郑州轻工业学院 自动化08-1
2.1.1带通滤波电路
从电极提取过来的的来自人体和电源的噪声比较强，前置级放大不能抑制所有的工频干扰，所以需要在前置放大电路和主放大电路之间设计模拟滤波电路。
由于人体心电信号的心电信号频带主要集中在0. 05~ 100Hz,所以要求心电放大器在此频率范围内必须不失真的放大所检测到的的各种电信号。由于滤波电路的作用是在允许采用信号中所需频率信号通过的同时，对其他频率的信号进行有效地衰减，可以采用高通滤波器和低通滤波器来压缩通频带。本次设计采用两个OP-07运放分别设计二阶压控有源高通滤波和低通滤波器来实现，放大系数威1有下图所示。
R64.6M+5V75
C4 0.25uF1+5V326OP07-32C510uF1uF1uF10K100K4-5V-5VGNDGND带通滤波电路
2.1.2工频陷波电路
尽管在前置放大电路中，我们采用了低噪声的集成运放来抑制50HZ工频干扰，但往往在不同环境中实际测量时，不能完全消除50HZ工频干扰。因此我们还要设计一个50HZ陷波器来消除工频干扰。一般常用带阻滤波予以抑制。带阻滤波器又叫陷波器，当50HZ干扰非常严重时，可采用以50HZ为中心频率的陷波器把50HZ的频率成分滤掉。该陷波器如下图所示。
6
4+6OP07-R8R915C2C3+ R7 4.6M 7郑州轻工业学院 自动化08-1
R10144.6KC6R11144.6KC7-5VVOUTVIN+5V22uFC844uFR1272.4K22uFR130.5K+5VR59.5K-5V工频陷波电路
GND2.1.3主放大电路
心电信号的幅度誉为10uV-5mV，我们选用的A/D转化器的输入电平要求为0-3.3V，因此必须实现心电信号的高效增益放大600-80倍左右。前置放大器理论上放大了10倍。主放大电路再放大80左右即可。主放大电路有R15 R16和运放组成如下图所示，这里采用的是同比例放大电路，介入R16可变电阻，可调节最佳的增益输出.
7
郑州轻工业学院 自动化08-1
+5V7321+6OP07-4-5VR161MR15100K5GND 主放大电路
2.1.4.A/D转换
本系统用AT89S51系列单片机，AT89S51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构， 具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性，并采用ADC0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，且节约成本。
2.1.5 ADC0809内部功能与引脚介绍
ADC0809八位逐次逼近式A／D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何
8
郑州轻工业学院 自动化08-1
一个。其内部结构如图2-2所示。
1.ADC0809主要性能
? 逐次比较型 ? CMOS工艺制造 ? 单电源供电
? 无需零点和满刻度调整
? 具有三态锁存输出缓冲器，输出与TTL兼容 ? 易与各种微控制器接口 ? 具有锁存控制的8路模拟开关 ? 分辨率：8位 ? 功耗：15mW
? 最大不可调误差小于±1LSB（最低有效位）
图2-2 ADC0809内部结构 9
郑州轻工业学院 自动化08-1
? 转换时间（fCLK?500KHz）128us ? 转换精度：?0.4%
? ADC0809没有内部时钟，必须由外部提供，其范围为10～
1280kHz。典型时钟频率为640kHz
2.引脚排列及各引脚的功能，引脚排列如图2-3所示。 各引脚的功能如下：
IN0～IN7：8个通道的模拟量输入端。可输入0～5V待转换的模拟电压。
D0～D7：8位转换结果输出端。三态输出，D7是最高位，D0是最低位。
A、B、C：通道选择端。当CBA=000时，IN0输入；当CBA=111时，IN7输入。
ALE：地址锁存信号输入端。该信号在上升沿处把A、B、C的状态锁存到内部的多路开关的地址锁存器中，从而选通8路模拟信号中的某一路。
START：启动转换信号输入端。从START端输入一个正脉冲，其下降沿启动ADC0809开始转换。脉冲宽度应不小于100～200ns。
EOC：转换结束信号输出端。启动A/D转换时它自动变为低电平。 OE：输出允许端。
CLK：时钟输入端。ADC0809的典型时钟频率为640kHz，转换时间约为100μs。
REF(-)、REF(+)：参考电压输入端。ADC0809的参考电压为＋5V。 VCC、GND：供电电源端。ADC0809使用＋5V单一电源供电。
图2-3 A/DC0809引脚 10