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1、同步采样心电信号采集器（硬件部分） 电气工程及其自动化专业毕业设计 毕业论文-范本 中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 名：刘尊礼 学 号： 04051712学 院： 信息与电气工程学院 专 业： 电气工程与自动化 论文题目： 同步采样心电信号采集器（硬件部分） 专 题： 指导教师： 郝继飞 职 称： 教授 2009 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 信息与电气工程学院专业年级 电气05级 学生姓名刘尊礼 任务下达日期： 2009年 2月 16日毕业论文日期： 2009 年 2月 16日 至 2009年 6月 20 日毕业论文题目：同步采样心电信号采集器（硬件部分）毕业论文专
2、题题目：毕业论文主要内容和要求：通过对心电图仪器相关知识的了解与掌握，结合所学的工业自动化方向的专业知识设计一款同步采样心电信号采集器。此采集器必须符合如下的要求：体积小、精度高且价格低廉的便携式设计原则；实现国际标准12导联的心电生理信号同步采样功能；心电采集数据的掉电非易失性存储；与PC机的USB数据传输；实现对心电信号干扰的有效滤波，提高心电图所示信息的准确性。总之，要求采用硬软件资源优势互补实现国际标准12导联心电信号的采集、传输、滤波，存储和PC机的波形回放显示功能，使所设计的同步采样心电信号采集器真正成为可以用于人体心脏监护与疾病诊断的医疗仪器。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大
3、学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委
4、员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 心电信号同步采集系统是心电设备的前端功能模块。本文介绍了一种基于C8051F120微控制器的嵌入式心电信号采集系统的设计与实现，该系统是12导联心电信号准同步采集系统。作为一个通用的心电信号采集器，它可以应用于多种心电设备中。另外，当PC机充当心电信号处理模块的角色时，本系统还可以通过USB接口直接和PC机连接，具有一定的独立工作的能力。该系统体积较小，功耗较低，性能良好，外围设备支持丰富而且可扩展性较高。针对系统的实际开发过程，论文将从如下几个部分进行阐述: 首先，论文简述了心电图方面的基础知识，包
5、括心电图的产生机理和特征。在心电图的专业术语中，心电图的导联是指记录心电图时电极在人体体表的放置位置和电极与放大器的连接方式。论文给出了由本系统的通道数据获得国际标准12导联数据的换算公式，后端心电数据处理模块通过软件实现这种转换，并据此绘制出心电图。 接下来，论文提出了采集系统的硬件设计目标和微控制器选型。详细介绍了两级放大电路的设计原理。一级放大电路将信号放大10倍左右，输出信号经过去直流”处理后进入二级放大电路放大50倍左右。取自人体体表的微弱心电信号经两级放大后达到500倍左右的放大增益，便于ADC进行采样。关键词:心电信号采集;12导联;C8051F120;实时滤波;串行通信分类号:
6、 ABSTRACTECG acquisition system is synchronized ECG front-end equipment functional blocks. This article describes an approach based on C8051F120 microcontroller embedded ECG Acquisition System Design and Implementation of the system is a 12-lead Quasi-synchronous ECG acquisition system. As a common
7、collector ECG, it can be applied to a wide range of ECG devices. In addition, when PC-ECG processing module to act as the role, the system can also USB interface and PC directly connected with a certain ability to work independently. The system is smaller in size, power consumption Relatively low, t
8、he performance of good, rich support for peripheral devices and high scalability. For the actual development process, papers will be part of the following: First of all, the paper outlines the basic knowledge of ECG, including the ECG and the characteristics of the generation mechanism. Terms in the
9、 ECG, the ECG-lead ECG is the record of the body surface when the electrode placement Electrode location and the connection with the amplifier. Papers given by the channel data of the system to international standards 12-lead data conversion formula, the back-end data-processing module ECG software
10、to achieve this conversion, and accordingly ECG draw. Next, the paper presents the hardware acquisition system design objectives and selection of micro-controller. Details Two-stage amplifier circuit design principle. An amplifier circuit will be about 10 times the signal amplification, the output s
11、ignal To DC to deal with two amplifier after amplification of about 50 times. The weak from the body surface ECG Amplified by the levels of about 500-fold gain, easy to carry out sampling ADC. ? Key words: ECG Acquisition; 12-lead; C8051F120; real-time filtering;目 录ABSTRACT目录1 绪论11.1选题背景11.2课题研究现状11
12、.3本文要实现的目标22 心电图基础知识42.1心电图产生机理42.2心电图导联体系5体导联6体导联7极肢体导联8导联8导联体系92.3心电信号的特征112.4心电信号的噪声干扰123 系统硬件设计133.1本系统的硬件设计目标133.2模拟电路部分的设计14入电极15流电路设计15网络17大电路设计19大电路设计21动电路设计233.3数字电路部分的设计26DC的选型26器的选型29器的选型36 USB接口电路设计393.4系统的供电403.5系统抗干扰措施42在的干扰类型43措施433.6本章小结444系统软件设计454.1软件设计原则与编程方法45软件设计原则454.2系统软件设计454
13、.3软件设计464.4软件概要设计474.5 本章小结48致 谢49致 谢49参考文献50中文译文52英文原文62.1 绪论1.1选题背景 随着现代社会经济的高速发展，人们在享受着高水平的物质生活的同时，也面临着以往任何一个时期都不曾有过的心理压力，身心的负荷程度长期超载，这一切使得心脏疾病开始成为威胁人们生命和健康的严重杀手。世界卫生组织指出，目前全球每年有1700万人死于心脏病和其他心血管疾病，预计到2020年这个数字将有可能突破2000万。这些数字让人触目惊心，人们再也无法忽视或者逃避此类疾病了。与其他疾病相比，心脏病的发作往往具有随机性和突发性，多出现在家中或工作现场，大部分人因失去抢救时间而致死，也有很多病人是由于未及时发现病变延误了最佳治疗期而最终导致死亡。 然而，人类对心脏病的检测和治疗并非束手无策，很早以前，医学界人士就开始将人体生物电之一的心电信号加以应用了。1843年德国生理学家E?DuBois一Reymond用动作电位 Aetionpotential 描述心肌收缩
