷路器保護套 隨著社會的發(fā)展和物質生活水平的不斷提高，人們對健康的重視程度與日劇增，特別是近年來社會老齡化的加劇，而且每年心血管疾病的發(fā)病率也不斷上升。目前心血管疾病成了威脅人類生命的主要疾病，心臟病已經成了世界上死亡率最高的疾病。鑒于這種嚴峻形勢，提高預防和監(jiān)測該疾病的手段勢在必行。而心電信號檢測是發(fā)現(xiàn)心臟病的最直接手段，但目前醫(yī)院用的心電監(jiān)護儀價
2、格昂貴，維護費用高，患者檢查的經濟負擔重，不能做到隨時隨地都能檢查。因此設計一種便攜式、價格便宜且實用的心電監(jiān)護儀器具有重要意義。本文設計了一種基于以MSP430F2274為處理器的可以隨時隨地都能觀察心電信號檢測儀，它具有體積小、成本低、便于攜帶、實用性強等特點?！ ?系統(tǒng)設計 1．1心電信號放大部分 心電信號大約為50μV～4mV，須進行放大才能在示波器上觀察。心電圖(ECG)儀的前置放大在整機中處于非常重要的地位，決定了整機的主要技術指標，要求噪聲低、共模抑制比盡量可能高?！ 〔捎玫驮肼?、低功耗，有良好的共模輸入抑制能力的儀表放大
3、器INA2331。INA2331可單電源工作，也可以雙電源工作，可用兩個外部電阻靈活地設定增益，達到電壓放大倍數(shù)200，500，1000的指標要求，簡化了電路的設計，達到較好的效果?！ ?．2濾波器部分 由于心電信號易受噪聲的干擾，且主要能量成分集中在0．05～100Hz頻帶內，所以本系統(tǒng)用濾波的方法對心電信號做進一步的降噪處理，抑制外界干擾，從而得到較為平滑的ECG波形。為了提高濾波的效果，采用兩級濾波。因為經過放大的心電信號，主要存在肌電等干擾信號，將其送到由0．05Hz高通濾波器和500Hz／100Hz低通濾波器組成帶通網絡，濾除有
4、效頻帶以外的信號?！ ?．3控制器部分 采用TI公司的MSP430F2274作為系統(tǒng)控制器。MSP430系列的單片機是具有低功耗的16位處理功能的微控制器。MSP430F2274內部設有10位的ADC，可方便地實現(xiàn)心電信號的采集、處理、存儲?？珊喕麄€硬件電路和提高系統(tǒng)的性價比。 1．4系統(tǒng)組成 系統(tǒng)的總體設計框圖如圖1所示，整個系統(tǒng)可分為心電信號采集部分和信號處理部分。信號處理部分以MSP430F2274為處理器，擴展了液晶顯示、按鍵。 2系統(tǒng)硬件設計 2．1前置放大電路 圖2為心電信號放大電路，儀表放大器INA2331增益G
5、與外接電阻的R1，R2的計算公式為： 設計要求電壓放大倍數(shù)(三檔)：200，500，1000，因此只需改變外接電阻的大小就能實現(xiàn)放大倍數(shù)的選擇。此外還采用OP07組成的右腿驅動電路來提高前置放大的共模抑制比?！ ?．2中間級放大電路 中間級放大電路采用的也是儀表放大器INA2331，電路如圖3所示?！ ?．3低通濾波電路 采用MAX291CPA，通過改變電容值實現(xiàn)了500Hz／100Hz濾波器電路，各元件參數(shù)值如圖4所示。通過測試輸入信號的頻率達到100Hz時，此時衰減為3dB?！ ?．4高通濾波電路 如圖5所示為0．05Hz的高通
6、濾波電路。0．05Hz以下的信號通過時被衰減，從而實現(xiàn)濾波。低頻截止頻率由R1，C1確定，其計算公式為： 代入數(shù)值計算得：fc=0．05Hz?！ ?系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)的軟件設計采用C語言編程，在MSP430仿真軟件IAREmbeddedWorkbench上完成了單片機系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了各項設計功能。主程序流程圖如圖6所示?！ ?系統(tǒng)測試 對系統(tǒng)中的關鍵部分進行了實際的測試?！ ?．1電壓放大倍數(shù)的測試 測試結果如表1所示?！ 〗Y果分析：系統(tǒng)的放大倍數(shù)在±5％的范圍內?！ ?．2低通濾波器測試 理論計算截止頻率為500Hz，輸入峰峰
7、值為7mV的正弦波，頻率調節(jié)范圍為50～550Hz，用示波器測量輸出電壓值，所得數(shù)據如表2所示。 4．3共模抑制比的測試嘲 選擇放大倍數(shù)為1000通道，將心電信號放大器兩輸入導聯(lián)線的短接，并輸入頻率為100Hz正弦信號測量結果如表3所示。 4．4人體心電信號測試 讓被檢測人員靜臥，將電極安裝在相應的部位，在電極安裝前用醫(yī)用酒精涂抹在電極放置部位，清潔皮膚表面，以減小電極接觸電阻。測試得心電信號如圖7所示。 5結語 本系統(tǒng)以MSP430F2274芯片為核心部件，充分利用單片機的集成資源，包括A／D、閃存FLASH和計數(shù)器，實現(xiàn)心電
8、信號的處理、存儲、回放，在系統(tǒng)設計過程中力求硬件線路簡單，充分發(fā)揮了軟件編程方便靈活的特點。同時對系統(tǒng)的電壓放大倍數(shù)、-3dB高頻、低頻截止頻率、共模抑制比等進行測試，基本能夠滿
