基于SOPC便攜式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-22 11:14
心電圖(ECG)是用來診斷心臟疾病的主要技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,更多的技術(shù)被應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與儀器的研究和應(yīng)用當(dāng)中。由于心臟病發(fā)作的突發(fā)性與隨機(jī)性,60%的心臟病死亡發(fā)生在患者家中;醫(yī)院的監(jiān)護(hù)設(shè)備往往體積龐大,價(jià)格昂貴,不便于攜帶。所以研發(fā)微型化,智能化,便攜式的,實(shí)用的家用心電監(jiān)護(hù)儀器成為主要的研究方向。本文研究的主要內(nèi)容是基于SOPC(System on Programmable Chip)片上可編程系統(tǒng),以Altera公司Cyclone III系列EP3C16Q240C8為核心芯片構(gòu)建硬件系統(tǒng)的平臺(tái),NiosII嵌入式軟核作為處理器設(shè)計(jì)便攜式的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。本文主要介紹了以下幾部分內(nèi)容:便攜式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。ECG信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì),ECG信號(hào)通過前置放大電路,巴特沃思帶通濾波器,再經(jīng)過主放大電路,電壓抬升電路,A/D轉(zhuǎn)換電路,被送入FPGA芯片中做數(shù)字濾波處理。以及可觸摸的TFT液晶屏、SD卡、USB接口等外圍設(shè)備的電路設(shè)計(jì);贜iosII,在Cyclone III系列EP3C16Q240C8芯片的DE2嵌入式平臺(tái)上,移植了uClinux操作...
【文章來源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基于NiosII的SOPC系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)流程
圖 3.5 NiosⅡ處理器軟核結(jié)構(gòu)圖(2)建立完善頂層模塊使用 SOPC Builder 生成 NiosⅡ系統(tǒng)后,將其集成到整個(gè) QuartusⅡ工程中據(jù)需要在工程中加入 NiosⅡ系統(tǒng)以外的邏輯,在 SoPC Builder 工程的目錄下成 DE2_lab1.ptf 和 DE2_uClinux.sof 文件。在 QuartusⅡ里面把引腳連好。模塊如圖 3.6 所示。PIN_31VCCclk INPUTPIN_209VCCreset_n INPUTPIN_196VCCad0832_do INPUTPIN_202VCCad0832_en INPUTPIN_201VCCad7843_busy INPUTPIN_117OUTPUTsdram_clkPIN_181OUTPUTprint_paPIN_183OUTPUTprint_pbPIN_185OUTPUTprint_pcPIN_187OUTPUTprint_pdPIN_6OUTPUTtf t_clkPIN_13OUTPUTtf t_DEPIN_223PIN_226PIN_231PIN_233PIN_235PIN_237PIN_239PIN_4PIN_18PIN_9PIN_5PIN_240PIN_238PIN_236PIN_234PIN_232OUTPUTtf t_data[15..0]PIN_194OUTPUTad0832_clkPIN_200OUTPUTad0832_csPIN_198OUTPUTad0832_diOUTPUTad7843_csCy clone IIIinclk0 f requency : 25.000 MHzOperation Mode: NormalClk Ratio Ph (dg) DC (%)c0 4/1 0.00 50.00c1 4/1 -126.00 50.00inclk0 c0c1pllinstclkreset_nrxd_to_the_FT232_USBMISO_to_the_SDK_SPIclk25_to_the_TFTctrl_instin_port_to_the_ad0832_doin_port_to_the_ad0832_enin_port_to_the_ad7843_busytxd_from_the_FT232_USBout_port_from_the_Print_PAout_port_from_the_Print_PBout_port_from_the_Print_PCout_port_from_the_Print_PDMOSI_from_the_SDK_SPISCLK_from_the_SDK_SPISS_n_from_the_SDK_SPIClkout_from_the_TFTctrl_instTFT_DE_from_the_TFTctrl_instTFT_RGB_from_the_TFTctrl_inst[15..0
圖 3.7 MainMenu 界面在 Vendor/Product Selection 界面,如圖 3.8 設(shè)置。最后選擇 yes 保存以上設(shè)圖 3.8 Vendor/Product Selection 界面(4)、將 SOPC Builder 生成文件 DE2_lab1.ptf 復(fù)制到/usr/local/src(5)、根據(jù)硬件文件配置 make file# make vendor_hwselect SYSPTF=/usr/local/src/DE2_lab1.ptf
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SOPC系統(tǒng)建立及uClinux移植實(shí)現(xiàn)[J]. 巨政權(quán),原亮,滿夢(mèng)華,鄭見靈. 微計(jì)算機(jī)信息. 2009(11)
[2]基于FPGA的FIR濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 楊立顯,呂衛(wèi)陽,齊昕. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2008(03)
[3]uClinux操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 趙紅敏. 科技資訊. 2006(36)
[4]可穿戴式無線心電監(jiān)測(cè)儀的研究現(xiàn)狀[J]. 岳蜀華,王美涵,郭飛,孟兆輝,白凈. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2006(04)
[5]嵌入式平臺(tái)ARM-uClinux的構(gòu)建與應(yīng)用開發(fā)[J]. 黃勛,唐慧強(qiáng). 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2006(01)
[6]心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[7]我國心血管病及其主要危險(xiǎn)因素的流行病學(xué)研究[J]. 王薇,趙冬. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性探討[J]. 蔣溢,李琳皓,陳龍,熊安萍. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
[9]uC/OS和uClinux的比較[J]. 朱顯新,黃濤,盧珞先. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(10)
[10]NIOS軟核處理器的Linux引導(dǎo)程序U-boot設(shè)計(jì)[J]. 王俊卿,劉慶文,楊揚(yáng). 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(09)
碩士論文
[1]基于小波分析的心電信號(hào)去噪研究[D]. 羅強(qiáng).華中師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3045907
【文章來源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基于NiosII的SOPC系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)流程
圖 3.5 NiosⅡ處理器軟核結(jié)構(gòu)圖(2)建立完善頂層模塊使用 SOPC Builder 生成 NiosⅡ系統(tǒng)后,將其集成到整個(gè) QuartusⅡ工程中據(jù)需要在工程中加入 NiosⅡ系統(tǒng)以外的邏輯,在 SoPC Builder 工程的目錄下成 DE2_lab1.ptf 和 DE2_uClinux.sof 文件。在 QuartusⅡ里面把引腳連好。模塊如圖 3.6 所示。PIN_31VCCclk INPUTPIN_209VCCreset_n INPUTPIN_196VCCad0832_do INPUTPIN_202VCCad0832_en INPUTPIN_201VCCad7843_busy INPUTPIN_117OUTPUTsdram_clkPIN_181OUTPUTprint_paPIN_183OUTPUTprint_pbPIN_185OUTPUTprint_pcPIN_187OUTPUTprint_pdPIN_6OUTPUTtf t_clkPIN_13OUTPUTtf t_DEPIN_223PIN_226PIN_231PIN_233PIN_235PIN_237PIN_239PIN_4PIN_18PIN_9PIN_5PIN_240PIN_238PIN_236PIN_234PIN_232OUTPUTtf t_data[15..0]PIN_194OUTPUTad0832_clkPIN_200OUTPUTad0832_csPIN_198OUTPUTad0832_diOUTPUTad7843_csCy clone IIIinclk0 f requency : 25.000 MHzOperation Mode: NormalClk Ratio Ph (dg) DC (%)c0 4/1 0.00 50.00c1 4/1 -126.00 50.00inclk0 c0c1pllinstclkreset_nrxd_to_the_FT232_USBMISO_to_the_SDK_SPIclk25_to_the_TFTctrl_instin_port_to_the_ad0832_doin_port_to_the_ad0832_enin_port_to_the_ad7843_busytxd_from_the_FT232_USBout_port_from_the_Print_PAout_port_from_the_Print_PBout_port_from_the_Print_PCout_port_from_the_Print_PDMOSI_from_the_SDK_SPISCLK_from_the_SDK_SPISS_n_from_the_SDK_SPIClkout_from_the_TFTctrl_instTFT_DE_from_the_TFTctrl_instTFT_RGB_from_the_TFTctrl_inst[15..0
圖 3.7 MainMenu 界面在 Vendor/Product Selection 界面,如圖 3.8 設(shè)置。最后選擇 yes 保存以上設(shè)圖 3.8 Vendor/Product Selection 界面(4)、將 SOPC Builder 生成文件 DE2_lab1.ptf 復(fù)制到/usr/local/src(5)、根據(jù)硬件文件配置 make file# make vendor_hwselect SYSPTF=/usr/local/src/DE2_lab1.ptf
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SOPC系統(tǒng)建立及uClinux移植實(shí)現(xiàn)[J]. 巨政權(quán),原亮,滿夢(mèng)華,鄭見靈. 微計(jì)算機(jī)信息. 2009(11)
[2]基于FPGA的FIR濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 楊立顯,呂衛(wèi)陽,齊昕. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2008(03)
[3]uClinux操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 趙紅敏. 科技資訊. 2006(36)
[4]可穿戴式無線心電監(jiān)測(cè)儀的研究現(xiàn)狀[J]. 岳蜀華,王美涵,郭飛,孟兆輝,白凈. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2006(04)
[5]嵌入式平臺(tái)ARM-uClinux的構(gòu)建與應(yīng)用開發(fā)[J]. 黃勛,唐慧強(qiáng). 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2006(01)
[6]心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[7]我國心血管病及其主要危險(xiǎn)因素的流行病學(xué)研究[J]. 王薇,趙冬. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性探討[J]. 蔣溢,李琳皓,陳龍,熊安萍. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
[9]uC/OS和uClinux的比較[J]. 朱顯新,黃濤,盧珞先. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(10)
[10]NIOS軟核處理器的Linux引導(dǎo)程序U-boot設(shè)計(jì)[J]. 王俊卿,劉慶文,楊揚(yáng). 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(09)
碩士論文
[1]基于小波分析的心電信號(hào)去噪研究[D]. 羅強(qiáng).華中師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3045907
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