2基于MCU的便携式心电监护系统设计--硬件电路设计.doc

毕业设计基于 MCU 的便携式心电监护系统设计-- 硬件电路设计姓名: _____ 闫学彬__ 学号: 09040052 班级: 09 信息工程 2 专业: 电子信息工程所在系: 电子信息工程系指导教师: 赵辉蔡伟超基于 MCU 的便携式心电监护系统设计---- 硬件电路设计摘要心血管疾病是临床常见的三大疾病之一,严重威胁着人类健康。在全世界每年导致上千万的患者死亡,在我国,每年也有几十万人死于心脏疾病。因此,运用心电监护系统来监测和诊断心血管疾病具有十分重要的意义。通常医院使用的心电图机可以获得短时间的心电图( Electrocardiogram ,ECG ),诊断已成为常态的心脏疾病。然而心脏疾病具有隐蔽性和偶发性的特点,平常工作生活时没有征兆,当发病到医院检查时症状可能又消失了。这导致了医生无法及时检测到异常心电图,延误了病情的诊断和治疗。同时,传统的心电监护仪体积大、功耗高、且价格昂贵,也限制了其使用和推广。近年来,随着生物医学技术、电子技术、通信技术和计算机技术的飞速发展,心电监护系统的研究也取得了很大的进步。本课题设计的基于 MCU ( Micro Control Unit ,微控制单元)的心电监护系统,能够实现 ECG 信号的采集、处理、存储以及在 PC机显示测量结果等功能。本文主要是完成硬件电路的设计与实现这两项工作。硬件电路设计包括模拟电路设计和数字电路设计两大部分。首先要了解心电信号的基本原理和特征,以便确定系统的设计标准。模拟电路主要实现 ECG 采集处理功能,由前置放大电路、右腿驱动电路、带通滤波电路、后级放大电路和 50Hz 陷波电路等组成,通过电路的仿真验证了 ECG 采集处理的可行性;数字电路主要实现单片机控制功能,由 C8051F320 单片机、 SD卡和USB 接口通讯电路等组成。本课题对以上各项工作进行了认真的研究。设计并制作了心电监护系统的硬件电路,通过仿真和实验,验证了系统的可行性,实现了 ECG 信号的实时采集、处理和传输; 本课题只针对硬件部分进行设计,软件部分先不涉及。本系统体积小、价格低、操作方便,基本达到了预期设计要求。通过对系统的进一步研究和完善,相信可以满足人们心电监护的需要,使其成为具有重要的经济价值和社会意义的医疗仪器。关键词: 心电信号;数据处理; USB 通信 Design of portable ECG monitor based on MCU system ----design of hardware circuit ABSTRACT Cardiovascular disease isone of the mon clinical diseases, which seriously threatens to human health. Each year, tens of millions of patients die of this disease in the world. In China, every year there are hundreds of thousands of people die from heart disease. Therefore, the use of ECG (Electrocardiogram) monitoring system for monitoring and diagnosing of cardiovascular disease isof great significance. Conventional ECG machines often used in hospitals can get short-term ECG, diagnose the long-time norm heart disease. However, heart disease has the characteristics of hidden and unexpected. There are no signs in the daily work and life, when the patient with sick goes to hospital and the symptoms may disappear again. This leads to the doctor can not timely detect abnormal ECG, delay the diagnosis and treatment of heart disease. In addition, the traditional ECG monitoring system is bulky, high power consumption, and ex