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摘要…………………………………………………………….2 第一章 绪论 ………………………………………………………….3 1.1引言……………………………………………………….3 1.2 本课题研究意义………………………………………..3 第二章 本课题主要硬件设计内容…………………………3 2.1心电信号采集…………………………………………….4 2.1.1带通滤波电路……………………………………………….6 2.1.2工频陷波电路………………………………………….6 2.1.主放大电路……………………………………………….7 2.1.4A/转换…………………………………………………..8 2.1.5 ADC0809内部功能与引脚介绍……………………………8 2.1.6、AT89C51与ADC0809的接口…………………………8 2.1.7、时钟源设计………………………………………….12 2.1.9、复位电路设计……………………………………….12 1.1.10显示电路…………………………………………….12 第三章 系统主要程序设计………………………………….13 第四章 系统原理图………………………………………….16
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摘 要
心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。据统计，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病，世界上心脏病的死亡率仍占首位。因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视，准确地进行心电信号提取，为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。随着电子技术的迅速发展，医用心电信号采集系统近年来己在临床诊断中逐渐应用。
首先，设计心电采集模块，包括心电前置放大器、带通滤波电路、线性光耦放大电路、50 Hz陷波电路、35 Hz陷波电路及电平抬升电路， A/D 转换电路输出显示电路等。其次，由于越来越多的研究者发现心电图中变化与大多数心血管疾病都有着紧密的联系，因此，本课题设计了心电信号检测方法，包括心电信号的采集，放大以及波形的液晶显示。在论文当中，设计的电路能够有效的抑制了各种干扰，检测出良好的心电信号。论文的研究工作基本上达到了设计的要求，为进一步的产品开发打下了良好的基础。
关键词： 心电信号；数据采集；A/D转换；单片机；LCD显示
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第 1 章 绪论
1.1 引言
心电信号是人类较早研究并应用于医学临床的生物电信号之一，它比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。自 1903 年心电图引入医学临床以来，无论是在生物医学方面，还是在工程学方面，心电信号的记录、处理与诊断技术均得到了飞速的发展，并积累了相当丰富的资料。当前，心电信号的检测、处理仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一。 1.2 本课题研究意义
心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。据统计，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病，世界上心脏病的死亡率仍占首位，据统计，全世界死亡人数中，约有三分之一死于此类疾病，很多病人由于没能及时发现病变从而延误了治疗，死于非命。在我国因心血管疾病而死亡的人数占总死亡人数的 44%，可见心脏病己成为危害人类健康的多发病和常见病。因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视。及时了解人类心脏病的状况，对于适时治疗、预防心脏病突发死亡，具有十分重要的意义。国际上医学界人士已经可通过对心电信号的特征、规律的研究对部分相关病变做出早期预测和及时诊断，因此，准确地进行心电信号提取，为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。随着电子技术的迅速发展，医用电子检测、监护系统近年来己经在临床中逐渐应用。目前，医生对心血管疾病的诊断基本上是以常规心电图或者心电向量图为主要手段，即通过判断病人心电波形的变化规律及不同时刻的波幅大小来推断心脏内病灶的部位或严重程度，在医学临床应用中十分普及。
第二章 本课题主要硬件设计内容
本课题是设计心电信号数据采集系统，利用单片机实现对心电信号的采集与处理，并通过液晶显示器显示心电波形。该心电信号采集系统主要有以下几个部分组成：
? 前置放大电路，从强的噪声背景中提取心电信号
? 带通滤波电路，使频率为0.05-100Hz的心电信号通过，该范
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围以外的信号将大幅度衰减掉。
50Hz掐波电路，用于滤掉50Hz工频干扰。
主放大电路，将前级放大的心电信号进行再次放大。 A/D转换电路，将系统采集到的模拟信号转换为数字信号 单片机及液晶显示器输出电路，处理采集到的数据并输出
电极前置放大电路0.05HZ高通滤波电路100HZ低通滤波电路工频限波电路主放大电路模拟信号处理
2.1心电信号采集
生物信号测量有电测量和非电测量，象心电这类信号本身即是电参量，直接加电极于人体即可获取心电信号。由于生物电信号是两点的电位差信号，心电信号是变化缓慢的生物电位，当用两个电极分别引导生物体两点的电位时，如果两个电极本身的电位不同则会造成记录中的伪差(又称极化电位)。因此我们必须用去极化电极。我们采用了银－氯化银电极，它就是一种去极化电极。对于数据的采集我们使用了一种间歇式的方法。由于记录电极存在电极极化电位。若两电极极化电压极性相同，则作为共模直流信号入前置放大器，前置放大器有高CMRR，可克服一定共模极化电压。但是通常电极是不对称的，也就是两电极极化电压不等，则两极化电压之差作为差模直流信号入前置放大器，会造成前置放大器静态工作点的偏离，甚至进入截止或饱和。这种极极化电位的存在限制了前置放大器的增益。因此前端放大增益较小，设计在10左右，是为了避免饱和。过强的高频信号在通过前级时形成阻塞，进而通过“斩波”的方式产生一个低频干扰信号。 2. 心电前置电路是指输入的心电信号首先通过一高输入阻抗的电压跟随器，再经差分放大输入到主放大电路的这一部分，主要由输入电压保护电路、前置放大电路、右腿驱动电路、导联脱落
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检测电路等几部分组成。置放大器的要求是高输入阻抗、高共模抑制比、高增益、高稳定度、低噪声、低漂。同时考虑到便携性，还要同时考虑功耗及体积的特性。前置放大器我们选用美Analog Devices公司的AD620AN.AD620AN0z，是一款价格低廉、性能优良的仪表放大器。图2-5是内部结构简化图。AD620AN为三运放集成的仪表放大器结构，为保护增益控制的高精度，其输入端的三极管提供简单的差分双极输入，并采用p工艺获得更低的输入偏置电流，通过输入级内部运放的反馈，保持输入三极管的集电极电流恒定，并使输入电压加到外部增益控制电阻Rg上。虽然AD620由传统的三运算放大器发展而成，但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计。
+5V1BT?BATTERYC1R110KΩR41MΩR224.8KR00.26K41AD620587R324.8K3BT?BATTERYGND62-2R51MΩAD705J+-5VGNDGND3 前置放大电路
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