本文關(guān)鍵詞：基于STM32的便攜式心電圖儀的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前我國心血管病發(fā)病率及相關(guān)危險因素均有增長趨勢,而心電圖是其診斷的重要依據(jù)。但是,常規(guī)心電圖設(shè)備具有體積笨重、價格昂貴和不便于攜帶的局限性,患者不可能長期待在醫(yī)院,所以研發(fā)便攜式心電監(jiān)護(hù)產(chǎn)品就顯得更加重要。 本課題完成了基于STM32微處理器的心電采集及分析處理系統(tǒng)的方案設(shè)計、硬件和軟件設(shè)計與實現(xiàn),心電信號采集電路是其關(guān)鍵部分,主要完成信號的正確提取。心電處理電路主要完成信號的A/D轉(zhuǎn)換、濾波、存儲、通信及顯示等功能。 系統(tǒng)屬于典型的生物醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng),處理的對象是強(qiáng)噪聲背景下的微弱心電信號,噪聲和干擾的存在對前端采集電路提出了更高的要求。根據(jù)心電信號的特點(diǎn),選用精密儀表放大器為主要元件設(shè)計了前置放大電路。為更好的降低干擾的影響,設(shè)計了右腿驅(qū)動電路、高通和低通濾波電路,成功提取了心電信息。心電處理電路通過A/D轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送至微處理器做進(jìn)一步處理,該部分電路主要包括STM32處理器電路、SD卡存儲、串口通信、LCD接口電路等,選用ST公司的低成本、低功耗的Cortex-M3核處理器STM32F103VC作為控制核心。 軟件部分主要完成心電信號的采集、濾波、顯示、存儲和數(shù)據(jù)上傳等功能,開發(fā)工具是IAR Embedded Workbench for ARM,采用C語言來編程。主程序通過調(diào)用各種子程序模塊完成特定的功能。子程序包括系統(tǒng)外設(shè)初始化、信號采集、數(shù)字濾波、波形繪制、數(shù)據(jù)分析與存儲、串口通信子程序等,并利用SD卡建立了文件系統(tǒng)。本系統(tǒng)首先利用MATLAB開發(fā)工具從MIT-BIH標(biāo)準(zhǔn)心電數(shù)據(jù)庫讀出一些心電數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波算法驗證,最終采用簡單整系數(shù)濾波器的設(shè)計方法,有效地抑制了噪聲和干擾。另外本系統(tǒng)還可以通過RS232串行口與上位機(jī)通信,利用上位機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與分析功能對上傳的數(shù)據(jù)信息作進(jìn)一步的處理。上位機(jī)管理軟件采用VC++ 6.0軟件開發(fā)平臺,利用MFC設(shè)計了一個實用的心電信號采集系統(tǒng),該界面實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、分析和顯示等功能。 本課題較好地完成了預(yù)期的設(shè)想,設(shè)計與實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件電路,完成了系統(tǒng)軟件的編寫和調(diào)試,制作了樣機(jī)一臺。測試結(jié)果證明,達(dá)到了設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：心電圖儀 心電信號 信號采集 信號處理 SD卡 STM32
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH772
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 論文研究內(nèi)容13-15
• 1.3.1 主要工作13-14
• 1.3.2 技術(shù)難點(diǎn)分析14
• 1.3.3 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 人體心電信號的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)15-19
• 2.1 心電信號的產(chǎn)生機(jī)理15
• 2.2 心電信號的特征15-17
• 2.2.1 時域特征15-16
• 2.2.2 頻譜特征16-17
• 2.3 心電信號的干擾分析17-19
• 2.3.1 生理上的干擾17
• 2.3.2 技術(shù)上的干擾17-19
• 第3章 心電圖儀系統(tǒng)硬件設(shè)計19-36
• 3.1 總體設(shè)計的基本原則19
• 3.2 微處理器的選型19-20
• 3.3 系統(tǒng)方案設(shè)計20
• 3.4 信號采集電路設(shè)計20-27
• 3.4.1 電極和導(dǎo)聯(lián)體系的選擇21-22
• 3.4.2 前置放大電路設(shè)計22-24
• 3.4.3 濾波電路設(shè)計24-25
• 3.4.4 主放大和抬升電路設(shè)計25-26
• 3.4.5 電源模塊設(shè)計26-27
• 3.5 信號處理電路設(shè)計27-35
• 3.5.1 處理電路方案27
• 3.5.2 微處理器STM32 的優(yōu)勢27-29
• 3.5.3 處理器電路29-30
• 3.5.4 LCD 顯示模塊設(shè)計30-33
• 3.5.5 SD 卡接口電路設(shè)計33-34
• 3.5.6 UART 與按鍵電路設(shè)計34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 數(shù)字處理算法研究36-40
• 4.1 FIR 濾波36-37
• 4.2 軟件濾波器設(shè)計方法37
• 4.3 數(shù)字陷波器設(shè)計37-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 心電圖儀系統(tǒng)軟件設(shè)計40-68
• 5.1 軟件開發(fā)平臺40-41
• 5.2 軟件系統(tǒng)整體設(shè)計41-44
• 5.2.1 軟件系統(tǒng)模塊化分析41-42
• 5.2.2 STM32 軟件系統(tǒng)設(shè)計流程42-43
• 5.2.3 軟件總體框架43-44
• 5.3 軟件系統(tǒng)各模塊設(shè)計44-64
• 5.3.1 系統(tǒng)初始化程序44-47
• 5.3.2 信號采集程序設(shè)計47
• 5.3.3 數(shù)字濾波程序?qū)崿F(xiàn)47-48
• 5.3.4 液晶驅(qū)動程序設(shè)計48-51
• 5.3.5 波形顯示程序51
• 5.3.6 波形檢測與分析程序51-54
• 5.3.7 SD 卡驅(qū)動程序54-58
• 5.3.8 FAT16 文件系統(tǒng)58-61
• 5.3.9 按鍵及觸摸程序設(shè)計61-64
• 5.4 上位機(jī)軟件設(shè)計64-67
• 5.4.1 串口通信程序64-65
• 5.4.2 心電信號顯示程序65-66
• 5.4.3 信息管理程序66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果及誤差分析68-74
• 6.1 采集電路硬件調(diào)試68-69
• 6.1.1 INA118 性能及帶通濾波電路測試68-69
• 6.1.2 采集電路調(diào)試結(jié)果分析69
• 6.2 處理電路軟硬件聯(lián)合調(diào)試69-71
• 6.2.1 LCD 的軟硬件調(diào)試69-70
• 6.2.2 串口通信電路調(diào)試70-71
• 6.3 波形識別算法測試71
• 6.4 整體測試71-73
• 6.5 結(jié)果分析73-74
• 第7章 總結(jié)與展望74-76
• 7.1 本文總結(jié)74-75
• 7.2 工作展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 附錄79-80
• 詳細(xì)摘要80-86

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐娟娟;;STM32F103的汽車遠(yuǎn)程防盜系統(tǒng)設(shè)計[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2012年11期

2 胡錦霖;曾上游;王亮;戴偉;;基于STM32處理器的數(shù)字PDA系統(tǒng)設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史艷娥;基于超聲的故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計[D];燕山大學(xué);2012年

2 李苗苗;基于小波去噪的微型脈搏波監(jiān)測儀[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

3 徐娟娟;基于GSM的汽車遠(yuǎn)程防盜系統(tǒng)設(shè)計[D];曲阜師范大學(xué);2012年

4 趙正卿;嵌入式血液凝固檢測系統(tǒng)的設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 楊宇奇;動態(tài)地氣采樣裝置研制[D];成都理工大學(xué);2012年

6 劉致濱;透析液pH值和電導(dǎo)率測量儀的設(shè)計與試驗[D];南方醫(yī)科大學(xué);2012年

7 楊冉;嵌入式心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];河南科技大學(xué);2012年

8 曹鑫;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位在STM32W上的實現(xiàn)[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

9 張少華;基于STM32和FPGA雙處理器架構(gòu)的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計[D];蘭州大學(xué);2013年

10 李建敏;基于物聯(lián)網(wǎng)的青城山游客管理系統(tǒng)研究[D];成都理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于STM32的便攜式心電圖儀的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：255696