R4R325kΩ076100kΩKey=A50%7V15 V 18U161345V2-5 V U24R11kΩ2263240V5-5 V OP07CH8R220kΩ97318V65 V OP07CHV305 V 12R720kΩ13R5100Ω50%Key=A10R620kΩ11V40-5 V
图3.主放大电路
R250kΩ032R150kΩ2V1-5 V 185137U164OP07CH47R550kΩ6R425kΩ0V20-5 V R650kΩ 图4.加法器电路
示波器采集到的心电波形比较干净，符合心电波形的特征，同时看到该波形还有一些波纹，即50 Hz干扰存在，经过软件滤波可
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以消除这些干扰。
2.3 STM32处理器及主要接口电路
STM32系列32bit闪存微控制器使用来自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核，工作频率为72 MHz，内置高速存储器，丰富的增强I／O端口和连接到两条APB总线的外设。所有型号的器
件都包含2个12bit的ADC、3个通用16bit定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。其工作电压为常见的3．3 V。该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。
2.3.1 TFLR-LCD液晶接口设计
选用320*240 TI叮液晶来显示波形，而用STM32的FSMC模块来控制液晶就非常合适。FSMC即灵活的静态存储控制器，它能够与同步或异步的存储器和16bit的PC存储器卡接口，其一大特色是访问外部设备的时序可编程：等待周期可编程、总线恢复周期可编程、输出使能和写使能延迟可编程、独立地读写时序和协议。这样就可以把液晶当做外部存储设备来使用，配置好读写及控制信号时序，只要指定指针就可以实现对液晶的读写访问。这样处理，一是简化了对液晶的操作，只需指定读写数据的指针就可完成操作，二是提高了访问速度，避免了用端口模拟时序访问液晶产生的“拉幕”现象。
2.3.2 SD卡接口与USB数据传输设计
SD卡有存储容量大、成本低、读写速度快的优点，正逐渐成为存
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储设备的主流。其访问方式有两种：SPI模式和SDIO模式。STM32有这两种模式的接口，本文选用SPI模式。
心电数据的存储对便携式心电图仪来说是必要的，本文在存储设计上实现了两个功能：一是支持24 h心电数据存储；二是建立基于SD卡的文件系统，把心电数据存储为TXT文件格式。这样处理
有一个优点，既可以用心电图仪的USB接口与PC机进行数据传输，也可以把SD卡拔下来用读卡器把数据读入PC机。STM32内含USB模块，因此省去了外扩USB芯片，另外ST公司还提供了大量USB的实例，只需稍加修改就可应用到实际工程中，加快了开发进 程。
3．软件设计
软件采用功能模块化设计方法，通过分析，可以得到控制系统主程序和ADC中断程序的软件流程。
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4．测试结果分析
将三个电极的一端分别接到人体的左右臂和右腿，令一端接入采集电路的三个输入端 系统性能测试与分析
4.1性能测试
直流稳压电源、双踪示波器、数字型万用表。
4.2测试数据及结果
（一） 通频带内增益及频率响应
函数发生器产生5mv的输入信号，测量其频率响应。 (Hz) 1 20 40 60 80 100 120 140 160 750 1050 1010 1110 1000 850 700 610 420 系统的高频截止频率在120Hz，达到题目要求。总体上看系统信号在1Hz到120Hz范围内，频带内的响应满足在3dB之内，基本满足要求。
（二） 共模抑制比测试
测试差模信号:右腿驱动，一端输入接地，另一端接的交流信号，测得
=1050；
=1mv，f=50Hz
共模增益：右腿驱动接地，正负端输端共接2V/20Hz正弦信号，输出100mv，
=0.05；
共模抑制比为：KCMRR=86.4dB；
满足了题目要求的共模抑制比大于60dB的要求。
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4.3测试分析
（1）高频干扰：在一开始的测试中，心电图始终存在的明显的高频干扰，经排查发现是手上空气中有着许多工频信号，使得心电图存在50Hz的噪音信号。经多次调整，在主放大器上加了一低通滤波器后，效果有了明显的改善。
（2）由于时间匆忙，加上电子元件不容易买到，焊接方面有所欠缺，使得系统细节方面有所不足，有些地方容易引入干扰信号，但整体方面基本达到题目的要求，并且能够回放波形，有低成本易开发的优点。
5．小结
这次比赛给了我们一个平台，使我们从枯燥的课本理论知识中走了出来，走到实际的工程应用中去。综合应用电子技术知识和技能，灵活的设计应用具体的电路，设计制作出符合要求的系统作品。在这一过程中，我们的理论知识认知水平、电路设计能力、分析解决问题的能力都有了大幅度的提高。作为团队的一员，我们彼此相互团结，竭诚协作、共同提高。通过这次比赛我们对团队精神有了更深的认识。在这次比赛的过程中，我们遇到了各种各样的问题，但是我们没有沮丧、气馁，更没有妥协。面对问题我们冷静分析，逐步排除各种可能的原因，经过苦苦的探索最终所有问题都得以完美解决。我们能在如此短的时间里完成较为复杂的系统作品，得益于平时老师的谆谆教导，以及学校社会等各界的支持和帮助。当然，我们的设计还存在着一些缺陷，在此恳请各位老师批评指正, 以便我们能在将来设计中进一步改进提高。
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