基于ARM7的心电监护系统设计

基于ARM7的心电监护系统设计

论文摘要

心脏病是威胁人类生命的主要疾病之一,预防及治疗心脏病已经成为全世界医学界的主要难题。本课题中设计的动态心电监护系统,可对心脏病患者的心电活动进行24小时不间断的跟踪记录,为心脏疾病的诊断提供重要的参考依据。本课题中设计的心电监护系统由两部分组成,分别为心电信号采集电路和心电数据处理电路。信号采集部分主要由前置放大电路、主放大电路、带通滤波电路、50Hz陷波器和A/D转换电路组成,其功能是将弱小的心电信号经过放大滤波,得到具有诊断价值的心电信号,然后由A/D转换为数字信号,送到ARM7微控制器处理。在心电数据处理电路中,选用NXP公司生产的低成本、低功耗ARM7处理器LPC2214作为中央处理器,完成心电信号的存储、显示及回放功能。在数据存储模块中,选用大容量NAND Flash存储器作为存储介质,并支持外扩SD/MMC卡,可以最大程度地满足系统对存储空间的需求。实验测试表明,心电监护系统硬件部分已经基本达到设计目标,其中心电信号采集电路的放大倍数和滤波效果均可达到设计要求;心电数据处理电路中,LPC2214的最小系统已经可以正常运行,并能够正确采集、显示心电信号。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 国内外研究现状
  • 第二章 心电基础理论
  • 2.1 心电图的历史
  • 2.2 心电图产生的原理
  • 2.3 心电信号的特点及分解
  • 2.3.1 心电信号的主要特点
  • 2.3.2 心电信号的分解
  • 第三章 总体设计方案
  • 3.1 系统设计原则
  • 3.2 总体结构框架
  • 3.3 技术指标
  • 第四章 心电信号采集电路设计
  • 4.1 心电信号的提取
  • 4.2 放大电路设计
  • 4.2.1 电路设计要求
  • 4.2.2 前置放大电路
  • 4.2.3 主放大电路
  • 4.3.4 电压提升电路
  • 4.3 滤波电路设计
  • 4.3.1 带通滤波器
  • 4.3.2 50Hz工频陷波器
  • 4.4 附属电路
  • 4.4.1 屏蔽驱动电路和右腿驱动电路
  • 4.4.2 脉冲抑制电路
  • 4.4.3 导联脱落检测电路
  • 4.5 印刷电路板设计
  • 4.6 测试结果
  • 第五章 ARM微处理器简介
  • 5.1 ARM概述
  • 5.1.1 ARM处理器
  • 5.1.2 ARM系列处理器介绍
  • 5.2 LPC2214概述
  • 第六章 心电数据处理系统设计
  • 6.1 电源管理模块设计
  • 6.1.1 系统电源需要分析
  • 6.1.2 前级电源
  • 6.1.3 后级电源
  • 6.1.4 模拟电路电源
  • 6.1.5 轻触式电源开关设计
  • 6.2 LPC2214最小系统
  • 6.2.1 系统时钟
  • 6.2.2 复位及复位芯片设置
  • 6.2.3 调试与测试接口
  • 6.2.4 UART与 ISP下载电路
  • 6.3 心电数据存储系统
  • 6.3.1 需求分析
  • 6.3.2 NAND Flash存储器
  • 6.3.3 SD/MMC卡接口
  • 6.4 人机接口模块
  • 6.4.1 键控电路设计
  • 6.4.2 声光指示电路
  • 6.4.3 液晶显示接口
  • 6.8 USB接口电路
  • 6.9 心电信号处理系统的 PCB实物
  • 第七章 软件设计
  • 7.1 开发及调试环境
  • 7.1.1 RealView MDK
  • 7.1.2 LPC2000 Flash Utility
  • 7.1.3 H-JTAG调试环境
  • 7.2 程序流程
  • 7.2.1 按键功能定义
  • 7.2.2 主程序流程
  • 7.2.3 实时显示程序流程
  • 7.2.4 波形回放程序流程
  • 第八章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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